Источник питания постоянного напряжения

Источник питания постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистические

Ресттубттик

<»954991 (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву (22)Заявлено 22.01.81 (21) 3241717/24-07 с присоединением заявки .%— (23) Приоритет

Опубликовано 30. 08. 82. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 30. 08. 82 (51) М. Кл.

G 05 F 1/64

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (5З) УДК 621 ° 316. . 722. 1(088. 8) В.A. Липанов, С.В. Скиба, Г.Т. Ющенков, С.А., Щуховскии

Ю.А. Латышев и В.Н. Юнг

1 " - (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электро- т технике и может быть использовано для питания различных радиоустройств.

Известен источник питания постоянного напряжения, содержащий ключевой усилитель мощности с силовым трансформатором, вторичная обмотка которого через выпрямитель и фильтр подключена к нагрузке и к входу широтно-импульсного модулятора, выход

to которого соединен с входами ключевого усилителя мощности (1 1.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство, содержащее ключевой усилитель мощности с силовым трансформатором, вторичная обмотка которого через выпрямитель и фильтр подключена к выходным выводам устройства, широтно-импульсный модулятор, выход которого соединен с управляющими входами ключевого усилителя мощности, а вход — с выходными выводами устройства 2 .

Недостатком известных устройств является ухудшение качественных показателей выходного напряжения в режиме малых токов нагрузки, что объя6няется неудовлетворительной работой ключевого усилителя мощности при малых токтх нагрузки.

Цель изобретения - повышение стабильности и уменьшения пульсации выходного напряжения источника питания в режиме работы при малых токах нагрузки.

Поставленная цель достигается тем> что в источник питания постоянного напряжения, содержащий ключевой усилитель мощности с силовым трансформатором, вторичная обмотка которого через выпрямитель и фильтр подключена к выходным выводам источника питания, широтно-импульсный модулятор, выход которого соединен с управляющи" ми входами ключевого усилителя мощности, а выход — с выходными выводами

954991 источника питания, введен активный двухполюсник, подключенный к первичной обмотке силового трансформатора и включающий в себя первую цепь, состоящую из двух резисторов, соединенных между собой последовательно, а свободными выводами подключенных к выводам первичной обмотки силового трансформатора, общая точка резисторов соединена с конденсатором, другой вывод 1р конденсатора соединен с катодом первого диода и базой транзистора, эмиттер которого соединен с анодом первого диода и выводом силового трансформатора, коллектор — с катодом второго 1Б диода, анод которого подключен к другому выводу силового трансформатора, а параллельно переходу коллектор эмиттер этого транзистора включен третий диод, причем катод третьего диода »О подключен к коллектору транзистора, а анод — к его эмиттеру. а также вто-! рую аналогичную цепь, включенную встречно-параллельно по отношению к первой цепи.

На чертеже представлена функциональная схема источника питания.

Источник питания постоянного напряжения содержит ключевой усилитель мощности, включающий в себя транзисторы 1 и 2, конденсатор 3 и суловой трансформатор 4, вторичная обмотка которого соединяется с входом выпрямителя 5, выход которого подключается к фильтру 6, выход фильтра 6 соединяется с входом широтно-импульсного модулятора 7, выход которого соединяется с входами транзисторов 1 и 2.

К выводам первичной обмотки трансформатора 4 подключен активный двухполюсник 8, включающий в себя первую

4О цепь, состоящую из двух соединенных между собой резисторов 9 и 10, свободные выводы которых соединены с выводами трансформатора 4, а общая точка - с конденсатором 11, второй вывод которого соединен с катодом первого диода 12 и базой транзистора 13, причем коллектор транзистора

13 соединен с катодом второго диода и катодом третьего диода 15, анод второго диода 14 соединен с выводом резистора 10, эмиттер транзистора 13 соединен с анодом третьего диода 15 и анодом первого диода 12 и подключен к выводу резистора 9, и вторую анало- >5 гично соединенную цепь, состоящую из резисторов 16 и 17, конденсатора

18, диодов 19-21, транзистора 22 и включенную встречно-параллельно по отношению к первой цепи.

