Стабилизированный источник питания

(51) Н 02 М 3 337 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСК кторское бюораэведочныхством я техникад ред.)О,И, 1981, вып идетельст Н 02 М 3/ в авто Конева, .12, с, во СССР 335, 19 атиМ,:2-47,ОЧНИК ПИТА 54) СТАБИЛИЗИРОВАНИЯ57) Изобретение отехнике, а именно кикам электропитани к электроным источ иэобретеоситс втори Цел ойствуменьшеие уровня из полумосния " у ние его щение у баритов ройство стоит помех ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(71) Специальное констрро техникиморских геолоработ с опытным произво(56) Электроннаке: Сборник, ПоРадио и связь,Авторское св9 1220075, кл,тового инвертора с силовым трансформатором 6 и выпрямителем 16 с фильтром, В цепь тока силовых транзисторов 4 и 5 включены первичные обмотки8 и 9 корректирующих дросселей 10 и11,В цепь тока противофаэных вторичных полуобмоток 14 и 15 силовоготрансформатора 6, включены вторичныеобмотки 12 и 13 корректирующих дросселей 10 и 11. При этом из схемыустройства исключаются два выпрямительных диода, уменьшаются габаритыкорректирующих дросселей за счет возможности симметричного перемагничивания сердечников дросселей и снижается уровень помех, генерируемых источником, за счет улучшения коммутационных процессов в выпрямителе,Упрощение устройства достигаетсятакже путем применения одного разрядного резистора 26, общего для двухВСО - звеньев 20 н 21. 2 ил,Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано вустройствах электропитания радиоэлектронной аппаратуры5Цель изобретения - упрощение устройства, уменьшение габаритов и снижение уровня помех.На фиг,1 представлена принципиальная схема источника питания; на Офиг,2 - временные диаграммы, поясня"ющие принцип источника работы,Источник питания содержит транзисторный полумостовой инвертор, выполненный на конденсаторах 1 и 2 емкост ного делителя, подключенных к источнику 3 питания, силовых транзисторах4 и 5 и силовом трансформаторе 6, первичная обмотка 7 которого подключенамежду средней точкой емкостного дели теля и точкой соединения первичныхобмоток 8 и 9 корректирующих дроссе-.лей 10 и 1, которые включены в цепьтока коллектора транзисторов 4 и 5,Вторичные обмотки 12 и 13 корректирующих дросселей 10 и 11 включены вцепь тока вторичных полуобмоток 14 и15 соответственно, силового трансформатора 6, соединенных с выпрямительными диодами 6, которые через выходной фильтр, состоящий из дросселя 17и конденсатора 18, подключены к нагрузке 19. Между коллекторами и эмиттерами транзисторов 4 и 5 включеныРСО-звенья 20 и 21, состоящие изконденсаторов 22 и 23, диодов 24 и25 и резистора 26. Между коллекторамии между эмиттерами транзисторов 4 и5 включены диоды 27 и 28 обратноготока,40Блок 29 управления транзисторнымполумосторым инвертором включает интегратор 30, источник 31 опорного напряжения, компаратор 32, генератор 33коротких импульсов, Р 5-триггер 34, 45распределитель 35 импульсов, усилитель 36 и 37 мощности и датчик 38напряжения несимметрии. Дроссель 17имеет дополнительную обмотку 39, Позициями 40-50 обозначены диаграммытоков и напряжений схемы,Источник питания работает следующим образом,Блок 29 управления вырабатываетмодулированные по ширине импульсытока, поступающие от усилителей 36и 37 мощности в эмиттер-базовые цепи силовых транзисторов 4 и 5 полумостового инвертора, Положительные импульсы тока базы транзисторов вызывают появление тока коллектора транзисторов 4 и 5 (Фиг.2, диаграммы 40 и 41 соответственно).Ток коллектора транзистора 4 замыкается по контуру: положительныйвывод источника 3 питания, коллекторзмиттер транзистора 4, первичная обмотка 8 корректирующего дросселя 10, первичная обмотка 7 силового трансформатора 6, средняя точка конденсаторов 1 и 2, отрицательный вывод источника 3. Ток коллектора транзистора 5 течет от положительного выводаисточника 3, через среднюю точку конденсаторов 1 и 2, обмотку 7 тран форматора 6, первичную обмотку 9 корректирующего дросселя 11, коллекторэмиттер транзистора 5, отрицательныйвывод источника 3.