Стабилизированный источник питания

Стабилизированный источник питания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски к

Социалистически*

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву И - 754386 (22) Заявлено 03.04.80 (21 ) 2903466/24 07 с присоединением заявки М (23) Приоритет—

Опубликовано23 р2 82. Бюллетень М

Дата опубликования описания 26.02.82 (53)M. Кл., Q 05 Р 1/б6// Н 02 М 3/ЗЗб/

Н 02 И 7/837 ввеудвретваиай камнтвт

СССР аа делам нзовретеннй н отврытнй (53) УДК 62 1.316, .722. 1 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. Ф. Добровольский и В. А. Яцкевич

Гомельский государственный универси ет (7!) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к источникам электропитания компенсационного типа, и может быть использовано в качестве управляемого мостового инвертора в стабилизированном источнике электропитания.

По основному авт. св. No 754386 извес тен с та 6илизированный ис точник питания, содержащий питаемые от источника нестабилизированного напряжения задающий генератор, выпрямитель и мостовой усилитель мощности с выходным трансформатором, выполненным на первом, втором, третьем и четвертом с транзисторах одного типа, причем коллекторы первого и третьего транзисторов подключены к первой клемме, а эмиттеры второго и четвертого транзисторов — к второй клемме источника постоянного нестабилизированного напряжения, параллельно цепи коллектор1 эмиттер каждого транзистора включен диод в обратной полярности, эмиттер третьего и коллектор четвертого транзисторов подключены к первому выводу первичной обмотки выходного трансформатора, вторичная обмотка которого соединена с входами выпрямителя, при этом стабилизированный источник питания снабжен первой и второй схемой управления, конденсаторами и дросселем, а задающий генератор выполнен на указанных третьем и четвертом транзисторах и второй схеме управления, причем коллекторы, базы и эмиттеры третьего и четвертого транзисторов соединены с входами второй схемы управления, выход которой присоединен к одному входу первой схемы управления, к двум другим входам которой подключены выходы вьшрямителя, а выходы первой схемы управления соединены с коллекторами, базами и эмиттерами первого и второго транзисторов, эмиттер первого и кол20 лектор второго транзисторов соединены через последовательно включенные дроссель и конденсатор со вторым выводом первичной обмотки выходного трансформатора, параллельно которой подключен конденсатор.

В данном устройстве четыре транзистора образуют мостовой усилитель, причем третий и четвертый транзисторы

3 одновременно являются элементами задающего генератора, работающего в режиме автоколебаний а первый и второй транзисторы работают в качестве управляемых коммутируемых элементов, время открывания которых зависит от широтно-модулируемых сигналов, поступающих на их входы с первой схемы управления. Таким образом, время, в течение которого поочередно открыты 15 и закрыты третий и четвертый транзистЬры, является постоянным и составляет половину периода работы задающего генератора, а время поочередного открытия и закрытия первого и второго транзисторов определяется ширииой отпирающих импульсов, поступающих с первой схемы управления. Первый и четвертый транзисторы, а также второй и третий транзисторы образуют соответственно 2g первое и второе плечи моста, причем транзисторы одного плеча открываются одновременно, но так как первый и четвертый, а также второй и третий тран зисторы включены последовательно с индуктивной нагрузкой, то время, в течение которого протекает ток через нагрузку, зависит от длительности импульсов, отпирающих первый и второй транзисторы, т, е. от длительности управляющих сигналов 1) .

Данный источник является управляемым, поэтому, длительность управляющих сигналов (т. е. время открытия первого

4О и второго транзисторов) всегда меньше времени открытия третьего и четвертого транзисторов, образующих задающий генератор и работающих с постоянной частотой. Для зашиты транзисторов от пе45 ренапряжений параллельно коллектору и эмиттеру каждого транзистора включен диод. При закрывании одного иэ управляемых транзисторов, например первого, ток через индуктивную нагрузку обрывается, и на выводах нагрузки появляется

ЭДС самоиндукции. Так как при этом четвертый транзистор, который работает

B O HO e e C e M TpBHGHCTOpoM, находится в открытом состоянии, то через его коллектор — эмиттер и диод, подкл оченный к второму транзистору, происходит разряд этой ЭДС самоиндукции. При этом теряется энергия, накопленная в индуктив22 ной нагрузке, и, кроме того, дополнительно нагревается четвертый транзистор задающего генератора (это особенно существенно, когда 1ок разряда ЭДС самоиндукции не прекратится к концу периода задающего генератора) . Аналогично, когда закрывается второй транзистор, ток нагрузки обрывается, и ЭДС самоиндукции в нагрузке оказывается приложенной минусом к эмиттеру третьего транзистора, а плюсом через диод, подхлюченный к первому транзистору, к коллектору третьего транзистора. Так как этот транзистор открыт, то через него происходит разряд энергии, накопленной в нагрузке. Таким образом, недостаток устройства заключается в том, что энергия, накопленная в индуктивности нагрузки, не используется, а ток разряда этой энергии дополнительно разогревает транзисторы задающего генератора, что в целом уменьшает КПД устройства.

Пель изобретения — повышение КПД.

Указанная. пель достигается тем, что в устройство введены два диода и кон1 денсатор, причем эмиттеры второго и четвертого, а коллекторы третьего и первого транзисторов связаны друг с другом через анод-катод упомянутых диодов, а между коллектором первого

° и эмиттером второго транзисторов подключен конденсатор.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит транзисторы 1—

4, источник 5 нестабилизированного напряжения, индуктивную нагрузку 6, дроссель 7, конденсатор 8, обмотку 9 трансформатора, вторую схему 10 управления, первую схему 11 управления, диоды 12, дополнительные диоды 13 и 14 и конденсатор 15.

