Система вторичного электропитания

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК О 9) .О(И 1 1 4(51) С 05 Г 1/56 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(53) 621. 316. 22. 1 (088. 8) (56) 1. Иванов Д.В. и др, Повышение , быстродействия стабилизированного источника питания. М., "Советское радио", в, 13, 1982, с. 67, рис. 1.2. Авторское свидетельство СССР Ф 340075, кл. Н 03 К 7/08, 1968.(54)(57) СИСТЕМА ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ, содержащая импульсный регулятор напряжения, входными шинамиподключенный к шинам для подсоединения первичной сети, статический преобразователь постоянного напряжения,входными шинами подключенный к выходным шинам импульсного регулятора напряжения, выходной трансформаторстатического преобразователя постоянного напряжения, содержащий выходнуюобмотку, подключенную через первыйвыходной выпрямитель с фильтром квыходным шинам, первую и вторую дополнительные обмотки блок управления,содержащий регулятор постоянногонапряжения, входные шины которогоподключены через второй выходной выпрямитель с фильтром к первой дополнительной обмотке указанного выходного трансформатора, управляющий входрегулятора постоянного напряжения под.ключен к выходным шинам, управляющийгранзнстор, базовая цепь которогосоединена с выходом регуляторапостоянного напряжения, первый выпрямитель блока управления, выходные шины которого соединены соответственно с коллектором и эмиттером уп; равляющего транзистора, параллельно выходным шинам первого выпрямителя блока управления включен конденсатор, разделительный трансформатор, первичная обмотка которого соединена первым выводом с первым выводом второй дополнительной обмотки выходного трансформатора, вторые выводы первичной обмотки разделительного трансформатора и второй дополнительной обмотки выходного трансформатора соединены с входными шинами первого выпрямителя блока управления, выходная обмотка разделительного транс- ЕР форматора соединена с входными клеммами второго выпрямителя блока управления, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения стабиль- д ности выходного напряжения, в нее введен блок коррекции, содержащий дифференциальный усилитель постоянного тока, четыре резистора, конденсатор, транзистор, диод и стабилитрой причем клеммы первого входа дифференциального усилителя постоянного тока, зашунтированные первым резистором и конденсаторомсоединены с выходными клеммами второго. выпрямителя блока управления, первая клемма второго входа дифференциального усилителя подключена к точке соединения первых выводов второго и третьего резисторов, второй вывод второго резистора через диод соединен с второй клеммой второго входа дифференциального усилителя и первой клеммой для подключения дополнительного .источника питания, второй вывод третьего1136 резистора соединен с эмиттером транзистора, коллектор которого подключен к первому выводу четвертого резистора и второй клемме для подключения дополнительного источника питания, второй вывод четвертого резистора соединен е базой транзистора и через 1 г 9стабилитрон - с первой клеммой для подключения дополнительного источ" ника питания, при этом выход дифференциального усилителя сое 1 3динен с управляющими шинами им-. пульсного регулятора. напряжения.10 ром 1 3. Недостатками указанной системы вторичного электропитания являются невысокая стабильность выходного напряжения в нагрузке, связанная с низкой помехоустойчивостью блоков управления с передачей основного сигнала управления на постоянном то. ке, нестабильность, вносимая пара метрическими изменениями в элементах блока управления, расположенных между выходом второго устройства 35 Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам вторичного электропитания радиоэлектроннойаппаратуры, преимущественно некоторых устройств электронных вычисли тельных машин.Известна система вторичного электропитания, содержащая импульсный регулятор напряжения, входными шинами подключенный к шинам первичной сети, статический преобразователь постоянного напряжения, подключенный к выходным шинам импульсного регулятора напряжения, выходной трансформатор статического преобразователя постоян ного напряжения, содержащий выходную обмотку, соединенную через выпрямитель с нагрузкой, блок управления, входные шины которого соединены с нагрузкой,а выходные - с импульсным 20 регулятором, напряжения, состоящий из первого устройства сравнения выходного и опорного напряжений, соединенного через инерционную цепь с вторым устройством сравнения, вход которого 25 соединен с генератором пилообразными импульсов, а выход через распределительные устройства - с устройством гальванической развязки, второй вход второго устройства сравнения сое 30 динен с вторым выпрямителем с фильт-,сравнения и импульсным регулятором напряжения,низкая эффективность и инерционность связи по переменному току.