Низковольтный стабилизированный источник электропитания

Низковольтный стабилизированный источник электропитания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: во вторичных источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры , в которой требуется повышенные КПД и надежность. Сущность изобретения: устройство содержит силовой трансформатор с первичной обмоткой, основной и вспомогательной обмотками со средними выводами, основной и вспомогательные сглаживающие конденсаторы, выпрямительные транзисторы, силовой и согласующиетранзисторы , измерительно-усилительный узел. Соединение крайних выводов вспомогательной вторичной обмотки с базами выпрямительных транзисторов, среднего вывода - с коллектором согласующего транзистора и вводом питания измерит ельно-усилительного узла непосредственно, а с коллекторами выпрямительных и силового транзисторов через вспомогательный сглаживающий конденсатор позволяет снизить мощность потерь и упростить устройство и тем самым повысить его КПД и надежность. 1 ил сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s G 05 F 1/56,4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4842504/07 (22) 25.06.90 (46) 23.07.92. Бюл. N. 27 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения (72) С,Т.Дремов, Л.М.Попиль, С.Б.Власов и

А.Л,Крамар (56) Додик С.Д. Полупроводниковые стабилизаторы постоянного напряжения и тока,—

М.: Советское радио, 1980, с. 187.

Электронная техника в автоматике, Под ред. Ю,И.Конева — М.: Советское радио, 1983, вып. 14, с. 14. (54) НИЗКОВОЛЬТНЫЙ СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ (57) Использование: во вторичных источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры, в которой требуется повышенные

КПД и надежность. Сущность изобретения:

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании источников вторичного электропитания, Известны низковольтные источники электропитания, выполненные с использованием компенсационных стабилизаторов постоянного напряжения и обладающие малой мощностью рассеяния, повышенным

КПД.

В одною из известных источников мощность рассеяния уменьшена за счет разделения силовой и согласующей цепей регулирующего транзистора, причем согласующая цепь запитана от отдельного источника входного напряжения. Недостатком этого источника является сложность схемы построения, так устройство содержит силовой трансформатор с первичной обмоткой, основной и вспомогательной обмотками со средними выводами, основной и вспомогательные сглаживающие конденсаторы, выпрямительные транзисторы, силовой и согласующие транзисторы, измерительно-усилительный узел. Соединение крайних выводов вспомогательной вторичной обмотки с базами выпрямительных транзисторов, среднего вывода — с коллектором согласующего транзистора и вводом питания измерительно-усилительного узла непосредственно, а с коллекторами выпрямительных и силового транзисторов через вспомогательный сглаживающий конденса-Тор позволяет снизить мощность потерь и упростить устройство и тем самым повысить его КПД и надежность, 1 ил. как необходим отдельный дополнительный источник входного напряжения.

В другом известном источнике согласующие цепи питаются напряжением сглаживающего 0С-фильтра, включенного на входе силового сглаживающего LC-фильтра.

Недостатком данного источника является узкая возможность применения из-за необходимости использования сглаживающего

1 С-фильтра.

Из известных источников наиболее близким по технической сущности и принятым за прототипявляется низковольтный стабилизированный источник электропитания, содержащий силовой трансформатор с первичной обмоткой, соединенной с входными выводами для подключения источника питающего напряжения, с основной вторичной обмоткой, подключенной крайними вы1749890 водами к коллектору силового транзистора через цепь эмиттер-коллектор выпрямительных транзисторов, а средним выводом — к общей шине, и вспомогательной вторичной обмоткой, основной сглаживающий конденсатор, включенной между коллектором силового транзистора и общей шиной, вспомогательный сглаживающий конденсатор, согласующий транзистор, эмиттер которого подключен к выходному выводу через цепь база-эмиттер силового транзистора, а база — к выходу измерительно-усилительного узла.

В данном истбчнике для питания согласующих цейей испбльзуется вспомогательная вторичная обмотка силового трансформатора, выпрямительные элементы выполнены на транзисторах.

Однако его существенными недостатками являются низкие КПД и надежность изза повышенной мощности рассеяния выпрямительных транзисторов и сложности схемы.

Целью изобретения является повышение КПД и надежности путем снижения мощности потерь и упрощения.

Поставленная цель достигается тем, что в низковольтном стабилизированном источнике электропитания, содержащем силовой трансформатор с первичной обмоткой, соединенной с входными выводами для подключения источника питающего напряжения, с основной вторичной обмоткой, подключенной крайними выводами к коллектору силового транзистора через цепи эмиттер-коллектор выпрямительныx транзисторов, а средним выводом — к общей шине, и вспомогательной вторичной обмоткой, основной сглаживающий конденсатор, включенный между коллектором силового транзистора и общей шиной, вспомогательный сглаживающий конденсатор, согласующий транзистор, эмиттер которого подключен к выходному выводу через цепь база-эмиттер силового транзистора, а база — к выходу измерительно-усилительного узла, крайние выводы вспомогательной вторичной обмотки подключены к базам выпрямительных транзисторов в противофазе, средний вывод подключен к коллектору согласующего транзистора и выводу питания измерительно-усилительного узла непосредственно, а к коллекторам выпрямительных транзисторов через параллельно соединенные вспомогательный сглаживающий конденсатор и введенный резистор.

