Регулируемый источник питания
Иллюстрации
Реферат
lii966829
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Ж
\ °
Ъ
/
Ф (6I ) Дополнительное к авт. спид-ву (22) 3а е е о 03.04.81 (21) 3269623/24-07 с присоединением заявки ¹(23) ПриоритетОпубликовано 15.10.82 Бюллетень № 38
Дата опубликования описания 25.10.82 (5I)M. Кл.
Н 02 М 7/12
/!С 05 F 1/32
Ркударетесиный комитет
СССР
IIO делам иэебретенвй и открытки (53) УДК 621.314.,.6 (088.8) В. И. Кадель и А. Л. Иванов (72) Авторы изобретения
В С9 ®ЗИ .;.
13 ", „:",. „ ;,! 3
Вй ВЛИ ОТЕ;; i : (7!) Заявитель (54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для пи« тания электро- и радиоаппаратуры.
Известен стабилизированный источник питания, содержащий основной и регулирующий трансформаторы, первичные об1 мотки которых соединены последовательно, а вторичные присоединены к соответствуюшим выпрямителям и регулирующему элементу со схемой управления (1).
Однако КПД такого устройства низок, поскольку компенсация изменения входного напряжения во всем диапазоне осушествляется за счет изменения падения напряжения на регулируемом сопротивлении, что приводит к значительным потерям мошности на этом сопротивлении. В устройстве также велики потери в регулируюшем трансформаторе и вспомога- тельном выпрямителе от тока нагрузки, так как сопротивления этих элементов включены последовательно в цепь нагруз. ки.
Известен также регулируемый источник питания, содержаший силовой трансформатор, к вторичной обмотке которого подключены последовательно соединенные силовой выпрямитель и фильтр, 5 вспомогательный трансформатор, первичная обмотка которого вкшочена последовательно с первичной обмоткой силового трансфорМатора, а к вторичной обмотке подключен вспомогательный выпрямитель с фильтром, один вывод которого подключен к одноименному выводу силового выпрямителя, а другой соединен через включенное последовательно регулируемое сопротивление к другому выво15 ду силового выпрямителя, а управляемый вход. регулируемого сопротивления подключен к выходу схемы управле ния (2).
B этом устройстве устранены дополнительные потери от падення напряжения на сопротивлении вторичной обмотки вспомогательного трансформатора и на диодах вспомогательного выпрямителя, 966829 4 .оскольку в нем эти цепи подключены
I через регулируемое сопротивление параллельно выходу фильтра. Поэтому потери во вторичной обмотке вспомогательного трансформатора и во вспомогательном выпрямителе компенсируются в силовой цепи, так как ток в ней меньше тока. нагрузки на величину тока, протекаюшего через регулируемое сопротивление.
Однако основные потери от изменений питающего напряжения и тока нагрузки на регулируемом сопротивлении могут в десятки раз превышать потери в обмотках вспомогательного трансформатора и вспомогательном выпрямителе. Поэтому .КПЛ устройства остается низким.
Цель изобретения — увеличение КПД и улучшение массогабаритных показателей.
Поставленная цель постигается тем, что в регулируемом источнике питания, содержащем силовой трансформатор, к вторичной обмотке которого подключен основной выпрямитель и фильтр, выход фильтра является выходом источника пи-. тания, вспомогательный трансформатор, первичная обмотка которого включена последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора, а к вторичной обмотке подключен вспомогательный выпрямитель и регулирующий элемент, сос- тоящий иэ основного регулируемого сопротивления и схемы управления, выход которой подключен к управляющему входу регулируемого сопротивления, введено дополнительное регулируемое сопротивление и развязываюшие диоды, при этом дополнительное регулируемое сопротивление подключено к выходу вспомогательного выпрямителя, а управляемый вход дополнительного реГулируемого сопротивления соединен с. введенным вторым выходом схемы управления, первый вывод основного регулируемого сопротивления подключен к одному выводу основного выпрямителя, а второй его вывод соединен с одноименными объединенными выводами развязывающих диодов, другие выводы которых подключены к соответствующим выводам вторичной обмотки вспомогательного трансформатора.
Кроме того, другие выводы развязывающих диодов подключены к введенным отводам вторичной обмотки вспомогательного трансформатора.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - схема устройства при выполнении вспомогательного трансформатора с отводами.
10!
5 го трансформатора 4
30 юший диод 11, но при этом КПД устройства понижается иэ-аа дополнительных
Устройство (фиг. 1) содержит сило вой трансформатор 1, вторичная обмотка которого соединена с входом основного выпрямителя, 2, выход которого подключен к входу фильтра 3. Выход фильтра 3 является выходом устройства. Последовательно с первичной обмоткой трансформатора 1 включена первичная обмотка вспомогательного трансформатора 4, вторичная обмотка которого соединена с входом вспомогательного выпрямителя 5, к выходу которого подключено дополнительное регулируемое сопротивление 6.
К одному из выводов основного выпрямителя 2 подключен вывод основного регулируемого сопротивления 7, другой вывод которого подключен к одноименным выводам развязывающих диодов 8, 9 друМ гие выводы которых подключены к выводам вторичной обмотки вспомогательно-
Управляемые входы основного регулируемого сопротивления 7 и дополнительно го регулируемого сопротивления 6 подключены к соответствующему выходу схемы управления 10, вход которой соединен с одним из выводов устройства, Вместо развязывающих диодов 8, 9 может быть использован один развязывапотерь в цепи вспомогательного выпрямителя 5.
