SU1101801A1 - Стабилизированный источник питани - Google Patents

Description

00

о

Фи1. 1 Изобретение относитс  к электро техника и может быть использовано в устройствах питани  низковольтно аппаратуры. Известен стабилизированный исто ник питани , содержащий преобразователь напр жени  (трансформатор При переменном входном напр жении и инвертор при посто нном входном напр жении), выпр митель, фильтр и линейный стабилизатор напр жени  Недостатком этого источника  вл етс  низкий кпд, так как вс  выход на  мощность проходит через линейн стабилизатор напр жени . Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  стабилизированный источник питани  который содержит последовательно Соединенные первичный регул тор напр жени  с управл ющим входом, преобразователь напр жени , выпр митель , фильтр и линейный стабилиз;атор напр жени . Причем управл ющий вход первичного регул тора напр жени  подключен к входу и выход регулирующего элемента линейного стабилизатора напр жени  2}. В р де случаев преобразователь напр жени  раздел ют на р д преобразовательных  чеек. В этом устрой первичный регул тор напр жени с высоким КПД поддерживает посто н ное падение напр жени  на регулирующем элементе линейного стабилизатора напр жени . Однако вс  выходна  мощность источника проходит через линейный стабилизатор. Недостатком устройства  вл етс  низкий КПД„ Кроме того, св зь регу лирующих элементов входной и выходной цепей создает трудности в обеспечении гальванического раздел ни  этих цепей. Цель изобретени  - повышение КПД стабилизированного источника питааип и гальваническое разделение входных и выходных цепей. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в стабилизированный источник питани , содержащий первичный регул тор напр жени  с управл квдим входом, вход которого  вл етс  входом источника, последовательно соединенные преобразователь напр же ни , выпр митель, фильтр и линейный стабилизатор найр жени , выход кото рого соединен с выходом источника, введены последовательно соединенные дополнительные преобразователь напр жени , выпр митель и фильтр, при чем входы основного и дополнительно преобразователей напр жени  соедине последовательно и подключены к выходу первичного регул тора напр жени  , управл ющий вход которого соед нен с входом основного преобразовател  напр жени , а выход дополнител ного фильтра соединен с выходом устройства. На фиг. 1 приведена функциональна  схема источника питани ; на фиг. 2 - функциональна  схема варианта источника питани  при переменном входном напр жении; на фиг. 3 и 4 то же, с  чеечной структурой; на фиг. 5 - то же, с совмещением преобразовани  и регулировани  напр жени . Стабилизированный источник питани  (фиг. 1/ содержит первичный регул тор 1 напр жени , вход которого  вл етс  входом источника питани , последовательно соединенные дополнительные преобразователь 2 напр жени , выпр митель 3 и фильтр 4, также последовательно соединенные основные преобразователь 5 напр жени , выпр митель 6, фильтр 7 и линей, ный стабилизатор 8, выход которого  вл етс  выходом устройства. Входы основного 5 и дополнительного 2 преобразователей Напр жени  соединены последовательно и подключены к- выходу первичного регул тора 1 напр жени . Управл ющий вход первичного регул тора 1 соединен с входом преобразовател  5 напр жени . Выход фильтра 4 соединен с выходом устройства . При переменном входном напр жении повышенной частоты (фиг. 2} первичный регул тор напр жени  выполн ют на магнитном усилителе 9, а в качестве преобразователей 2 и 5 напр жени  используют трансформаторы 10 и 11 соответственно. При посто нном входном напр жении и  чеечной структуре преобразовател  (фиг. 31 стабилизированный источник питани  содержит первичный ключевой регул тор 12 напр жени , линейный стабилизатор 8 напр жени , выход которого  вл етс  выходом устройства, К преобразовательных  чеек 13, кажда  из которых содержит последовательно соединенные инвертор 14, выпр митель 3 и фильтр 4. Входы преобразовательных  чеек соединены последовательно и подключены к выходу первичного регул тора 12 напр жени . Управл ющий вход регул тора 12 соединен с входом М-й преобразовательной  чейки13 , с выходом которой соединен вход линейного стабилизатора 8. Выходы {М-1) -ой преобразовательной  чейки 13 соединены параллельно и подключены к выходу устройства. Так как от  чейки 13, соединенной со стабилизатором 8,требуетс  повьаиенное выходное напр жение дл  компенсации падени  напр жени  на стабилизаторе 8, с целью унификации элементной базы стабилизированного источника питани  выходы М-й и (М-1) -ой преобразовательных  чеек

13 соедин ют последовательно и подключают к входу линейного стабилизатора 8 напр жени  (фиг. 41 ..