Переходы база-коллектор выпрямительных транзисторов обеспечивают выпрямление напряжения вспомогательной вторичной обмотки, и таким образом упрощается схема, снижается мощность потерь.

Проведенный анализ научно-технической и патентной литературы не выявил ана5 логичных технических решений.

На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого низковольтного стабилизированного источника электропитания, 10 Предлагаемый низковольтный стабилизированный источник электропитания содержит силовой трансформатор 1 с первичной 2, основной 3 и вспомогательной

4 вторичными обмотками, выпрямительные

15 транзисторы 5, 6, основной 7 и вспомогательный 8 сглаживающие конденсаторы, силовой 9 и согласующий 10 транзисторы, изме рител ьно-усил ител ьн ы и узел 11, выходной вывод 12, общую шину 13 и резистор 14.

20 Согласующий транзистор 10 может быть выполнен по составной схеме, Первичная обмотка 2 силового трансформатора 1 соединена с входным выводом для подключения источника переменного

25 напряжения, например, прямоугольной формы высокой частоты, крайние выводы основной 3 вторичной обмотки через переходы эмиттер-коллектор вы и ря мител ьных транзисторов 5, 6 соединены с коллектором

30 силового транзистора 9, ее средний вывод подключен к общей шине 13, основной сглаживающий конденсатор 7 включен между коллекторами выпрямительных транзисторов 5, 6 и общей шиной 13. Крайние выводы

35 вспомогательной вторичной обмотки 4 в противофазе подключены к базам выпрямительных транзисторов 5, 6, средний вывод непосредственно соединен с коллектором согласующего транзистора 10 и с выводом

40 питания измерительно-усилительного узла

11, а через параллельно включенные вспомогательный сглаживающий конденсатор 8 и резистор 14 связан с коллекторами выпрямительных транзисторов 5, 6. Эмиттер со45 глэсующего транзистора 10 через переход база-эмит гер силового транзистора 9 соединен с выходным выводом 12, а база подключена к выходу измерительно-усилительного узла 11.

50 Предлагаемый низковольтный стабилизированный источник электропитания работает следующим образом, Выпрямительные транзисторы 5. 6 включены поочередно в зависимости от по55 лярности напряжения на основной вторичной обмотке 3. При этом в отпертом выпрямительном транзисторе (например 5) с помощью напряжения вспомогательной вторичной обмотки 4 переход коллектор-база смещается в прямом направлении, что

1749890 обеспечивает режим его глубокого насыщения, Ток смещения, протекающий по цепи: средний вывод вспомогательной вторичной обмотки 4, резистор 14, переход коллекторбаза выпрямительного транзистора 5, крайний вывод вспомогательной вторичной обмотки 4, на резисторе 14 создает падение напряжения, необходимое для питания коллекторной цепи согласующего транзистора

10 и вывода питания измерительно-усилительного узла 11, обеспечивая пониженные напряжение и мощность рассеяния силового транзистора 9, т.е. предложенное техническое решение позволило выпрямительные транзисторы 5, 6 использовать для формирования двух постоянных напряжений: напряжения питания коллекторной цепи силового транзистора 9 (созданное с помощью основной вторичной обмотки 3 и переходов эмиттер-коллектор выпрямительных транзисторов 5, 6) и напряжения питания коллекторной цепи согласующего транзистора 10 (созданное с помощью вспомогательной вторичной обмотки 4 и переходов коллектор-база выпрямительных транзисторов 5, 6).

В результате исключается один выпрямительный узел, т.е. упрощается схема, и одновременно снижается мощность рассеяния выпрямительных транзисторов 5, 6 за счет их работы в режиме глубокого насыщения. Таким образом повышаются КПД и надежность предлагаемого низковольтного стабилизированного источника электропитания.

Экспериментальные исследования подтвердили работоспособность предлагаемого низковольтного стабилизированного источника электропитания, По сравнению с прототипом предлагаемый источник содержит на 3 элемента меньше, мощность рассеяния выпрямительных транзисторов 5, 6

5 уменьшена в 7 раз.

Формула изобретения

Низковольтный стабилизированный источник электропитания, содержащий силовой трансформатор с первичйой обмоткой, 10 соединенной с входными выводами для подключения источника питающего напряжения, с основной вторичной обмоткой. подключенной крайними выводами" к коллектору силового -транзистора через цепи

15 эмиттер-коллектор выпрямительных транзисторов, а средним выводом — к общей шине, и вспбмогательйой вторичной обмоткой, основной сглаживающий конденсатор. включенный между коллектором силового

20 транзистора и общей шиной, вспомогательный сглаживающий конденгсатор, согласующий траHзистор, эмиттер которого подключен к выходному выводу через цепь база-эмиттер силового транзистора, а база

25 — к выходу измерительно-усилительного узла, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности путем снижения мощности потерь и упрощения, крайние выводы вспомогательной вторичной обмот30 ки подключены к базам выпряMèòåëьных транзисторов в противофазе, средний вывод подключен к коллектору согласующего транзистора и вводу питания измерительноусилительного узла непосредственно, а к

35 коллекторам выпрямительных транзисторов через параллельно соединенные вспомогательный сглаживающий конденсатор и введенный резистор.

1749890

Составитель С.Дремов

Техред М.Моргентал

Корректор А.Осауленко

Редактор О. Стенина

Заказ 2596 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101