Нестабильность указанной системы вторичного электропитания от всех факторов достигает 4-5 Ж.1 Наиболее близкой к изобретению является система вторичного электропитания, содержащая импульсный регулятор напряжения, входными шинами подключенный к шинам первичной сети и состоящий из транзисторного реле и фильтра-демодулятора, статический преобразователь постоянного напряжения,.входными шинами подключенный к выходным шинам импульсного регулятора напряжения, выходной трансформатор статического преобразователя постоянного напряжения, содержащий выходную обмотку для электропитания нагрузки, первую и вторую дополнительные обмотки, первый выходной выпрямитель с фильтром входные шины которого подключены к выходной обмотке трансформатора статического преобразователя постоянного напряжения, а выходные шины подключены к нагрузке, блок управления, содержащий стабилизатор постоянного напряжения, входные. шины которого подключены через второй рыходной выпрямитель с фильтром к первой дополнительной обмотке выходного трансформатора, а управляющий вход стабилизатора подключен к нагрузке, управляющий транзистор, базовая цепь которого соединена с выходом стабилизатора постоянного напряжения, первый выпрямитель блока управления, выходные шины которого соединены соответственно с коллектором и эмиттером113612управляющего транзистора, параллельно входным шинам первого выпрямителя блока управления включен конденсатор, разделительный трансформатор, первичная обмотка которого соединена первым выводом с .первым выводом второй дополнительной обмотки трансформатора статического преобразователя постоянного напряжения, вторые выводы первичной обмотки разделитель ного трансформатора и второй дополнительной обмотки выходного трансформатора соединены с входными шинами выпрямителя у блока управления, выходная обмотка разделительного трансформатора через второй выпрямитель блока управления соединена с управляющ:ми шинами транзисторного реле импульсного регулятора напряжения 1 2.20Недостатком известной системы вторичного электропитания. является нестабильность выходного напряжения, связанная с параметрическими измене 25 ниями в схеме от различных внешних воздействий, например температуры окружающей среды, что сужает ее функциональные возможностиЦель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение стабильности выходного напряжения.Указанная цель достигается тем, что в систему вторичного электропитания, содержащую импульсный ре гулятор напряжения, входными шинами подключенный к шинам для подсоединения первичной сети и состоящий из транзисторного реле и фильтра- демодулятора, статический преобра зователь постоянного напряжения, входными шинами подключенный к выходным шинам импульсного регулятора напряжения, выходной трансформатор статического преобразователя по- . 45 стоянного напряжения, содержащий выходную обмотку, подключенную через первый выходной выпрямитель с фильтром к выходным шинам, для электропитания нагрузок, первую и 50 вторую дополнительные обмотки, блок управления, содержащий регулятор постоянного напряжения, входные шины которого подключены через второй выходной выпрямитель с фильтром к 55 первой дополнительной обмотке указанного выходного трансформатора, а управляющий вход регулятора по 9 4стоянного напряжения подключен квыходным шинам, управляющий транзистор, базовая цепь которого соединена с выходом регулятора постоянного напряжения, первый выпрямитель блока управления, выходные шиныкоторого соединены соответственнос коллектором и эмиттером управляющего транзистора, параллельно выходным шинам первого выпрямителя блокауправления включен конденсатор, разделительный трансформатор, первичнаяобмотка которого соединена первымвыводом с первым выводом второй дополнительной обмотки выходного трансформатора, вторые выводы первичнойобмотки разделительного трансформатора и второй дополнительной обмоткивыходного трансформатора соединены с.