Источник питания

(19) 335; О 05 Р 1 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ 62 УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ(71) Феб Карл Цейсс Иена (ГДР) (53) 621 314.58(088,8).(54)(57) 1. ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ, первичная обмотка трансформатора которого подключена через транзистор высокого напряжения к входным, выводам постоянного напряжения, при . этом вторичная обмотка трансформатора через выпрямитель подсоединена к входу регулирующего каскада, который в.свою очередь по выходу свяэай через оптрон, широтно-импульсный модулятор и ключевой элемент с управляющим электродом транзистора высокого напряжения, у которого предусмотрены средства для выработки внутреннего рабочего напряжения,о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения технико-экономических показателей путем экономии высококачественных и дорогих полупроводников, а также технически трудоемких обмоточных деталей, первый входной вывод постоянного напряжения присоединен через дополнительный резистор к шунтированной диодом сериесной схеме, состоящей из конденсатора и управляющей обмотки трансформатора, подключенной с одной стороны к второму входному выводу, а с другой стороны связанной через резистор с базой первого переключающего транзистора, а также через токоограничительный резистор, силовую цепь этого же транзистора и через зашунтированную конденсатором диодную схему с управляющим электродом транзистора высь- кого напряжения, при этом коллектор второго переключающего транзистора, эмиттер которого присоединен к второму входному выводу постоянного наи ряжения, а база подключена к ключевому элементу, соединен с базой первого переключающего транзистора и через диод - с эмиттером первого переключающего транзистора.е2. Источник питания по п.1, о т,- л и ч а ю щ и й с я тем,.что управ-. ляющая обмотка трансформатор присоединена в соответствующей фазе к входу блока затухания, выход которого Е соединен с вспомогательной обмоткой трансформатора. 3 авВ3. Источник питания по и. 1, о т - (;) л и ч а ю щ и й с я тем, что уп-ц равляемый эмиттерным током тран- в зистора высокого напряжения порого-. вый выключатель, выход которого связан с ключевым элементом, соединен по входу с базой второго переключающего транзистора.4. Источник питания по п,3, о тл и ч а ю щ и й с я .тем, что входной вывод постоянного напряжения через управляемый рабочим напряжением порогового выключателя второй пороговый выключатель, соединен с сериесной схемой.Изобретение относится к электротехнике и может применяться в качестве блока токоснабжения для устройств автоматики и вычислительной техники,Известны устройства, представляющие собой релейный регулятор, который преобразует постоянное напряжение или выпрямленное переменное напряжение в переменное напряжение,ко 0 торое обычно выпрямляется.Известныфалво - техническая информация) конструкции репейных регуляторов с транзисторами высокого напряжения, преобразующие постоянное напряжение или выпрямленное перемен 15 ное напряжение в другое напряжение.Ввиду того, что к регулируемым каскадам релейного регулятора в его пусковой Фазе не приложено рабочего напряжения, то данное напряжение должно быть выработано дополнительно, Имеется возможность выработать внутреннюю электроэнергию посредством отдельного трансформатора из напряжения сети, что однако связано25 с высокими технологическими затратами и большими габаритными потребнос 1 тями.Возможно получить внутреннюю элек троэнергию из входного постоянного напряжения релейного регулятора посредством дополнительных транзисторов высокого напряжения.Однако использование ценных транзисторов вь 4 Юкаго напряжения влечет за собой высокие экономические затраты.Кроме того, возможно вырабатывать 40 внутреннюю электроэнергию из входящего постоянного напряжения релейного регулятора через делители напряжения.Однако делители имеют высокое потребление мощности и вследствие этого обладают низким КПД.Имеется возможность трансверторообразными устройствами снабжать регулирующие касКады из названного по 50 стоянного напряженияИспользование таких трансформаторовтребует относительно больших техникоэкономических затрат.Цель изобретения - улучшение тех 55нико-экономических показателей путемэкономии высококачественных и дорогих полупроводников, а также технически трудоемких деталей обмотки. В основу изобретения положена задача выработать в релейном регуляторе внутреннее рабочее напряжение, как в фазе пуска, так и в фазе эксплуатации релейного регулятора, возможно простыми средствами и беэ применения дополнительных транзисторов высокого напряжения и трансформаторов.