Джерело електроживлення імпульсного типу

Джерело елеісгроживлення імпульсного типу, що містить послідовно з'єднані протизавадний фільтр, вхід якого під'єднано до вводу мережі живлення, низькочастотний випрямляч, низькочасто тний згладжувальний фільтр, паралельні Nкаскади однотактних перетворювачів напруги з високочастотними трансформаторами, високочастотний випрямляч та високочастотний згладжувальний фільтр, вихід якого є виходом цього джерела, яке відрізняється тим, що в нього введено систему триканального зворотного зв'язку, виходи якої з'єднано з виводом встановлення частоти комутації однотактного перетворювача напруги кожного каскаду, а до першого, другого і третього входів системи під'єднано ВІДПОВІДНО ВВОД мережі, вихід цього джерела електроживлення імпульсного типу та акустоелектричний перетворювач Винахід стосується побудови джерел електроживлення імпульсного типу, які виходять за рамки побутової електроніки, тобто мають потужність понад 150Вт і перетворюють вхідну напругу мережі від 85 до 265В змінного струму в вихідну напругу постійного струму ВІДОМІ імпульсні джерела вторинного електроживлення основою яких є послідовно з'єднані протизавадний фільтр, низькочастотний випрямляч, низькочастотний згладжувальний фільтр, однотактний перетворювач напруги, високочастотний трансформатор, високочастотний випрямляч та високочастотний згладжувальний фільтр В яких дуже поширені однотактні перетворювачі напруги, що представлені на інтегральних схемах TOPSwitch, які містять в собі високовольтний польовий МОП-транзистор (MOSFET), драйвер для керування MOSFET, контролер шіротноімпульсної модуляції (ШІМ), 100-кГц генератор, схему захисту і ІНШІ модулі, які забезпечують ефективну роботу імпульсного джерела живлення ( див , наприклад, В Кессених, О Воробьев Преобразователи напряжения с TOPSwitch POWER INTEGRATIONS/CHIP NEWS, 1999, №9(42), с 21 23) Однак, такі імпульсні блоки живлення мають обмеження за потужністю, оскільки призначені для побутової техніки і не припускають потужності понад 150Вт живлення імпульсного типу, що містить послідовно з'єднані протизавадний фільтр, вхід якого під'єднано до вводу мережі живлення, низькочастотний випрямляч, низькочастотний згладжувальний фільтр, паралельні N-каскади однотактних перетворювачів напруги з високочастотними трансформаторами, вторинні обмотки яких об'єднані, високочастотний випрямляч та високочастотний згладжувальний фільтр, вихід якого є виходом цього джерела електроживлення Прототип ліквідує недолік, стосовно обмеження потужності, шляхом каскадуванням однотактних перетворювачів напруги, але це призводить до погіршення електромагнітної і електроакустичної сумісності та розширення спектрального составу завад в низькочастотній і високочастотній областях імпульсного джерела живлення, внаслідок відсутності синхронізації мікросхем TOPSwitch Тому в прототипі використовуються високовольтні ІШМ-контролери фірми STMicroelectromcs застосовуємі при побудові імпульсних блоків живлення від 5 до ЮОВт в діапазоні вхідних напруг від 85 до 265В мережі змінного струму (див , наприклад, М Тимофеев Высоковольтные ШИМ-контроллеры фирмы STMicroelectromcs/ CHIP NEWS, 2001, №3 (56), с 46 - 48) Ці мікросхеми мають в собі усі функції, необхідні для побудови імпульсного джерела живлення потужний МОП-транзистор, ШІМ-контролер, високовольтне коло запуску, кола компенсації та В якості прототипу обрано джерело електро 1 (О (О о ю захисту за струмом і температурою Однією із відмінностей мікросхем STMicroelectromcs від мікросхем TOPSwitch є наявність вивода, який дозволяє здійснювати керування частотою комутації перетворювача напруги за допомогою зовнішнього кола, а також дозволяє синхронізувати джерело живлення від зовнішнього джерела сигналу Але при каскадуванні однотактних перетворювачів напруги обмежена можливість забезпечення електромагнітної та електроакустичної сумісності джерела електроживлення В основу винаходу поставлено задачу удосконалити джерело електроживлення імпульсного типу шляхом введення системи триканального зворотного зв'язку, яка дозволить при збільшенні потужності джерела зберегти характерні для побутового імпульсного блоку живлення розміри та поліпшити електромагнітну і електроакустичну сумісності Поставлена задача вирішується тим, що у схему джерела електроживлення імпульсного типу, яка містить послідовно з'єднані протизавадний фільтр, вхід якого під'єднано до вводу мережі живлення, низькочастотний