Система вторичного электропитания

Система вторичного электропитания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

. СИСТЕМА ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ , содержащая импульсный регулятор напряжения, входными шинами подключенный к шинам для подсоединения первичной сети, статический преобразователь постоянного напряжения, входными шинами подключенный к выходным шинам импульсного регулятора напряжения , выходной трансформатор статического преобразователя постоянного напряжения, содержащий выходную обмотку, подключенную через первый выходной выпрямитель с фильтром к выходным шинам, первую и вторую дополнительные обмотки, блок управления, содержащий регулятор постоянного напряжения, входные шины которого подключены через второй выходной выпрямитель с фильтром к первой дополнительной обмотке указанного выходного трансформатора, управляющий вход регулятора постоянного напряжения подключен к выходным шинам, управляющий транзистор, базовая цепь которого соединена с выходом регулятора постоянного напряжения, первый выпрямитель блока управления, выходные шины которого соединены соответственно с коллектором и эмиттером уп равляющего транзистора, параллельно выходным шинам первого вьшрямителя блока управления включен конденсатор , разделительный трансформатор, первичная обмотка которого соединена . первым вьтодом с первым выводом второй дополнительной обмотки выходного трансформатора, вторые вьшоды первичной обмотки разделительного трансформатора и второй дополнительной обмотки выходного трансформатора соединены с входными шинами первого выпрямителя блока управления, выходная обмотка разделительного трансформатора соединена с входными клеммами второго вьтрямителя блока управления , отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повьш1ения стабильности выходного напряжения, в нее введен блок коррекции, содержащий дифференциальный усилитель постоянного тока, четьфе резистора, конденсатор, транзистор, диод и стабилитрон причем клеммы первого входа дифференциального усилителя постоянного тока, зашунтированные первым резистором и конденсатором; соединены 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 третьего

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

О9) (!1) 1 1

4(51) G 05 F 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3557068/24-07 (22) 24.02.83 (46) 23. 01 . 85. Вюл. У 3 (72) В.Н.Криницын, P.Ê.Ëèâøèö и А.А.Обухов (53) 621. 316. 722. 1 (088. 8) (56) 1. Иванов Д.В. и др. Повышение . быстродействия стабилизированного источника питания. N., "Советское радио", в . 13, 1982, с. 67, рис. 1.

2. Авторское свидетельство СССР

N - 340075, кл. Н 03 К 7/08, 1968. (54)(57) СИСТЕМА ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ, содержащая импульсный регулятор напряжения, входными шинами подключенный к шинам для подсоединения первичной сети, статический преобразователь постоянного напряжения, входными шинами подключенный к выходным шинам импульсного регулятора напряжения, выходной трансформатор статического преобразователя постоянного напряжения, содержащий выходную обмотку, подключенную через первый выходной выпрямитель с фильтром к выходным шинам, первую и вторую дополнительные обмотки, блок управления, содержащий регулятор постоянного напряжения, входные шины которого подключены через второй выходной выпрямитель с фильтром к первой дополнительной обмотке указанного выходного трансформатора, управляющий вход регулятора постоянного напряжения подключен к выходным шинам, управляющий гранзнстор, базовая цепь которого соединена с выходом регулятора постоянного 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- cg

O форматора соединена с входными клеммами второго выпрямителя блока управления, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения стабильности выходного напряжения, в нее введен блок коррекции, содержащий дифференциальный усилитель постоянного тока, четыре резистора, конденсатор, транзистор, диод и стабилитро Р причем клеммы первого входа дифференциального усилителя постоянного тока, зашунтированные первым резистором и конденсатором соединены 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 третьего

1136 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

129 стабилитрон — с первой клеммой для подключения дополнительного источ-ника питания, при этом выход дифференциального усилителя сое1 I» динен с управляющими шинами им= пульсного регулятора. напряжения.

poM)1 ).

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 токе, нестабильность, вносимая параметрическими изменениями в элементах блока управления, расположенных между выходом второго устройства

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры, преимущественно некоторых устройств электронных вычисли- 5 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- I5 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 соединен с генератором пилообразными импульсов, а выход через распределительные устройства — с устройством гальванической развязки, второй вход второго устройства сравнения сое-30 1инен с вторым выпрямителем с фильтсравнения и импульсным регулятором напряжения, низкая эффективность и инерционность связи по переменному току.

Нестабильность указанной системы вторичного электропитания от всех факторов достигает 4-5Х.

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 постоянно1 го напряжения, а выходные шины под ключены 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 эмиттером

113612 управляющего 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- 10 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 ими шинами транзисторного реле импульсного регулятора напряжения1 2).

55

Недостатком известной системы вторичного электропитания. является нестабильность выходного напряжения, связанная с параметрическими измене25 ниями в схеме от различных внешних воздействий, например температуры окружающей среды, что сужает ее функциональные возможности °

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повышение стабильности выходного напряжения.

