Вторичный источник питания

Вторичный источник питания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к устройствам преобразования переменного напряжения в постоянное стабилизированное. Целью изобретения является повышение КПД и уменьшение массы и габаритов вторичного источника питания путем устранения режима вынужденного подмагничивания силового трансформатора. Цель достигается введением в источник питания двух ключевых элементов, резистивного элемента 14 и счетного триггера 13. Сигналыс выхода счетного триггера упавляют ключевыми элементами 10 и 11 таким образом, что осуществляется включение тиристоров 4 и 5 поочередно в положительные и отрицательные полупериоды входного переменного напряжения. Это исключает полностью режим вынужденного подмагничивания силового трансформатора. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„80„„1529192 д1 51 4 б 05 F 1/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/„""* ::;,-К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ .м, 4Я (54) ВТОРИ ЧНЫ1 1 ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к устройствам преобразования переменного напряжения в постоянное стабилизированное. Целью изоалых (21) 4335753/24-07 (22) 30.11 87 (46) 15.12.89. Бюл. № 46 (75) В. Ф. Гладышев и А. И. Ногтев (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Кублановский Я. С. Схемы на четырехслойных полупроводниковых приборах. М.:

Энергия, 1971, с. 36, 37, рис. 26.

Авторское свидетельство СССР № 1246078, кл. G 05 F 1/569, 1986. бретения является повышение КПД и уменьшение массы и габаритов вторичного источника питания путем устранения режима вынужденного подмагничивания силового трансформатора. Цель достигается введением в источник питания двух ключевых элементов, резистивного элемента 14 и счетного триггера 13. Сигналы с выхода счетного триггера управляют ключевыми элементами 10 и 11 так, что осуществляется включение тиристоров 4 и 5 поочередно в положительные и отрицательные полупериоды входного переменного напряжения.

Это исключает полностью режим вынужденного подмагничивания силового трансформатора. 2 ил.!

529!92

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам преобразования переменного напряжения.

Цель изобретения — повышение КПД, уменьшение массы и габаритов вторичного источника питания (ВИП) путем устранения вынужденного подмагничивания магнитопровода силового трансформатора.

На фиг. 1 и 2 представлены соответственно функциональная и электрическая принципиальная схемы эедлагаемого источника питания.

Вторичный источ ик питания (фиг. 1) содержит преобразователь 1 напряжения в виде последовательно соединенных силового трансформатора 2, В котором выводы первичной обмотки являются входными выводами ВИП, и регулируемого выпрямителя 3, выполненного на тиристорах 4 и 5, емкостной накопитель 6, выводы которого подключены соответственно к первому и Второму выходным выводам ВИП, датчик 7 тока, нерегулируемый выпрямитель 8, источник 9 опорного напряжения, три ключевых элемента 10, 11 и 12, счетный триггер 13 и резистивный элемент 14, при этом первый и второй ключевые элементы 10 и I I выполнены с гальванической развязкой. Нерегулируемый выпрямитель 8 входом подключен параллельно выходу силового трансформатора 2. Отрицательные выходы выпрямителей 3 и 8 соединены между собой и и<;дключены к общей точке соединения (:.<рицательного входного вывода источни ка 9 опорного напряжения. одного из силовых выводов ключевого элемента 12 и первого силового вывода датчика 7 тока, второй вывод которого соединен с ()TpHLldT(.lü(<îé выходной клеммой ВИГ1 и первым Выводом ем костного накопителя 6, второй ьч i вод которого подключен Од)(()âðåìåíí() к положительному вых(эду выпрямителя 3, являк)щемуся положительной выходной клеммой ВИП. Положительный Выход Выпрямителя 8 подключен к положительному входному выводу источника 9 опорного напряженияя, выход которого соеди нен Одновременно с lip pBh(M(t выводами Hë() âû.ñ цепей 10.1 и 1).1 клк)чевых элементов 10 и 11, резистивного элемента 14 и управляющих цепей 102 и 11.2 клочевы v э.".ементов 10 и 11, вторыс выводы управляющих цепей 10.2 и 11.2 ключевых элементов

10 и 11 подключены соответственно к ичверсному и прямому Выходам триггеры 13, информационный вход которого соединен с вторым выводом резисгивного элемента 14

И ВтоРЫМ СИЛОВЫМ ВЫВОДОМ КЛЮЧ(ВОГО элемента 12. Управляющий вход элементы

l2 подключен к информационному входу датчика 7 тока. Вторые Выводы силовыx цепей

10.1 и 11.1 ключевых элементов 10 и 11 соединены соответственно с управляющими электродами тиристоров 5 и 4 выпрямителя

5

4

На принципиальной схеме ВИП (фиг. 2) представлены преобразователь 1 напряжения, выполненный на силовом трансфорл(((l()l)(I< р< . ). (Вру(мом Выпрямителе

3 с тиристорами 4 и 5, емкостной накопитель 6, резистивный датчик 7 тока, нерегулируемый выпрямитель 8 с диодами 15 и 16 и источник 9 опорного напряжения, состоящий из резистора ) 7, стабилитрона 18 и конденсатора 19. <..иловые цепи 101 и 11.1 ключевых элементов 10 и 11 выполнены на фототиристорах, а управляющие цепи 10.2 и 11.2 — на светодиодах. Ключевой элемент 12 выполнен íà и-р — и транзисторе.