випрямляч, низькочастотний згладжувальнии фільтр, паралельні Nкаскади однотактних перетворювачів напруги з високочастотними трансформаторами, вторинні обмотки яких об'єднані ( що дозволяє збільшити потужність джерела ), високочастотний випрямляч та високочастотний згладжувальнии фільтр, вихід якого є виходом цього джерела, введено систему триканального зворотного зв'язку, виходи якої з'єднано з виводом встановлення частоти комутації однотактного перетворювача напруги кожного каскаду ( що дозволяє керувати частотою комутації окремо для кожного каскаду ), а до першого, другого і третього входів системи під'єднано ВІДПОВІДНО ввод мережі, вихід цього джерела електроживлення імпульсного типу та акустоелектричний перетворювач (що дозволяє обмежити погіршення електромагнітної і електроакустичної сумісності та розширення спектрального складу завад в низькочастотній і високочастотній областях) Таким чином за допомогою того, що в імпульсний блок електроживлення, створений шляхом каскадування, вводиться система триканального зворотного зв'язку, з'являється можливість контролювати ВИХІДНІ параметри джерела живлення, керуючі частотою комутації кожного каскаду На кресленні (Фіг) зображена структурна схема джерела електроживлення імпульсного типу, що містить послідовно з'єднані протизавадний фільтр - 1, вхід якого під'єднано до вводу мережі живлення (виконаний, наприклад, Г-подібною LCланкою на елементах дросель DI3 та конденсаторах типу КГГП), низькочастотний випрямляч - 2 (наприклад, місткового типу за схемою Греца на дюдній збірці типу КЦ405), низькочастотний згладжувальнии фільтр - 3 (наприклад, ємнісного типу на конденсаторах К50-35), однотактний перетворювач напруги - 4і (високовольтний ШІМ 50667 контролер фірми STMicroelectromcs ), високочастотний трансформатор - 5-і, високочастотний випрямляч - 6 (наприклад, однотактний на діодах типу КР2999) та високочастотний згладжувальнии фільтр - 7 (наприклад, ємнісний на конденсаторах К10-17), вихід якого є виходом цього джерела електроживлення імпульсного типу Паралельно однотактному перетворювачу напруги - 4і і високочастотному трансформатору - 5і під'єднано Nкаскадів, утворених однотактними перетворювачами напруги - 82 10п (виконані на тих же самих мікросхемах, що і - 4-і) і високочастотними трансформаторами - 9г 11 п, (вторинні обмотки яких об'єднані) Також на схемі зображена система триканального зворотного з'вязку - 12 ( виконана, наприклад, намікроконтролері типу МС68НС11), яка з'єднана з однотактним перетворювачем напруги кожного каскаду (4-і, 82 10п), а на перший, другий і третій вхід системи триканального зворотного зв'язку під'єднано ВІДПОВІДНО вхідну напругу мережі, вихідну напругу цього джерела електроживлення імпульсного типу та акустоелектричний перетворювач - 13 (наприклад, електретами мікрофон типуМК-16У) Функціонування схеми здійснюється наступним чином Протизавадний фільтр 1 є поділячем напруги, який обмежує завади мережі Низькочастотний випрямляч 2 перетворює змінний струм в постійний Низькочастотний згладжувальнии фільтр 3 обмежує пульсації випрямленої напруги Однотактний перетворювач напруги 4і перетворює сталу напругу в високочастотну змінну, а високочастотний трансформаторі 5і забезпечує гальванічне відокремлення та узгоджує рівні вихідної напруги Високочастотний випрямляч 6 перетворює високочастотну змінну напругу в постійну, а високочастотний згладжувальнии фільтр обмежує пульсації випрямленої високочастотної напруги Акустоелектричний перетворювач 13 перетворює акустичні завади від трансформаторів в електричний сигнал Система триканального зворотного зв'язку 12 становлює частоту комутації кожного однотактного перетворювача напруги Якщо ВХІДНІ кондуктивні завади перевищують встановлені рівні, то перший канал зворотного зв'язку забезпечує сигнал керування для ВІДПОВІДНОГО коригування частоти комутації, що змінює спектральні характеристики мережних кондуктивних завад Якщо ВИХІДНІ кондуктивні завади перевищують встановлені рівні, то другий канал зворотного зв'язку забезпечує сигнал керування для ВІДПОВІДНОГО коригування частоти комутації, що змінює спектральні характеристики вихідних кондуктивних завад Якщо акустичні завади перевищують встановлені рівні, то третій канал зворотного зв'язку забезпечує сигнал керування для ВІДПОВІДНОЇ коригування частоти комутації, що змінює спектральні характеристики акустичних завад 50667 4 т* 9 10 11 12 Фіг. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71