Стабилизированный источник постоянного напряжения

Союз Советскнк

Соцналнстнческни

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 1,789984

*.

l г (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.09.78 (21) 266 1254/24-07 (5I ) М. Кл, (05 F 1/64 с присоединением заявки J%

Гооударстввииый комитет (23) Приоритет по делам иэооретеиий и открытий

Опубликовано 23.12.80. Бюллетень ¹ 47 (53) УДК621.316, .722,1(088.8) Дата опубликования описания 23. 12.80 (72) Автор изобретения

Г. Н. Шутов (7!) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО

НА ПРЯЖЕ НИ Я

Стабилизированный источник постоянно- го напряжения относится к электротехнике, а именно к источникам питания, и может быть использован в системах питания устройств автоматики, телемеханики и вычислительной техники.

Известен стабилизированный источник постоянного напряжения, который содержит последовательно соединенные высоковольтный выпрямитель промежуточный

Ф

1О преобразователь постоянного напряжения в переменное на трансформаторе, к одной из вторичных обмоток которого подключен низковольтный выпрямитель со сглаживающим фильтром, блок управления преобразо-

15 вателем и запускающий блок, состоящий иэ конденсатора, дросселя, соединенного . с выпрямителем, подключенным к другой вторичной обмотке промежуточного преобразователя, резистора, тиристорного оптрона, транзистора и дополнительного резистора. Работа схемы запускающего блока в известном источнике питания основана на заряде конденсатора от сетевого выпрямитепя малым током, а величина емкости этого конденсатора должна быть достаточно большой, рассчитанной на обеспечение рабочего режима задающего генератора 1) .

Однако уменьшение величины емкости конденсатора запускающего блока дпя уменьшения массо-габаритных показателей источника меньше величины, необходимой для обеспечения рабочего режима задающего генератора, приводит к срыву генерации генератора.

Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является стабипизированный источник питания постоянного напряжения, содержащий включенные последовательно выпрямитель, низкочастотный фильтр, преобразователь постоянного напряжения в переменное с дополнительным выпрямителем, высокочастотный фильтр, к выходу которого подключены одним входом блок сравнения, другой Bxofl которого соединен с опорным источником, 3 7899 подключенный параллельно дополнительному выпрямителю через преобразователь постоянного напряжения в переменное, вольтодобавочный выпрямитель и цепь обра ной связи, состоящую из блока сравнения, управляемого блокинг-генератора, выход которого через блок синхронизации подключен к вольтодобавочному выпрямителю и преобразователю постоянного напря>кения в переменное I 2).

16

Однако стабилизация выходного напряжения источника осуществляется путем дискретного регулирования мощности, поступающей в нагрузку, что усложняет схему стабилизатора.

11ель изобретения — расширение функциональных возможностей, упрощение конструкции источника питания.

Поставленная цель достигается тем, что стабилизированный BcTî÷íèê постоянного напряжения, содержащий последовательно соединенные высоковольтный выпрямитель с зажимами для подключения к питающей сети, низкочастотный сглаживающий фильтр и проме>куточный преобразова- тель постоянного напряжения в переменное, выполненный на тиристорных ключах и трансформаторе, к Одной из вторичных обмоток которого подключен компенсационный стабилизатор напряжения, блок управления указанным преобразователем„ на вход которого подключен запускающий блок, состоящий из зарядного конденсатора, положительная обкладка которого соединена с дросселем> другой вывод которо- З го соединен с выпрямителем, подключенным к другой вторичной обмотке промежуточного преобразователя, снабжен ограничительным конденсатором и диодом„ катод которого подключен к точке соединения зарядного конденсатора и дросселя, а анод через ограничительный конденсатор соединен с входным зажимом высоковольтного выпрямителя, отрицательная обкладка зарядного конденсатора подключена к минусовому входу промежуточного преобразователя, сигнальный вход которого через блок управления связан с введенным блс»кинг-генератором, входом подключенного к выходу компенсационного стабилизатора.

На. чертеже представлена схема стабилизированного источника постоянного напряжения.

Источник состоит из последовательно включенных высоковольтных выпрямителя

1, низкочастотного фильтра 2, промежуточного преобразователя 3 постоянного напряжения в переменное, к одной из вторичных обмоток которого подключен ком84 4 пенсационный стабилизатор 4 напря>кения, запускающего блока 5, один вход которого через выпрямительные диоды 6 и 7 подключен к другой вторичной обмотке преобразователя 3 напря>кения, а второй вход запускающего блока 5 через ограничительный конденсатор 8 и выпрямительный диод

9 подключен к зажиму питающей сети переменного тока.

Катоды выпрямительных диодов 6 и 7 через дроссель фильтра 10 соединены с положительной обкладкой зарядного кон-, денсатора 11, отрицательная обкладка которого подключена к обшей точке соединения средней точки вторичной обмотки трансформатора преобразователя 3 напряжения и отрицательному выводу фильтра

2. Выход блока 5 соединен со входами питания блока 12 управления. К выходу стабилизатора 4 подключен вход управляемого блокинг-генератора 13, выход которого через блок 12 управления подключен к сигнальнОму входу промежуточного преобразователя 3 напряжения.

Компенсационный стабилизатор 4 состоит из силового выпрямителя 14, схе— мы 15 управления проходным транзистором 16.

Стабилизированный ис очник питания раработает следующим образом.