выходными шинами первого выпрямителяблока управления, выходная обмоткаразделительного трансформатора соединена с входными клеммами второго выпрямителя блока управления, введенблок коррекции, содержащий дифференциальный усилитель постоянного тока, четыре резистора, конденсатор,транзистор, диод и стабилитрон, причем клеммы первого входа дифференциального усилителя постоянного тока,зашунтированные первым резистором иконденсатором, соединены с выход- .ными клеммами второго выпрямителяблока управления, первая клеммавторого входа дифференциального усилителя подключена к точке соединенияпервых выводов второго и третьегорезисторов, второй вывод второгорезистора через диод соединен с второй клеммой второго входа дифферен-циального усилителя и первой клеммойдля подключения дополнительного источника питания, второй вывод третьего резистора соединен с эмиттеромтранзистора, коллектор которого подключен к первому выводу четвертогорезистора и второй клемме для подключения дополнительного источникапитания, второй вывод четвертогорезистора соединен с базой транзистора и через стабилитрон с первойклеммой для подключения дополнительного источника питания, при этомвыход дифференциального усилителясоединен с управляющими шинами импульсного регулятора напряжения. На фиг. 1 представлена электрическая схема системы вторичного электро1136129 3питания; на фиг.2 - электрическаяпринципиальная схема блока коррекции.Система содержит импульсный регулятор 1 напряжения, входными шинами подключенный к шинам 2 первичной 5 сети, статический преобразователь 3 постоянногэ напряжения, входными шинами подключенный к выходным шинамимпульсного регулятора 1 напряжения, выходной трансформатор 4 статического 10 преобразователя постоянного напряжения, содержащий выходную обмотку 5, подключенную через первый выпрямитель с фильтром 6 к выходным шинам 7, первую 8 и вторую 9 дополнительные 15 обмотки, блок 10 управления, содержащий регулятор 11 постоянного напряжения, входные шины 12 которого подключены через второй выходной выпрямитель с фильтром 13 к первой дополнительной обмотке 8 выходного трансформатора 4, управляющий вход 14 регулятора постоянного напряжения подключен к выходным шинам 7, управляющий транзистор 15, базовая цепь которого соединена с выходом 16 регулятора 11 постоянного напряжения, первый выпрямитель 17 блока управления, выходные шины 18 которого соединены соответственно с30 коллектором и эмиттером управляющего транзистора 15, параллельно выходным шинам 18 первого выпрямителя 17 блока управления включен конденсатор 19, разделительный трансформатор 20 первичная обмотка 21 которого З 5 через первый вывод соединена с первым выводом второй дополнительной обмотки 9 выходного трансформатора 4 статического преобразователя постоянного напряжения, вторые выводы 40 первичной обмотки 21 разделительного трансформатора 20 и второй дополнительной обмотки 9 выходного трансформатора 4 соединены с входными ши,нами 22 первого выпрямителя 17 бло ка управления, выходная обмотка 23 разделительного трансформатора 20 соединена с входными клеммами второго выпрямителя 24 блока управления, блок 25 коррекции, подключенный пер выми входными клеммами 26 к выходным клеммам второго выпрямителя 24 блока управления, вторыми входными клеммами 27 подключенный к источнику напряжения, а выходными клеммами 28 подключенный к управляющим шинам 29 импульсного регулятора напряжения, содержащий дифференциаль- . ный усилитель 30 постоянного тока,клеммы первого входа 26 которогосоединены с выходными клеммамивторого выпрямителя блока управления, параллельно клеммам 26 инвертируеющего входа дифференциальногоусилителя 30 постоянного тока включены резистор 31 и конденсатор 32,клеммы 33 второго входа дифференциального усилителя 30 постоянноготока подсоединены к источнику корректирукнцего напряжения, содержащему стабилитрон 34, подключенный первым выводом к одной из вторых входных клемм 27 блока коррекции непосредственно, а вторым выводомстабилитрон 34 через ограничительный резистоо 35 подключен к другой извторых клемм 27:,; блока коррекции,транзистор 36, базой подключенныйв точку соединения ограничительного резистора 35 и стабилитрона 34, а кол лектор транзистора подсоединен к тойже из вторых клемм 27 блока коррекции, которая соединена с ограничительным резистором 35, эмиттер транзистора через два последовательносоединенных резистора 37 и 38 и диод 39 соединен с той же из вторыхвходных клемм 27 блока коррекции, ккоторой стабилитрон 34 подсоединеннепосредственно, указанная втораявходная клемма 27 блока коррекции иточка 40 соединения резисторов 37 и 38, включенных в эмиттер транзистора 36, соединены с клеммами 33 второго входа дифференциального усилителя 30 постоянного тока, выходные клеммы 28 дифференциального усилителяпостоянного тока соединены с управляющими шинами 29 импульсного регулятора напряжения. тСистема работает следующим образом.