Поставленная цель достигаетсятем, что в источнике питания, первичная обмотка трансформатора которогоподключена через транзистор высокогонапряжения к входным выводам постоянного напряжения, при этом вторичнаяобмотка трансформатора через выпрямитель подсоединена к входу регулирующего каскада, который в свою очередь по выходу, связан через оптрон,широтно-импульсный модулятор и ключевой элемент с управляющим электродом транзистора высокого напряжения,у которого предусмотрены средствадля выработки внутреннего рабочегонапряжения, первый входной выводпостоянного напряжения присоединенчерез дополнительный резистор к шунтированной диодом сериесной схеме,состоящей из конденсатора и управляющей обмотки трансформатора, подключенной с одной стороны к второмувходному выводу, а с другой сторонысвязанной через резистор с базой первого переключающего транзистора, атакже через токоограничительный резистор, силовую цепь этого же транзистора и через зашунтированную конденсатором диодную схему - с управляющим электродом транзистора высокого напряжения, при этом коллекторвторого переключающего транзистора,.эмиттер которого присоединен к второму входному выводу постоянного напряжения, а база подключена к ключевому элементу, соединен с базойпервого переключающего транзистораи через диод - с эмиттером первогопереключающего транзистора,Кроме того, управляющая обмотка трансформатора присоединена в соответствующей фазе к входу блока затухания, выход которого соединен с вспомогательной обмоткой трансформатора.Управляемый эмиттерным током транзистора высокого напряжения пороговый выключатель, выход которого свяВ данном квазиавтоколебательномрениме устройство токоснабжения работает аналогично автоколебательномуинвертору Через воздействующую набазу транзистора высокого напряжения управляющую обмотку осуществляется обратная связь, включающаятранзистор высокого напряжения. Впротивоположность автоколебательномуинвертору Фаза выключения транзисторавысокого напряжения не включаетсячерез управляющую обмотку. Для обес. печения надежности рабоцего диапазона транзистора высокого напряжения начало фазы отключения вводится .в действие посредством управляемого эмиттерным током транзистора высокого напряжения пороговым выключателем, воздействующим через ключевые элементы на базу транзистора высокого напряжения, и только после этого принимается управляющей обмоткой. Далее квазиавтоколебательный режим исключает влияние зависящего от экземпляра коэффициента усиления тока транзисторов высокого напряжения на продолжительность включения. Бсли в квазиавтоколебательном режиме вырабатывается достаточнаявеличина рабочего напряжения длявспомогательных и регулирующих сис- . тем, то зависимый от рабочего напряжения пороговый выключатель через ключевые элементы переключает поступающие от широтно-импульсного модулято" ра и модулируемые регулятором сигналы на базу транзистора высокого напряжения. ззан с ключевым элементом, соединенпо входу с базой второго переключающего транзистора.Причем входной вывод постоянногонапряжения через управляемый рабочим напряжением порогового выключателя второй пороговый выключательсоединен с сериесной схемой,Блок представляет собой релейныйрегулятор, у которого первичная обмотка трансформатора подключаетсяпосредством транзистора к постоянному напряжению, В момент включениярелейного регуля"ора, в то время,когда внутренние 1 вспомогательные ирегулирующие схемы не обеспечиваются током, данной схемой Формируетсяквазиавтоколебательная система, спомощью которой внутренние вспомогательные и регулирующие схемы обеспечиваются рабочим напряжением. 0262574 Режим работы отрегулированногоустройства токоснабжения являетсяследующим.После того, как от широтно"им"5 пульсного модулятора через, ключевыеэлементы станет возможным включениетранзистора высокого напряжения, производится включение как в квазиавтоколебательном режиме посредством уп 0 равляющей обмотки. Соответственноширине импульса, заданной регуля"тором широтно-импульсного модулятора, начинается процесс отключениядо того, как сработает управляемый1 ф эмиттерным током транзистора высокого напряжения пороговый выключатель.В отрегулированном режиме работыформируются две рабочие Фазы: само 20 возбуждающееся включение транзистора .высокого напряжения после разрешающего сигнала широтно-импульсного мо дулятора; отключение после сигналаотключения, стоящего под влияниемрегулятора широтно-импульсного модулятора.Дополнительная управляемая взависимости от напряжения через уп-,равляющую обмотку соответственноЗО. полярности и уровню вспомогатель"ная обмотка служит для электронноговнесения затухания стержня трансформатора для достижения стабильногорежима работы регулятора,з 5 Получаемый из входного уравнениянезначительный ток обеспечивает рабочим напряжением управляемый эмиттерным током транзистора высокогонапряжения пороговый выключатель.40 Один из двух управляемых данным рабочим напряжением пороговый выключатель обеспецивает только при ихдостаточных значениях активизациютранзистора высокого напряжения.45 На цертеже представлена принципи"альная электрическая схема устройства.