Кроме этого, в токе транзистора 4присутствует составляющая тока даряда корректирующего конденсатора 23корректирующей РС 0-цепочки транзистора 5 (фиг,2, диаграмма 46 напряжения на конденсаторе 23), Этот ток при открытом транзисторе 4, например, в промежутке временипротекает по обмоткам 8 и 9 корректирующих дросселей 10 и 11, диоду 25и конденсатору 23 и вызывает выбросна переднем Фронте тока коллектора(фиг.2, диаграмма 42) и импульс токав обмотке 9 дросселя 11 при закрытомтранзисторе 5 (Фиг,2, диаграмма 43). В токе открытого транзистора 5, например, в промежутке времени с т - т.1 присутствует составляющая тока заряда корректирующего конденсатора 22 РСО-цепочки транзистора 4 (фиг,2, диаграмма 47 напряжения на конденсаторе 22),Величина выбросов тока коллектора транзисторов 4 и 5, обусловленная зарядом конденсаторов 22 и 23, огра" ничивается индуктивностью первичных обмоток дросселей 10 и 11, входящей в цепи заряда конденсаторов 22 и 23, Вторичные обмотки 12 и 13 дросселей 1 О и 11 включены в цепь тока вторичных полуобмоток 14 и 15 силового трансформатора 6, При этом первичные и вторичные обмотки каждого дросселя включены в противоположные фазы преобразователя, Поэтому ток первичной обмотки дросселей намагничивает сердечник в одну сторону (фиг,2, диа граммы 42 и 43 токов первичных об 3 1418870моток 8 и 9), а ток вторичных обмозаанное протеканием тока по первнчток размагничивает сердечник и пере- ной обмотке 7 трансформатора 6, магничивает его в другую сторону, В источнике питания устранены выводя накопленную в дросселе энер 5короткие замыкания вторичной обмотгию в нагрузку (фиг,2, диаграммы 44 ки трансформатора в моменты коммутаи 45 тока соответственно вторичных ции диодов выпрямителя, обычно имею- обмоток 12 и 13 дросселей 10 и 11). щие место ввиду, конечного времениПравильным выбором коэффициента восстановления обратного сопротивлетрансформации между первичной и вто ния выпрямительных диодов. Рассмотричной обмотками корректирующих дрос- рим момент времени С . Нарастание селей можно добиться практически сим- тока коллектора транзистора 5 (фиг,2, метричного Режима перемагничивания диаграмма 41) происходит не многовенсердечников дросселей, В первом но. За счет индуктнвности первичной приближении (беэ учета поля рассеяния 15 обмотки 9 дросселя 11 происходит и токов заряда конденсаторов 22 и 23) задержка нарастания тока коллектора, коэффициент трансформации между пер- что вызывает задержку нарастания на" вичной и вторичной обмотками коррек- пряжения на вторичных обмотках 14 ситирующих дросселей надо выбирать рав- лового трансформатора 6. Напряжение ным коэффициенту трансФормации сило на вторичной обмотке 13 дросселя.11 вого трансформатора, При этом размах появляется практически мгновенно, индукции в сердечниках дросселей уве- что приводит к переходу тока нагруэличивается по сравнению с известным ки из фазы, в которую включена вто"." источником не менее чем в два раза, ричная обмотка 13 дросселя 11, в фачто позволяет существенно уменьшить 25 зу, в которую входят вторичные обгабариты дросселей, мотки 4 силового трансформатора,Поэтому к моменту времени, когда пояВключение вторичных обмоток 12 и вляется напряжение на обмотках 14, 13 корректирующих дросселей 10 и 11 ток в диодах 16, соединенных с обмотпоследовательно в противофазные це хами 15, успевает упасть до нуля, а пи вторичных обмоток силового транс- диоды выпрямителя успевают восстаноформатора облегчает режим коммутации вить обратное сопротивление. Таким выпрямительных диодом 16. Рассмотрим, образом, дроссели 10 и 11 являются например, момент времени С 1 , когда элементами, облегчающими коммутацию включается транзистор 5 и поя яется 35 выпрямит ьн диодов предотвращая ток коллектора (фиг,2, диаграмма 41) короткие замыкания вторичных обмо" и ток в первичной обмотке 9 корректи- ток в моменты восстановления обратнорующего дросселя 11 (фиг,2, диаграм- го сопротивления выпрямительных дио,"г ма 43)До этого момента в промежут- дов.ке времени С - С 1 тока протекает по 4 С упрощение источника по сравнению вторичной обмотке 13 дросселя 11 с известным достигается применением (фиг,2, диаграмма 45) за счет напря- одного разрядного резистора 26, общения на вторичных обмотках 15 сило- щего для двух ВСО-звеньев 22,24 и вого трансформатора 6 в интервале 23,25, вместо двух резисторов. НаСр " С 1 и за счет напряжения самоин- ,45 пряжение на разрядном резистоРе 26 дукции дросселя 17 в интервале С 1 - показано на диаграмме 48 (фиг,2). С , Появление тока транзистора 5 при Напряжение на обмотках трансфорводит к появлению ЭЛС на вторичной об- .