Указанная цель достигается тем, что в систему вторичного электропитания, содержащую импульсный ре- Ç5 гулятор напряжения, входными шинами подключенный к шинам для подсоединения первичной сети и состоящий из транзисторного реле и фильтрадемодулятора, статический преобра- 40 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 первой дополнительной обмотке указанного выходного трансформатора, а управляющий вход регулятора по9 4 стоянного напряжения подключен к выходным шинам, управляющий транзистор, базовая цепь которого соединена с выходом регулятора постоянного напряжения, первый выпрямитель блока управления, выходные шины которого соединены соответственно с коллектором и эмиттером управляющего 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 выходными шинами первого выпрямителя блока управления, выходная обмотка разделительного трансформатора соединена с входными клеммами второго выпрямителя Моха управления, введен блок коррекции, содержащий дифференциальный усилитель постоянного тока, четыре резистора, конденсатор, транзистор, диод и стабилитрон, причем клеммы первого входа дифференциального усилителя постоянного тока, зашунтированные первым резистором и конденсатором, соединены с выход- . ными 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 дифферен- циального усилителя и первой клеммой для подключения дополнительного источника питания, второй вывод третьего 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 с базой транзистора и через стабилитрон с первой клеммой для подключения дополнительного источника питания, при этом выход дифференциального усилителя соединен с управляющими шинами импульсного регулятора напряжения.

На фиг. 1 представлена электрическая схема системы вторичного электро1136129

5 питания; на фиг.2 — электрическая принципиальная схема блока коррекции.

Система содержит импульсный регулятор 1 напряжения, входными шинами подключенный к шинам 2 первичной 5 сети, статический преобразователь 3 постояннога напряжения, входными шинами подключенный к выходным шинам

I импульсного 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 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 с

30 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 35 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- 45 ка управления, выходная обмотка 23 разделительного трансформатора 20 соединена с входными клеммами второго выпрямителя 24 блока управления, блок 25 коррекции, подключенный пер- SO выми входными клеммами 26 к выходным клеммам второго выпрямителя 24 блока управления, вторыми входными клеммами 27 подключенный к источнику напряжения, а выходными клем-55 мами 28 подключенный к управляющим шинам 29 импульсного регулятора напряжения, содержащий дифференциаль- . ный усилитель 30 постоянного тока, клеммы первого входа 26 которого соединены с выходными клеммами второго выпрямителя блока управления, параллельно клеммам 26 инвертируеющего входа дифференциального усилителя 30 постоянного тока включены резистор 31 и конденсатор 32, клеммы 33 второго входа дифференциального усилителя 30 постоянного тока подсоединены к источнику корректирукнцего напряжения, содержащему стабилитрон 34, подключенный первым выводом к одной из вторых входных клемм 27 блока коррекции непосредственно, а вторым выводом стабилитрон 34 через ограничительный резистор 35 подключен к другой из вторых клемм 27:,; блока коррекции, транзистор 36, базой подключенный в точку соединения ограничительного резистора 35 и стабилитрона 34, а кол лектор транзистора подсоединен к той же из вторых клемм 27 блока коррекI ции, которая соединена с ограничительным резистором 35, эмиттер транзистора через два последовательно соединенных резистора 37 и 38 и диод 39 соединен с той же из вторых входных клемм 27 блока коррекции, к которой стабилитрон 34 подсоединен непосредственно, указанная вторая входная клемма 27 блока коррекции и точка 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 усилителя постоянного тока соединены с управляющими шинами 29 импульсного регулятора напряжения.

Система 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.

1136129

Одновременно переменное напряжение на обмотке 8 выпрямляется, фильтруется вторым выходным выпрямителем с фильтром 13 и поступает на входные шины 12 регулятора 11 постоянного 5 напряжения. С выходных шин 7 напряжение поступает на управляющий вход 14 (вход обратной связи) регулятора 11 постоянного напряжения, поэтому величина выходного напряжения последнего на выходе 16, соединенном с базой управляющего транзистора 15, определяется напряжением на выходных шинах 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 ре- 20 гулятара в цепи переменного тока между второй дополнительной обмоткой 9 выходного трансформатора 4 и первичной обмоткой 21 разделительного трансформатора 20 через первый выпрямитель 17 блока 10 управления, входные шины 22 которого включены между вторыми выводами дополнительной обмотки 9 выходного трансформатора и разделительного трансформато- 30 ра 20, первые выводы которых соединены накоротко, а выходные шины 18 первого выпрямителя 17 блока управле-. ния, параллельно которым включен конденсатор 19, соединены соответ.— ственно с коллектором и эмиттером управляющего транзистора 15.

С выходных клемм 28 блока коррек ции напряжение, промодулированное вторично в блоке коррекции, посту- 4 пает на управляющие шины 29 импульсного регулятора 1 напряжения, содержащего, например, триггер, открываю-, щий регулирующий транзистор на время, определяемое амплитудой управляю-45 щего напряжения,.и с помощью фильтрадемодулятора последовательность импульсов переменной скважности,образующаяся на выходе регулирующего транзистора, преобразуется в постоянное и 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 24..

На клеммы 33 второго входа дифференциального усилителя 30 постоянного тока подается напряжение, получаемое от источника управления управ-. ляющего напряжения, 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, содержашее постоянную и переменную составлякщие, уровень которого в каждъФ момент времени определяется источником упраалякщего 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 ф1нкциональных возможностей системы электропитания.

Применение блока коррекции прак- . тически позволяет получить суммарную нестабильность менее ЗХ без применения дополнительного стабилизатора в базовой системе вторичного электропитания, что. расширяет функциональные возможности системы вторичного электропитания.

1136129 быхад

Фиг,.2

Заказ 10285!35

Подлисиое

Филнвл ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектнал, 4