При высоких входных напр жени х ключевой регул тор получаетс  громоздким. Поэтому его совмещают с преобразовательными  чейками. Этот вариант стабилизированного источника питани  (фиг. 5) содержит М преобразовательных  чеек 13, линейный стабилизатор 8 напр жени  и широтно-импульсный модул тор 15. Входы преобразовательных  чеек 13 соединены последовательно и подключены к входу устройства. Вход линейного стабилизатора 8 подключен к выходу М-й преобразовательной  чейки 13, а выход  вл етс  выходом устройства. Выходы {М-11 -и преобразовательной  чейки 13 соединены параллельно и подключены к выходу устройства. Управл ющие входы инверторов 14(м-1)-ой преобразовательной  чейки 13 соединены через широтноимпульсный модул тор 15 с управл ющим выходом инвертора 14 М-й преобразовательной  чейки 13. Управл ющий вход модул тора 15 соединен с входом преобразовательной М-й  чейки 13.

Стабилизированный источник питани  (фиг. 1) работает следующим образом.

Входное напр жение поступает на первичный регул тор 1. Его выходное напр жение распредел етс  между входами основного 5 и дополнительного 2 преобразователей напр жени . Входные токи преобразователей 2 и 5 и выходные напр жени  дополнительного фильтра 4 и линейного стабилизатора 8 напр жеки  равны.

Поэтому выходное напр жение регул тора 1 распредел етс  на входах преобразователей 2 и 5 пропорционально их выходным напр жени  и обратно пропорционально их коэффициентам передачи, а изменение падени  напр жени  на линейном ст.абилиэаторе 8 вызывает изменение входного напр жени  преобразовател  5 того же знака. Первичный регул тор 1 настроен на поддержание Посто нным входного напр жени  преобразовател  5. Поэтому, если по какойлибо причине выходное напр жение источника превышает номинальное,то регулирующий элемент линейного стабилизатора 8 начинает закрыватьс , возрастают падение напр жени  на нем и входное напр жение преобразовател  5, уменьшаетс  выходное напр жение регул тора 1 так, что входное напр жение преобразовател 

5 снова равно номинальному значению, следовательно уменьшаетс  входное напр жение преобразовател  2, коэффициент передачи которого неизменен , и уменьшаетс  до номинального значени  выходное напр жение источника питани . Аналогичные процессы происход т при понижении выходного напр жени .

В виду того, что в предлагаемом

0 источнике питани  через линейный стабилизатор 8 проходит только часть выходного тока, то его КПД выше, чем у известного. Измен   соотношение коэффициентов передачи

5 дополнительного 2 и основного 5 преобразователей напр жени , можно мен ть долю выходного тока, проход щую через линейный стабилизатор 8.

Аналогично работают и варианты источника питани  с переменным

0 входным напр жением {фиг. 21 и с  чеечной стуктурой преобразовател  напр жени  (фиг. 3 и 4). Применение трансформаторов 10 и 11 в качестве преобразователей 2 и 5 напр жени 

5 и магнитного усилител  9 в качестве регулирующего элемента предварительного регул тора 1 при переменном входном напр жении повыш.енной частоты позвол ют при малых габаритах

0 и высоком КПД получить и минимальный уровень создаваемых источником помех (фиг. 21 . Ячеечна  структура преобразовател  напр жени  (фиг. 3) позвол ет выполн ть  чейки низко5 вольтными (хот  и высокопотенциальными ), что уменьшает габариты, массу и повышает надежность источника. Введение сдвига по фазе между моментами коммутации инверторов 14 преобразовательных  чеек 13 снижает пуль0 сацию выходного напр жени  источников .

При совмещении преобразовани  и первичного регулировани  напр жени  (фиг. 5), последнее осуществл етс 

5 изменением коэффициента передачи преобразовательных  чеек 13 за счет введени  паузы при переключении инверторов 14 или между пачками импульсов , создаваемой широтно-импульс0 ным модул тором 15. Удлинение этой паузы уменьшает коэффициенты передачи  чеек 13 и аналогично уменьшению коэффициента передачи первичного регул тора 1.

5

Предлагаемое изобретение повышает КПД стабилизированного источника питани  при гальваническом разделе НИИ входных и выходных цепей, что позвол ет увеличить надежность, сни0 зить массу, габариты и энергопотребление этих и тчников.

Claims (1)

1. СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ, содержащий первичный регулятор напряжения с управляющим входом, вход которого является входом · источника, последовательно соединенные преобразователь напряжения, вы-. прямитель, фильтр и линейный стабилизатор напряжения, выход которого соединен с выходом источника, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и гальванического разделен-ия входных и выходных цепей, в него введены последовательно соединенные дополнительные преобразователь напряжения, выпрямитель и фильтр, причем входы основного и дополнительного преобразователей напряжения соединены последовательно и подключены к выходу первичного регулятора напряжения, управляющий вход которого соединен с входом ' основного преобразователя напряжения, а выход дополнительного фильтра соединен с выходом источника.

   Bbtx' фиг. 1