матора 6 показано на диаграмме 49 мотке 13 дросселя 11, направленной (фиг,2). узкие импульсы напряжения встречно ЭДС самоиндукции дросселя 17, соответствуют моментам выключения и прекращению тока через выпрямитель- силовых транзисторов, к дког а включаные диоды 16 данной фазы выпрямите- ются в работу диоды 27 и 28 обратноля (фиг.2 диаграмма 45). Весь ток го тока, При выключении транзистора 4 дросселя 17 переходит в другую фазу, за счет ЭДС самонндукции дросселяЭэ осселя 1 О в которую Включена вторичная обмот- ток в нем продолжает протекать по55ка 12 дросселя 10 (фиг,2, диаграм- - цепи отриц телепи: от ицательный вывод источника ма 44). Этому способствует появляю, диод 28, обмотка 8 дросселя 1 О, щееся на вторичных обмотках 14 сило- обмотка 7 трансформатора 6, средняя вого трансформатора 6 напряжение, вы- точка конденсаторов 1 и , Р1 и 2 за яжая48870 Стабилизированный источник питания, содержащий транзисторный полумостовой инвертор напряжения с силовым трансформатором, к вторичнымполуобмоткам которого подключеныдвухполупериодный выпрямитель ч1.С-фильтр, блок управления с широтноимпульсной модуляцией, гальваничес-ки развязанные выходы которого соединены с управляющими входами транзисторов, ВСО-звенья, последовательно соединенные конденсаторы и диодыкоторых шунтируют во встречном направлении силовую цепь каждого транзистора инвертора напряжения, последовательно с которым включеныкорректирующие дросселн, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью упрощения, уменьшения габаритов и снижения уровня помех, введены вторичныеобмотки корректирующих дросселей,которые включены согласно последовательно с вторичными полуобмоткамисилового трансформатора, а первичныеобмотки корректирующих дросселейсоединены встречно последовательно,общая точка соединения подключена кначалу первичной обмотки силовоготрансформатора, причем общие точкидиодов и конденсаторов упомянутыхНСО-звеньев соединены объединеннымрезистором,конденсатор 2, При выключении транзистора 5 ток в обмотке 9 дросселя 11продолжает протекать эа счет ЭДСсамоиндукции по цепи: средняя точка5конденсаторов 1 и 2, обмотка 7 трансформатора 6, обмотка 9 дросселя 11,диод 27, положительный вывод источника 3, заряжая конденсатор 1,Напряжение обратной связи для сис- Отемы стабилизации выходного напряжения снимается с дополнительной обмотки дросселя 17имеющей такое же число витков, как у основных обмоток иодним концом соединенной с нагрузкой. 15Напряжение на другом конце обмотки вточке 39 (фиг.2, диаграмма 50) поступает на интегратор 30 блока 29 управ"ления. Последний регулирует ширинуимпульсов тока коллектора транзисторов 4 и 5 так, чтобы среднее значе"ние напряжения в точке 39 было постоянньеи, чем обеспечивается постояннвя величина выходного напряжения.В напряжении точки 39 учитываются 25падения напряжения на всех элементахисточника, включая падение напряжения на омическом сопротивлении обмоток дросселя 17, поэтому жесткостьвнешней характеристики предлагаемого 30источника питания определяется только точностью блока 29 управления ине зависит от параметров дросселей10 и 11.Таким образом, упрощается устройство за счет исключения двух выпрямительных диодов и одного резистора иупрощения конструкции сглаживакицегодросселя, Уменьшены габарнты за счетуменьшения габаритов корректирующих а 0дроссвлей,Кроме того, повышается КПД источника питания за счет более эффективного вывода энергии, накапливаемойв коректирующих дросселях в моменты, 45 включения силовых транзисторов,Уменьшен уровень генерируемых помехза счет облегчения процессов коммутации выпрямительных диодов и предотвращения коротких импульсов тока вторичных обмоток, которые могут возникать ввиду конечного времени восстановления обратного сопротивления выпрямительных диодов,Формула изобретения1Составитель Н.ЦишевскаяТехред М.Ходанич Корректор М.Демчик р В,Петра Ре каэ 4165/ 665го комитета СССРий и открытийушская наб., д, 4/5 Подписно Тираж ВНИ 1 П 1 И Государствени по делам изобрете 113035, Москва, Ж"35, Р