На фиг " представлены также триггер 13 и резистор 14. Выводы первичной обмотки

2.1 силового трансформатора 2 являются входными клеммами ВИП, а два крайних выводы Вторичной обмотки 2.2 подключены соотв(тствснн» к анодам тиристоров 4 и 5, катоды которых обьеди пены и подключены

Одновременно к первому выводу емкостного накопителя 6 и положительной выходной клемме ВИП. Отрицательная выходная клемма ВИП соединена с вторым выводом емкостного накопителя 6 и общей точкой соединения первого вывода резистивного датчика 7 тока и базы транзистора 12, эмиттер которого соединен одновременно с вторым зыводом резистивного датчика 7 тока, средин м выводом вторичной обмотки 2.2 силового трансформатора 2, анодом стабилигрона 18 и первым выводом конденсатора

19, Вт<) рой вывод которого подключен одновременно к катоду стабилитрона 18, первому выводу резистора 7, анода фототиристоров 10.1 и ) l.1, анодам светодиодов 10.2 и 11.2 и первому выводу резистора

14. Второй Вывод резистора 14 соединен с коллектором транзистора 12 и счетным входом 1 -триггера 13, прямой и инверсный выходы которого соединень(соответственно с катодами (ветодиодов 1).2 и 10.2 тиристорHhix Оптопар I i и !О.

Упр,< Вляю(цие электроды тиристоров 4 и 5 регулируемого Выпрямителя 3 соединены соответственно с катодами фототиристоров 11.) и )0.1 <зпто()ар )1 и 10. Второй вывод резистора 17 источника 9 опорного напряжения соединен с ) атодами диодов

15 и 16 нерегулируемого выпрямителя 8, аноды которых соединены с крайними выводами Вторичной оомотки 2.2 силового трансформатора 2.

ВИН функционируют т следующим образом I(t3Hi i i

11осле вк.(ючения сети напряжение V по.(нет(я на вход преобразователя 1, где с помощьк) силового трансформатора 2 переменное напряжение понижается и поступает

Одновременно на входные выводы нерегулируемого и регулируемого выпрямителей 8 и 3. Переменное напряжение с выхода силового т<)ансформат<эГ)ы 2 преоб)рызователя

1529192

Формула изобретения

1 преобразуется в постоянное пульсирующее напряжение с помощью нерегулируемого выпрямителя 8 и подается на вход источника 9 опорного напряжения, который преобразует выпрямленное напряжение в постоянное стабилизированное U--.

При этом на счетный вход триггера 13 через резистивный элемент 14 поступает

1(а и р 1) тк (. 1! 11(., !) а В 11Ое л (>1 и ч ос кО 11 ед и н и ц с ) T а к как третий ключевой элемент 12 заперт.

На выходах Q и 0 триггера !3 устанавливаются значения логической единицы и нуля (или наоборот). Пусть на выходе Q триггера 13 установилось значение логического нуля, а это значит, что через управляющую цепь 11.2 второго ключевого элемента

11 будет протекать ток по цепи: плюс источника 9 опорного напряжения, управляющая цепь 1!.2 ключевого элемента 11, выходная цепь триггера 13, минус источника

9 опорного напряжения.

Г1рот(к;)ние тока по управляющей цс1)н

11.2 BT()I)()l ключевого элемента 1! привОдит к з;)мыкая) ю силовой цепи I !.1 кл(Оч(вогО э.ц ме((т;1 11.

Если прн этом в рассматриваемый интервал времени напряжение на аноде тиристора 4 регулируемого выпрямителя 3 положи ге Il)ll() Il() От((ошению к катоду, то последний включается, так как через его управляющую цепь протекает ток. Включающий ток тиристора 4 протекает по цепи: плюс источника 9 опорного напряжения, силовая цепь I.l второго ключевого элемента, переход управляющий электрод — катод тиристора 4, емкостный накопитель 6, датчик

7 тока, минус источника 9 опорного напряжения. Величина этого тока определяется напряжением и величиной внутреннего сопротивления источника 9 опорного напряжения.

