Пристрій електроживлення підсилювача потужності з двоканальним синхронним випрямлячем

Пристрій електроживлення підсилювача потужності з двоканальним синхронним випрямлячем, який містить силовий трансформатор з первинною та двома вторинними обмотками з середніми виводами, перший та другий транзистори синхронного випрямляча, згладжуючий LC-фільтр та основний компенсаційний стабілізатор постійної напруги, причому первинна обмотка трансформатора з'єднана з виводами для підключення напруги живлення, початок та кінець першої вторинної U 1 3 перший та другий транзистори синхронного випрямляча, згладжуючий LC фільтр та основний компенсаційний стабілізатор постійної напруги, причому первинна обмотка трансформатора сполучена з виводами для підключення напруги живлення, початок та кінець першої вторинної обмотки через силові переходи першого та другого транзисторів синхронного випрямляча з'єднані з загальною шиною, її середній вивід через LC фільтр та основний компенсаційний стабілізатор постійної напруги сполучений з першим вихідним виводом для підключення силового ланцюга підсилювача потужності, а початок та кінець другої вторинної обмотки з'єднані відповідно з базами другого та першого транзисторів синхронного випрямляча. Даний пристрій електроживлення підсилювача потужності володіє достатньо високим ККД за рахунок малого падіння напруги на силових переходах першого та другого транзисторів та відповідно малої величини потужності втрат на синхронному випрямлячі. Однак суттєвими недоліками пристрою електроживлення є вузька функціональна спроможність, оскільки на його виході формується тільки одна вихідна напруга однієї полярності, що не може забезпечити нормальну роботу підсилювача потужності, а також недостатньо високий ККД синхронного випрямляча, що не дозволяє одержати малу величину потужності втрат пристрою в цілому. В основу корисної моделі поставлена задача шляхом формування другої вихідної напруги протилежної полярності без застосування додаткових вторинної обмотки силового трансформатора та випрямляча суттєво розширити функціональну спроможність пристрою та підвищити його ККД, тобто створити високоефективний пристрій електроживлення підсилювача потужності з двоканальним синхронним випрямлячем. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрій електроживлення підсилювача потужності з двоканальним синхронним випрямлячем, який містить силовий трансформатор з первинною та двома вторинними обмотками з середніми виводами, перший та другий транзистори синхронного випрямляча, згладжуючий LC фільтр та основний компенсаційний стабілізатор постійної напруги, причому первинна обмотка трансформатора сполучена з виводами для підключення напруги живлення, початок та кінець першої вторинної обмотки через силові переходи першого та другого транзисторів синхронного випрямляча з'єднані з загальною шиною, її середній вивід через LC фільтр та основний компенсаційний стабілізатор постійної напруги сполучений з першим вихідним виводом для підключення силового ланцюга підсилювача потужності, а початок та кінець другої вторинної обмотки з'єднані відповідно з базами другого та першого транзисторів синхронного випрямляча згідно корисної моделі, додатково введені згладжуючий конденсатор, що ввімкнений поміж середнім виводом другої вторинної обмотки та загальною шиною, і додатковий компенсаційний стабілізатор постійної напруги, вхідний вивід якого з'єднаний з середнім виводом другої вторинної 29736 4 обмотки трансформатора, загальний вивід сполучений з загальною шиною, а вихідний вивід сполучений з другим вихідним виводом для підключення додаткового ланцюга підсилювача потужності протилежної полярності. На кресленні показана електрична схема запропонованого пристрою електроживлення підсилювача потужності з двоканальним синхронним випрямлячем. Запропонований пристрій електроживлення підсилювача потужності з двоканальним синхронним випрямлячем містить в собі виводи 1, 2 для підключення