Источник питания постоянного напряжения работает следующим образом.

Постоянное напряжение, подаваемое на ключевой усилитель мощности, преобразуется в переменное напряжение прямоугольной формы повышенной частоты и через силовой трансформатор 4 поступает на выпрямитель 5, а затем на фильтр 6, где преобразуется в постоянное напряжение с требуемым уровнем пульсаций. Это напряжение поступает на вход широтно-импульсного модулятора 7, который выдает две импульсные последовательности на транзисторы 1 и 2 ключевого усилителя мощности. Скважность этих импульсных последовательностей изменяется в соответствии с величиной выходного напряжения источника питания, так что выходное напряжение остается стабильным при изменениях входного напряжения питания ключевого усилителя мощности.

В моменты времени, когда оба транзистора 1 и 2 закрыты, энергия, накопленная в сердечнике трансформатора 4, выделяется через выпрямитель

5 и фильтр 6 на нагрузке. При работе источника питания на холостом ходу

1 или в режиме малых токов выделение этой энергии сопровождается большим напряжением самоиндукции и длительным переходным процессом, который может превосходить длительность паузы (когда транзисторы 1 и 2 закрыты), формируемой широтно-импульсным модулятором 7. Это определяет повышенный уровень пульсаций и уменьшение стабильности выходного напряжения источника питания. Яктивный двухполюсник 8 шунтирует трансформатор

4 в момент переключения транзисторов

1 и 2, что практически полностью убирает переходный процесс выделения магнитной энергии сердечником. трансформатора 4 уже в режиме холостого хода. Шунтирование трансформатора 4 обеспечивается открыванием транзисторов 13 или 22 (в зависимости от полярности напряжения на трансформаторе 4} на время, определяемое дифференцирующими цепями 10, 11 и

17»

Такое шунтирование позволяет иметь форму прямоугольного напряжения на трансформаторе 4 в режиме холостого хода такую же, как под нагрузкой без схемы 8, что определяет высокое

954991 качество выходного напряжения источника питания при любом токе нагрузки. Резисторы 9, 10 и 16, 17 служат для уменьшения напряжения трансформатора 4 до уровня, необходимого для открывания транзисторов 13 и 22. Диоды 12 и 19 необходимы для предохранения переходов база-эмиттер транзисторов 13 и 22 от обратного напряжения, диоды 14, 15 и 20, 21 - для 10 предохранения переходов коллекторэмиттер.

Таким образом, введение транзисторов 13 и 22, резисторов 9, 10 и 16, 17, конденсаторов 11, 18 и диодов 15

12, 14, 15, 19, 21, 20 обеспечивает улучшение качества выходного напряжения источника питания при малых токах нагрузки.

Формула изобретения

Источник питания постоянного на;пряжения, содержащий ключевой уси- 2S литель мощности с силовым трансформа тором, вторичная обмотка которого через выпрямитель и фильтр подключена к выходным выводам источника питания, широтно-импульсный модулятор, выход которого соединен с управляющими входами ключевого усилителя мощности, а вход — с выходными выводами источника питания, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения стабильности и уменьшения пульсации выходного напряжения источника питания в режиме работы при малых токах нагрузки, введен активный двухполюсник, подключенный к первичной обмотке силового трансформатора и включающий в себя первую цепь, состоящую из двух резисторов, соединенных между собой последовательно, свободными выводами подключенных к выводам первичной обмотки силового трансорфматора, общая точка резисторов соединена с конденсатором, другой вывод конденсатора соединен с катодом первого диода и базой транзистора, эмиттер которого соединен с анодом первого диода и выводом силового трансформатора; коллектор - с катодом второго диода, анод которого подключен к другому выводу силового трансформатора, а параллельно переходу коллектор — эмиттер этого транзистора включен третий диод, причем катод третьего диода подключен к коллектору транзистора, а анод = к

его эмиттеру, а также вторую аналогичную цепь, включенную встречнопараллельно по отношению к первой цепи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 609115, кл. G 05 F 1/64, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР 509960, кл„ Н 02 И 3/315, 1974.