При включении питающей сети напряжения переменного тока поступает непосредственно на высоковольтный выпрямитель

1 и через ограничительный конденсатор

8 — на выпрямительный диод 9.

Низкочастотный фильтр 2, подключенный к выходу выпрямителя, сглаживает переменную составляющую до определенной величины.

Напряжение питающей сети, поступающее на анод выпрямительного диода 9, выпрямляется и сглаживается зарядным конденсатором 11. Сглаженное напряжение с конденсатора 11 поступает на входы питания блока 12 управления, Сглаженное напряжение, поступающее с фильтра 2 на силовой вход преобразователя 3 напряжения, преобразуется в напряжение переменного тока повышенной частоты. Частота переключения ключей преобразователя 3 напряжения прямо пропорциональна частоте управляющих импульсов, поступающих с блока 12 управления.

До поступления импульсов с выхода управляемого блокинг-генератора 13 блок 12 управления формирует управляющие импульсы с постоянной частотой (режим автогенератора) . Напряжение переменного тока повышенной частоты одной из вторич5 78 998 ных обмоток (силовой)трансформатора пре,образователя 3 поступает на вход компен .сационного стабилизатора 4 напряжения.

Падение напряжения, имеющееся на переходе коллектор-эмиттер транзистора 16, поступает на вход управляемого блоки««ггенератора 13, частота импульсов которого прямо пропорциональна величине входного напряжения (падению напря«кения на переходе коллектор-эмиттер), т.е. при из- !О менении (уменьшении) входного напряжения частота импульсов, поступающих на вход блока 12 управления, уменьшается, а при увеличении входного напряженпяувеличивается. С момента поступления им- « пульсов с выхода генератора 13 блок 12 управления формирует импульсы управления с частотой, пропорциональной частоте генератора 13.

Таким образом, переключение ключей О в преобразователе 3 в установившемся режиме происходит с частотой, пропорциональной частоте следования импульсов, поступающих с выхода генератора 13 (регулируемый преобразователь напряжения) .

Так как напряжение, поступающее через выпрямительные диоды 6 и 7 с преобразователя 3 и установившемся режиме больше (по величине) напряжения, поступающего через orраничитепьный конденса- >0 тор 8, диод 9 запирается и величина тока, протекающего через конденсатор 8, определяется током закрытого диода 9.

Частота переключения ключей преобразователя 3 во много раз превышает частоту напряжения питающей сети переменного тока, ее оптимальное значение определяется максимальным значением КПД всего стабилизированного источника постоянного напр яже ни я. 49

В таком исполнении схема и конструк— ция стабилизированного источника питания предельно упрощаются, КП,««всего источника по сравнению с источником с дискретным регулированием мощности несколько 45 уменьшается, но потери в транзисторе 16 предлагаемого источника минимум пьны и остаются на одном уровне как при колебаниях питающей сети, так и при регулировании выходного напряжения, нри этом обеспечивается плавное изменение выходного напряжения источника питания в требуемом диапазоне, При подключении стабилизированного источника постоянного напряжения в трех- 5 фазную сеть переменного тока (как с нулевым выводом, так и Gea него) однофазный двухполупериодный выпрямитель сети заменяется на трехфазный мостовой выпрямитепь; при этом обеспечивается максимальная эффективность миниатюризации вторичных источников питания.

Использование дискретного (импульсного) способа управления регулируемым преобразователем напряже««ия позволяет просто согласовать цепи управляющих электродов тиристорных ключей с линейными интегральными схемами, выпускаемыми в настоящее время промышленностью, что позволяет значительно повысить надежность схем управления силовыми тиристорными ключами и сократить мас» су и объем этих схем.

Формула изобрете нии

Стабилизированный источник постоянно го напряжения, содержащий последовательно соединенные высоковольтный выпрямитель с зажимами дпя подключения к питающей сети, низкочастотный сглаживающий фильтр и промежуточный преобразователь постоянного напряже«п«я в переменное> выпопненный на тиристорных ключах. и трансформаторе,,к одной из вторичных обмоток которого подключен компенсационный стабилизатор напряжения, блок управления указанным преобразователем, на вход которого подключен запускающий блок, состоящий из зарядного конденсатора, положительная обкладка которого соединена с дросселем, другой вывод которого соединен с выпрямителем, подключенным к другой вторичной обмотке промежуточного преобразователя, о т и и ч а ю щ и й— с я тем, что, с цепью расширения функциональных возможностей и уменьшения габаритов, источник снабжен ограничительным конденсатором и диодом, катод которого подключен к точке соединения зарядного конденсатора и дросселя, Ei анод через ограничительный конденсатор соединен с входным зажимом высоковольтного выпрямителя, отрицательная обкладка зарядного конденсатора подключена к минусовому входу промежуточного преобразователя, сигнальный вход которого через блок управления связан с введенным блокинг-генератором,входом подключенного к выходу компенсационно1о стабилизатора.

Источники информации, принятые во вниманию при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 547759, кл, Cj 05 В 1/64, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке % 2493102/24-07, кп. G 05 Е 1/64, 1977.

789984..Составитель В. Круглова

Редактор И. Черный Техред М.Табакощщ Корректор Г, Решетник

Заказ 9040/49 Тираж 956 . Подписнбе

ВНИЙПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент», г. Ужгород, ул, Проектная, 4