Обозначения элементов на фиг. 2 соответствуют фиг. 1, но развязываюшие диоды 8 и 9 подключены к отводам вторичной обмотки трансформатора.
Устройство работает следующим образом.
Сигнал с выхода устройства поступает на вход схемы управления 10, которая управляет состоянием регулируемых сопротивлений 6, 7, обеспечивая тем самым режим работы трансформатора 4, необходимый для поддержания заданной величины напряжения на выходе устройства.
При напряжении питания и токах нагрузки, близких к номинальным, величина дополнительного регулируемого сопротивления 6 близка к бесконечности, ток вторичной обмотки вспомогательного трансформатора 4 протекает через вспомогательный выпрямитель 5, развязываюший диод 11, основное регулируемое сопротивление 7, фильтр 3 и нагрузку, подключенную к выходу устройства. При этом величина основного регулируемого сопротивления 7 близка к нулю, т. е. выпрямители 2и 5 включены параллельно и
5 966 вся их выходная мощность отдается в нагрузку, поэтому КПД устройства в этом режиме максимален. При повышении на- ° пряжения сети схема управления110 увеличивает значение основного регулируе«5 мого сопротивления 7, на котором осуществляется падение напряжения от тока выхода вспомогательного выпрямителя 5.
При напряжении сети, равном максимально допустимому, дополнительная мощность, по-1О ступающая от вспомогательного трансформатора 4 в схему, делится поровну между нагрузкой и основным регулируемым сопротивлением 7.
При напряжении питания ниже номи- 15 нального величина основного регулируемо. го сопротивления 7 равна нулю и схема управления 10 уменьшает величину дополнительного регулируемого сопротивления 6, которая, при минимально воэ- 20 можном входном напряжении, становится равной нулю. Вспомогательный трансформатор 4 оказывается закороченным, потери в нем отсутствуют и КПД стабилизированного выпрямителя максимален. В 25 этом режиме работы устройства напряжение на входе вспомогательного выпрямителя 5 становится меньше напряжения на выходе основного выпрямителя 2 и для того, чтобы ток через основное регулируемое со- 39 противление 7 от основного выпрямителя
2 не протекал через дополнительное регулируемое сопротивление 6; в устройство введен развязываюший диод 11 (либо развязываюшие диоды 8, 9).
Таким образом, максимальные потери в регулируемых сопротивлениях 6 и 7
I определяются не всем диапазоном изменения величины питающего напряжения, а лишь половиной этого диапазона, и КПД устройства становится. максимальным приближаясь к КПД нерегулируемого устройства как при минимальном, так и при номинальном значении величины питающего напряжения. б5
2. Источник питания по и. 1, о т л ич а ю ш и и с я тем, что другие выводы развязывающих диодов подключены к
Принцип работы схемы на фиг. 2 не отличается от работы схемы фиг. 1.
Указанное подключение развязывающих диодов 8 и 9 к отводам вторичной обмотки трансформатора 4 позволяет произвольно выбирать коэффициент трансформации этого трансформатора и, таким образом, обеспечить оптимальный диапазон изменения напряжения.на дополнительном .регулиS5 руемом сопротивлении 6 либо выбирать оптимальный диапазон токов, протекающих через него, что позволяет наилучшим
I образом использовать элемент, работа
829 6 ший в качестве дополнительного регулируемого сопротивления 6 по току и напряжению.
Использование в качестве дополнительного регулируемого сопротивления силовых ,элементов, например транзисторов в оптимальном режиме, позволяет, -с одной стороны, полностью использовать уста« новленную мощность этих элементов, т. е. ,снижать вес и габариты устройства, с друroN стороны повысить его КПД, особенно при малых выходных напряжениях.
Увеличение КПД в этих случаях обьясняется тем, что уменьшается падение напряжения на первичной обмотке вспомогательного трансформатора при полностью насыше ином регулируемом транзисторе, выполняющем роль дополнительного регулируемого сопротивления.
Формула изобретения
1. Регулируемый источник питания содержащий силовой трансформатор, к вторичной обмотке которого подключен основной выпрямитель и фильтр, выход фильтра является выходом источнйка питания, вспомогательный трансформатор, первичная обмотка которого включена последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора, а к вторичной обмотке подключен вспомогательный выпрямитель и регулирующий элемент, состоящий из основного регулируемого сопротивления и схемы управления, выход которой подключен к управляющему входу регулируемого сопротивления, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью увеличения КПД и улучшения массогабарит ных показателей, введено дополнительное регулируемое сопротивление и развяэыва» юшие диоды, при этом дополнительное регулируемое сопротивление подключено к выходу вспомогательного выпрямителя, а управляемь1й вход дополнительною регулируемого сопротивления соединен с введенным вторым выходом схемы управления, первый вывод основного регулируемого сопротивления подключен к одному выводу основного выпрямителя, а второй его вывод соединен с одноименными объединенными выводами развязывающих диодов, другие выводы которых подключены к соответствующим выводам. вторичной обмотки вспомогательного трансформатора, 7 966829 8 введенным отводам вторичной обмотки 1. Авторское свидетельство СССР вспомогательного трансформатора. М 418840, кл. G 05 F 1/32, 1972.
Источники информапии, 2, Авторское свидетельство СССР принятые во внимание при экспертизе М 687546, m Н 02 М 7/12, 1977.