напруги живлення, перший вихідний вивід 3 для підключення силового ланцюга 31 підсилювача потужності, загальну шину 4, другий вихідний вивід 5 для підключення додаткового ланцюга 51 підсилювача потужності, силовий трансформатор 6 з первинною обмоткою 7, першою 8 та другою 9 вторинними обмотками, початки яких позначені крапкою, двоканальний синхронний випрямляч 10, виконаний на першому 11 та другому 12 транзисторах, згладжуючий LC фільтр 13, основний компенсаційний стабілізатор постійної напруги 14 з вхідним 15, вихідним 16 та загальним 17 виводами, згладжуючий конденсатор 18, а також додатковий компенсаційний стабілізатор постійної напруги 19 з вхідним 20, вихідним 21 та загальним 22 виводами. Силовий 31 та додатковий 51 ланцюги показані умовно для пояснення роботи запропонованого пристрою електроживлення підсилювача потужності з двоканальним синхронним випрямлячем. Первинна обмотка 7 силового трансформатора 6 сполучена з виводами і, 2 для підключення напруги живлення, початок та кінець першої вторинної обмотки 8 через силові переходи першого 11 та другого 12 транзисторів синхронного випрямляча 10 з'єднані з загальною шиною 4, її середній вивід через LC фільтр 13 та вхідний 15 і вихідний 16 виводи основного компенсаційного стабілізатора постійної напруги 14 сполучений з першим вихідним виводом 3 для підключення силового ланцюга 31 підсилювача потужності. Загальний вивід 17 основного компенсаційного стабілізатора постійної напруги 14 з'єднаний з загальною шиною 4. Згладжуючий конденсатор 18 ввімкнений поміж середнім виводом другої вторинної обмотки 9 силового трансформатора 6 та загальною шиною 4. Середній вивід другою вторинної обмотки 9 через вхідний 20 та вихідний 21 виводи додаткового компенсаційного стабілізатора постійної напруги 19 сполучений з другим вихідним виводом 5 для підключення додаткового ланцюга 51 підсилювача потужності. Загальний вивід 22 додаткового компенсаційного стабілізатора постійної напруги 19 підключений до загальною шини 4. Початок та кінець другої вторинної обмотки 9 силового трансформатора 6 з'єднані, відповідно, з базами другого 12 та першого 11 транзисторів синхронного випрямляча 10. Запропонований пристрій електроживлення підсилювача потужності з двоканальним синхронним випрямлячем працює наступним чином. В кожний півперіод працюють перший 11 або другий 12 транзистори синхронного випрямляча 10. Коли 5 з першої вторинної обмотки 8 на силовий перехід емітер-база одного з транзисторів 11, 12 синхронного випрямляча 10.надходить напруга відкривання, під дією напруги другої вторинної обмотки 9 перехід база-колектор цього транзистора зміщується в прямому напрямку, що забезпечує режим його насичення. При цьому падіння напруги на силовому переході емітер-база транзистора 11 або 12 досягає мінімальної величини, потужність втрат досить мала. Суть запропонованого технічного рішення полягає в наступному. В той період, коли з вторинної обмотки 8 силового трансформатора 6 на емітер першого транзистора 11 надходить напруга для відкривання першого транзистора 11, його базаколекторний перехід зміщується в прямому напрямку за допомогою струму, що протікає по ланцюгу: середній вивід другою вторинної обмотки 9, перехід вхідний вивід 20 - вихідний вивід 21 додаткового компенсаційного стабілізатора постійної напруги 19, вивід 5 для підключення додаткового ланцюга 51 підсилювача потужності, додатковий ланцюг 51 підсилювача потужності, перехід колектор-база першого транзистора 11, кінець другою вторинної обмотки 9. В той період, коли з вторинної обмотки 8 силового трансформатора 6 на емітер другого транзистора 12 надходить напруга для відкривання другого транзистора 12, його базаколекторний перехід зміщується в прямому напрямку за допомогою струму, що протікає по ланцюгу: середній вивід другою вторинної обмотки 9, перехід вхідний вивід 20 - вихідний вивід 21 додаткового компенсаційного стабілізатора постійної напруги 19, вивід 5 для підключення додаткового