К выпрямителю 1 приложено переменное напряжение О, Через транзистор 2 высокого напряжения с сопротивлением эмиттера 3 первичнаяобмотка ч трансформатора подключенак выходу выпрямителя 1, один выходкоторого подведен к второму входномувыводу постоянного напряжения. Вторичная обмотка 5 подключена к выпрямителю б, выходное напряжение ОА которого приложено одновременно к регумодулятором 9, Другой выход выпрямителя 1, образующий первый входной вывод постоянного напряжения, соединен через добавочное сопротивление 10,пороговый выключатель, состоящий из транзистора 11, сопротивления 12 базы, диода 13 зенера и связующего диода 11, с подключенной к второму входному выводу постоянногонапряжения сериесной схемой, состоящей иэ конденсатора 15 и управляющей обмотки 16 трансформатора. Сериесная схема связана через сопротивление 17 с базой первого переключающего транзистора 18 и через токоограничительное сопротивление 19, участок эмиттер-коллектор переключающего транзистора 18 и через зашунтированную конденсатором 20 диодную схему 21 с базой транзистораПараллельно сериесной схеме включендиод 22, Коллектор второго переключающего транзистора 23, .эмиттер которого соединен с вторым входным выводом, соединен непосредственно с базой, а.через диод 24 с эмиттером первого переключающего транзистора 18. База переключающего транзистора 23 соединена через сопротивление 25 базы с вторым входным выводом и соединена с одной стороны через разделительный диод 26 и ключевой элемент 27 с выходом широтноим- пульсного модулятора 9, а с другой стороны через другой разделительный диод 28 с выходом порогового выключателя 29, который со стороны входа подключен к эмиттеру транзистора 2.Управляющая обмотка 16 соединена с блоком 30, затухания, который состороны выхода связан с вспомогатель ной обмоткой 31 трансформатора.В выпрямителе 1 выпрямляется и фильтруется переменное напряжение О.Данное еще не регулированное постоянное напряжение транзистор 2 в ритме тактных импульсов подключает к первичной обмотке 1, Темсамым во вторичной обмотке 5 индукти руется напряжение, преобразуемое в выпрямителе 6 в выпрямленное выходное напряжение Од. Данное выходное напряжение Н воздействует через регулирующий каскад 7 и оптрон 8 с целью деления потенциала на широтно"импульсный модулятор 9, ко 10202530405055 102625, лирующему каскаду 7, который связан через оптрон 8 с широтно-импульсным7 еторый воздействует на импульсы азтранзистора 2.После включения токоснабжающего блока постоянное напряжение на выходе выпрямителя 1воздействует через добавочное сопротивление 10 . на сериесную схему, состоящую из конденсатора15 и управляющей обмотки 16,Через сопротивления 17 и 19,первыйпереключающий транзистор 18 и диоднуа схему 2 1, зашунтированную конденсатором 20, транзистор 2 выводится в активный режим, причем спомощью управляющей обмотки 16 создается обратная связь от первичнойобмоткии осуществляется самовозбуждающеесЪ включение транзисторавысокого напряжения, Описанная схема действует при этом как автоколебательная система. 0 помощью порогового выключателя 29 соответствующее колебание прерывается в зависимости от эмиттерного тока транзистора 2 через транзистор 23. Рабочеенапряжение порогового выключателя29, приложенное к конденсатору 32,подается на вход транзистора так,что колебание в транзисторе 2 можетначинаться только после того, когдарабочее напряжение порогового выключателя 29 достигнет определенногопорогового значения, т.е. прекращением колебаний можно надежно управлять. Регулирующий каскад 7, оптрон8 и широтно-импульсный модулятор 9получают рабочее напряжение (,не показано из данной автоколебательнойсистемы. Если к широтно-импульсномумодулятору 9 обусловленныеналичиемвнутреннего токоснабжения приложеныпервые импульсы, то они подаются разделенными от порогового выключателя29 диодами 26 и 28 на транзистор 23,Таким образом, управляется время прекращения колебаний широтно-импульсныммодулятором 9 и, тем самым, выходнымнапряжением ЦрПосле пусковой фазы квазиавтоколебательная система релейного регулятора переходит в принудительноуправляемую регулированием колебательную систему, Посредством самовозбуждающегося включения транзистора 2 достигается кроме того, насыщение трансформаторного стержня спервичной обмоткой 1 и, тем самым,устойчивость релейного регуляторапри коротких замыканиях. Для того,чтобы получить с помощью самовоз1026257 ИИПИ . Заказ 4572/46 Тираж 687 Подписйое лиал ППП "1 атент", г. Ужгород, ул. Проектна буждающегося включения транзистора2 хорошую характеристику, регулирования для трансформаторного стержняпредусматривается электронное затухание не показано, в которомвспомогательная обмотка 31 подключается к блоку 30 затухания. 8 зависимости от полярности и амплитудынапряжения над управляющей обмоткой16 параллельно к вспомогательной обмотке 31 включается входящий в блок30 затухания имеющийся резистор. Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет улучшить технико-экономические показатели путем экономии высококачественнцх и дорогих полупроводников, а также технически .трудоемких деталей обмотки. Признано изобретением по резуль Отатам экспертизы, осуществленной Ведомтством по изобретательству Германской Демократической Республики.