После включения тиристора 4 через него начинает протекать ток, значение которого определяется напряжением на входе регулируемого выпрямителя U- и величинами сопротивления нагрузки и емкости накопителя 6. Как только . напряжение на накопителе 6 достигнет величины, превышающей напряжение источника 9 опорного напряжения, ток v(. рез управляющий электрод тиристора 4 прекратится, а тиристор

4 начнет выключаться в тот момент, когда величина Lf- станет меньше величины напряжения на емкостном накопителе 6, т.е. к тиристору 4 .будет прикладываться обратное напряжениеЦ(p — — U6 — U.. где UÄr(— обратное напряжение, прикладываемое к силовым электродам тиристора; U6 — напряжение на емкостном накопителе 6; V" напряжение на входе регулируемого выпрямителя 3.

3а время протекания "гока через тиристор 4 на датчике действует напряжение, равное произведению величин тока через тиристор 4 и сопротивления резистивного датчика 7 тока. Это напряжение отпирает третий ключевой элемент 12, и на счетный вход триггера 13 подается значение, равное логическому нулю, но при этом состояние выходов Q и О у триггера 13 сохраняется неизменным. После запирания тиристора 4 напряжение на датчике 7 тока становится равным нулю и третий ключевой элемент запирается, а это значит, что на с (етный вход триггера 13 подается значение логической единицы и состояние его выходов изменяется на противоположное (Q= l;

Q=0) .

При этом через управляющую цепь

10.2 первого ключевого элемента 10 протекает ток, который приводит к замыканию силовой цели 10.1 первого ключевого элемента. Поэтому во второй полупериод входного напряжения V2 включается тиристо р 5 ре гул и руе м î ro в ы и р я м и тел я.

Включение тиристоров 4 и 5 происходит поочередно, т.е. если один из тиристоров включается только в отрицательные полупериоды, то второй только в положительные полупериоды входного сетевого напряжения U-. независимо от величины входного напряжения и сопротивления нагрузки.

Стабализация и регулирование выходного напряжения U-, в предлагаемой схеме так же, как в аналоге и прототипе, производится относительно напряжения, снимаемого с выхода источника 9 опорного напряжения, т.е. любой из тиристоров включается тогда, когда выходное напряжение ! ))ы становится меньше U )) .

Четкая синхронизация работы тиристоров

4 и 5 регулируемого выпрямителя 3 с полярностью входного переменного напряжения (в отличие от аналога и прототипа) позволяет исключить вынужденное подмагничивание сердечника силового трансформатОра 2.

Вторичный источник пита ния, содержащий преобразователь напряжения, выполненный в виде последовательно соединенных силового трансформатора, первичные обмотки которого подключены к входным выводам, и регулируемого выпрямителя, выполненного на двух тиристорах, выход которого соединен с выходными выводами, емкостной накопитель, выводами подклк)ченный к соответствующим выходным выводам, датчик тока, нерегулируемый выпрямитель, вход которого подключен к выходу силового трансформатора, источник опорного напряжения, первый входной вывод которого соединен с положительным выходным выводом нерегулируемого выпрямителя, второй входной вывод, являющийся общим для входа и выхода источника опорного напряжения, подключен к отрицательным выводам регулируемого и нерегулируемого выпрямителей, первый ключевой элемент, первый силовой вывод которого соединен с управляющим электродом первого тиристора регулируемого выпрямителя, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, уменьшения массы и габаритов путем устранения вынужденного подма гни чивания магнитопровода силового трансформатора, в него введены второй и третий ключевые элементы, счетный триггер, резистивпыи элемент и узлы управления первого и второго ключевых элементов, при этом датчик тока включен между общей точкой соединения отрицательного выходного вывода и одного из выводов емкостного накопителя. прямой и инверсный выходы счетного триггера подключены соответственно к первым входным выводам узлов угравления первого и второго ключевых элементов, вторые входные выводы которых объединены и подключены к выходу источника опорного напряжения, второму силовому выводу первого ключевого элемента, первому силовому выводу второго ключевого элемента и первому выводу резисти вного элемента, второй вывод которого подключен к входу счетного триггера и первому силовому выводу третьего ключевого элемента, второй силовой вывод которого соединен с точкой соединения отрицательных выводов регулируемого и нерегулируемого вып ря и и тел t(, и равляющи и электрод третьего ключевого элемента подключен к

15 выходу датчика тока, а второй силовой вывод второго ключевого элемента соединен с управляющим электродом второго тиристора регулируемого выпрямителя.

«,-«ни I <н (1<. >II« I« и;<

1>< ((<><(<)l) "<, l< к >ин;< Г< лр«11. 13ер< е Е<>ррек«>р И кран(н>на

:3ак;«7641 45 Тир;< к 788 11иан иен<н

ВНИ1!111! Ги< 3 (<>р< ТВ< нн<>го к<>ч итет;< яи и><)(>рет< нияч и <)>hp<>

l 1,3035, М<)екв;<, Ж;35, Ра3 гнекая нн )., а 4 5

11риинвитегн< нн<>-инаателнекий кол<винит «1!а«н« », Х>кг<);н>;, iл Га< арин; ), l(ll