Напряжение первичной сети поступает на шины 2 первичной сети и через импульсный регулятор 1 напряжения - на. статический преобразователь 3 постоянного напряжения. Включение последнего приводит к появлению переменного напряжения прямоугольной формы на обмотках 5,8 и 9 выходного трансформатора 4. Переменное напряжение прямоугольной формы на обмотке 5 выпрямителя и фильтруется первым выходным выпрямителем с фильтром 6, и поступает на выходные шины 7 системы вторичного электропитания.Одновременно переменное напряжениена обмотке 8 выпрямляется, фильтруется вторым выходным выпрямителем сфильтром 13 и поступает на входныешины 12 регулятора 11 постоянного 5напряжения. С выходных шин 7 напряжение поступает на управляющийвход 14 (вход обратной связи) регулятора 11 постоянного напряжения, поэтому величина выходного напряженияпоследнего на выходе 16, соединенномс базой управляющего транзистора 15,определяется напряжением на выходныхшинах 7 и опорным напряжением внутри регулятора 11 пбстоянного напряжения. В зависимости от величины напряжения на выходных шинах 7 изменяется сопротивление перехода коллектор - эмиттер управлякщего транзистора 15, включенного по схеме регулятара в цепи переменного тока между второй дополнительной обмоткой 9выходного трансформатора 4 и первичной обмоткой 21 разделительноготрансформатора 20 через первый выпрямитель 17 блока 10 управления,входные шины 22 которого включенымежду вторыми выводами дополнительной обмотки 9 выходного трансформатора и разделительного трансформатора 20, первые выводы которых соединены накоротко, а выходные шины 18первого выпрямителя 17 блока управле-.ния, параллельно которым включенконденсатор 19, соединены соответ. -ственно с коллектором и эмиттером управляющего транзистора 15,С выходных клемм 28 блока коррекции напряжение, промодулированноевторично в блоке коррекции, посту Впает на управляющие шины 29 импульсного регулятора 1 напряжения, содержащего, например, триггер, открываю-,щий регулирующий транзистор на время, определяемое амплитудой управляю щего напряженияи с помощью фильтрадемодулятора последовательность импульсов переменной скважности,образую.щаяся на выходе регулирующего транзистора, преобразуется в постоянноеи изменяемое по законам управления и коррекции напряжение на выходных шинах статического преобразователя постоянного напряжения.Автоматическая коррекция амплитудной характеристики канала управления является отличительной особенностью предлагаемого устройства.Блок коррекции на основе дифференциального усилителя постоянного тока работает следующим образом. С выходных клемм второго выпрямителя блока управления последовательность импульсов поступает на первые входные клеммы 26 блока коррекции 25 и далее через параллельно включенные резистор 31 и конденсатор 32 на шины первого входа дифференциального уси" лителя 30 постоянного тока. Наличие параллельно включенных резистора 31 и конденсатора 32 принципиально, так как они обеспечивают режим работы дифференциального усилителя 30 постоянного тока от высокочастотного выпрямителя 24На клеммы 33 второго входа дифференциального усилителя 30 постоянного тока подается напряжение, получаемое от источника управления управ-. ляющего начряжения, выполненного на стабилитроне 34, ток через который задается резистором 25, Стабилитрон 34, резисторы 37 и 38, диод 39 и транзистор 36 позволяют и силу различных температурных изменений своих параметров осуществить требуемое изменение управляющего напряжения и повысить стабильность от влияния температуры.На выходных клеммах 28 дифференциального усилителя 30 постоянного тока образуется напряжение, содержащее постоянную и переменную составлякщие, уровень которого в каждьй момент времени определяется источником управлякщего напряжения и напряжения иа первом входе 26 дифференциального усилителя 30 постоянного тока. Таким образом, достигается качественно новая характеристика системы - адаптация блока управления к внешним воздействиям и повышение стабильности, а также расширение ф.1 нкциональных возможностей системы электропитания,Применение блока коррекции прак- . тически позволяет получить суммарную нестабильность менее ЗУ без применения дополнительного стабилизатора в базовой системе вторичного электро. питания, что. расширяет функциональные возможности системы вторичного электропитания.