Мостовой инвертор содержит первый 1, I второй 2, третий 3 и четвертый 4 транзисторы, причем коллектор третьего транзистора 3 подключен к одному входному выводу, к другому выводу присоединен эмиттер четвертого транзистора 4, а эмиттер первого 1 и коллектор второго 2 транзисторов подключены к первому выводу индуктивной нагрузки 6 в виде последовательно соединенных дросселя 7, конденсатора 8 и обмотки 9 трансформатора, а второй вывод нагрузки 6 соединен с эмиттером третьего 3 и коллектором четвертого 4 транзисторов, задающий генератор выполнен на третьем 3 и четвертом 4 транзисторах и второй схеме 10 управления, входы

15

25

Зо

5 которой соединены с выводами транзисторов 3 и 4, а выход прис.гединен к входу первой схемы 11 управления, выходы которой подключены к выводам транзисторов 1 и 2, а мегкду коллектором и эмиттером транзисторов 1 — 4 подключены диоды 12, а эмиттер транзистора 2 подключен к аноду первого дополнительного диода 13, катод которого соединен с эмиттером четвертого транзистора 4, а коллектор третьего ,транзистора 3 подключен к аноду второго дополнительного диода 14, катод которого соединен с коллектором первого транзистора 1, а между коллектором первого 1 и эмиттером второго 2 транзисторов подключен конденсатор 15.

Устройство работает следующим образом.

Пара 1 и 4 и другая пара 2 и 3 транзисторов образуют соответственно две диагонали мостовой схемы, причем транзисторы 3 и 4 одновременно являются и элементами задающего генератора, работающего в автоколебательном режиме. Транзисторы 1 и 2 являются управляемыми коммутируемыми элементами, время открывания которых определяется управляющими сигналами от первой схемы 11 управления. При появлении напряжения на выходе источника 5 нестабилиэированного напряжения запускается задающий генератор, образованный транзисторами 3 и 4 и схемой 10 управления, причем транзисторы 3 и 4 начинают противофазно открываться и закрываться с постоянной частотой. С выхода схемы 10 управления прямоугольные импульсы поступают на вход первой 40 схемы 11 управления, которая вырабатывает управляющие сигналы для поочередного открывания и закрывания транзисторов 1 и 2. Так как транзисторы 1 и 4, а также транзисторы 2 и 3 вклю- 4 чены последовательно с нагрузкой 6, то время протекания переменного тока через нагрузку 6 зависит от длительности импульсов, отпираюших транзисторы 1 и 2. Для уменьшения динамических потерь при включении транзисторов нагрузка 6 выполнена в виде последовательно соединенных сглаживающего дросселя 7, разделительного конденсатора 8 и первичной обмотки 9 выходного трансформатора.

При этом нагрузка 6 в диапазоне рабочих частот носит индуктивный характер.

При выключении одного из управляемых транзисторов, например транзистора 1, 522 б

TDK через нагрузку 6 резко прерывается, на выводах нагру; ки 6 появляется ЭДС самоиндукции, птпос которой приложен к коллектору транзистора 4, а минус через открытый диод 12, подключенный парал« лельно транзистору 2 — к аноду первого дополнительного диода 13 . Хотя транзистор 4 открыт (как элемент задающего генератора), ток разряда ЭДС самоиндукции через него не течет, так как диод 13 оказывается включен в обратном направ« лении. Энергия, накопленная в индуктивности нагрузки 6,поступает на заряд конденсатора 15 через диод 12, включенный параллельно транзистору 3, и диод 14. Аналогично, при закрывании второго транзистора 2 ЭДС самоиндукции нагрузки 6 оказывается приложенной минусом к эмиттеру открытого транзистора 3, а плюсом через диод 12, подключенный к транзистору 1 — к катоду второго дополнительного диода 14, который в данном случае включен в обратном направлении, поэтому разряда

ЭДС через транзистор 3 не происходит.

Напряжение ЭДС самоиндукции через диод 12, подключенный к транзистору 1, поступает на один вывод конденсатора

15, а на другой вывод через диод 12, подключенный к транзистору 4, и диод

13 поступает минус этого напряжения.

В обоих случаях энергия, накопленная в нагрузке 6, поступает на заряд конденсатора 15 и при последующем открывании диагонали моста используется как дополнительный источник напряжения, что и обеспечивает достижение дели.

По сравнению с известным устройством в предлагаемом источнике происходит рекуперация энергии, накопленной в индуктивной нагрузке 6, что увеличивает

КПД устройства. Кроме того, в устройстве исключается дополнительный разогрев транзисторов задающего генератора за счет разряда энергии через их открытые переходы. Это позволяет повысить надежность работы схемы и уменьшить габаритные размеры радиаторов силовых транзисторов.

Формула изобретения

Стабилизированный источник питания по авт. св. Мг 754386, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что, с целью повышения

КПД, в него введены два диода и конденсатор, причем эмиттеры второго и четвертого и коллекторы третьего и первого транзисторов связаны друг с

907522

Составитель Т. Ершова

Редактор В. Данко Техред М. Тепер Корректор E. Рошко

588/56 Тираж 908 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул, Проектная, 4 другом через анод -катод упомянутых диодов, а между коллектором первого и эмиттером второго транзисторов подключен конденсатор, 8

Источники информапин, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

¹ 754386, кл. QOGF 1/56, 1978.