ланцюга 51 підсилювача потужності, додатковий ланцюг 51 підсилювача потужності, перехід колектор-база другого транзистора 12, початок другою вторинної обмотки 9. В результаті під час першого та другого півперіодів силові переходи емітер-база першого 11 та другого 12 транзисторів двоканального синхронного випрямляча 10, знаходяться в режимі глибокого насичення, що забезпечує дуже малу величину падіння напруги та малу потужність втрат на двоканальному синхронному випрямлячеві 10. Напруга, що випрямляється за допомогою силових переходів емітер - колектор першого 11 та другого 12 транзисторів двоканального синхронного випрямляча 10, далі огладжується при посередництві згладжуючого LC фільтр 13, стабілізується за допомогою потужного основного компенсаційного стабілізатора постійної напруги 14 та надходить до першого вихідного виводу 3 для живлення стабільною напругою однієї полярності силового ланцюга 31 підсилювача потужності. Одночасно напруга, що випрямляється за допомогою переходів колектор-база першого 11 та другого 12 транзисторів двоканального синхронного випрямляча 10, згладжується за допомогою згладжуючого конден 29736 6 сатор 18 та через додатковий компенсаційний стабілізатор постійної напруги 19 надходить до другого вихідного виводу 5 для живлення стабільною напругою другої полярності додаткового ланцюга 51 підсилювача потужності. Таким чином одержаний пристрій електроживлення, в якому при наявності тільки одного синхронного випрямляча 10 забезпечується формування двох різнополярних вихідних напруг, що необхідні для живлення ланцюгів підсилювача потужності: силового ланцюга 31 та додаткового ланцюга 51. При цьому друга вторинна обмотка 9 силового трансформатора 6 створює додатковий ланцюг 51 живлення підсилювача потужності, а струм додаткового ланцюга 51 зміщує переходи колектор-база першого 11 та другого 12 транзисторів синхронного випрямляча 10 в прямому напрямку, що забезпечує одержання малого падіння напруги на їх силових переходах емітер-база та малої величини потужності втрат на синхронному випрямлячеві 10. В результаті суттєво розширюється функціональна спроможність пристрою електроживлення та підвищується його ККД. Крім цього запропонований пристрій електроживлення підсилювача потужності з двоканальним синхронним випрямлячем має додаткову позитивну якість. Вона полягає в наступному. У разі зникнення вихідної напруги додаткового ланцюга 51 підсилювача потужності з причин розриву ланцюга або спрацювання вузла захисту від коротких замкнень додаткового компенсаційного стабілізатора постійної напруги 19, струм в ланцюгу 51 підсилювача потужності зменшується до нульового значення, тобто зменшується до нульового значення струм позитивного зміщення переходів колектор-база першого 11 та другого 12 транзисторів двоканального синхронного випрямляча 10. В результаті закриваються перший 11 та другий 12 транзистори двоканального синхронного випрямляча 10, падіння напруг на їх силових переходах емітер-колектор суттєво збільшується, що призводить до автоматичного відключення силового ланцюга 31 підсилювача потужності. Тобто в запропонованому пристрої автоматично задовольняється основна вимога, яка повинна виконуватись при живленні підсилювача потужності: при зниканні вихідної напруги додаткового ланцюга 51 однієї полярності повинна і зникати вихідна напруга силового ланцюга 31 протилежної полярності. Експериментальні досліди показали роботоздатність та позитивні якості запропонованого пристрою електроживлення підсилювача потужності з двоканальним синхронним випрямлячем. В пристрої електроживлення підсилювача потужності з вихідними каналами +12В 10А та -5В 1А застосований один синхронний випрямляч, виконується автоматичне вимкнення силового каналу +12В 10А при аварійному зникненні струму в ланцюгу каналу -5В 1А, ККД підвищений з 55% до 70%. 7 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 29736 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601