Джерело живлення з імпульсним перетворенням енергії

1. Джерело живлення з імпульсним перетворенням енергії, що містить вхідні й вихідні виводи для підключення, відповідно, до живильної мережі змінного струму та навантаження, контактор, конденсатори, тиристор і діоди, а також містить два резистори, імпульсний трансформатор з первинною і вторинною обмотками, випрямляч, накопичувальний конденсатор, яке відрізняється тим, що додатково містить блок керування, що з'єднаний з контактором, виходи якого з'єднані з тиристорним мостом, з'єднаним з фільтром, утвореним дроселем і конденсаторами, а також транзисторами, які утворюють три напівмости, виходи яких U 1 3 47146 4 Анод регулюючої лампи з'єднаний з позитиввихідної напруг, вихідні виводи якого підключені до ним полюсом високовольтного випрямляча, а канавантаження. Анод стабілітрона через перший тод з позитивним полюсом навантаження, позитирезистор з'єднаний з керуючим електродом тирисвний полюс підсилювача постійного струму тора, анод якого через другий резистор підключез'єднаний із сіткою регулюючої лампи через резисний до бази транзистора, емітером з'єднаного з тор, а з катодом регулюючої лампи - через випряпозитивним входом перетворювача. мляч і резистор, позитивний полюс джерела опорТаким чином, у відомому технічному рішенні ної напруги з'єднаний з катодом лампи ППС забезпечується пуск імпульсного перетворювача (підсилювача постійного струму), а негативний постійної напруги джерела вторинного електрожиполюс - із загальною шиною, позитивний полюс влення при мінімально необхідній ємності вхідного дільника напруги з'єднаний з катодом регулюючої конденсатора, ємність якого визначає масогабарилампи, негативний полюс з'єднаний із загальною тні та економічні характеристики пристрою. Це дає шиною, а середня крапка - із сіткою лампи ППС, можливість з однієї сторони зменшити масу та низьковольтне джерело постійного струму позитиоб'єм джерела електроживлення, з іншого боку вним полюсом з'єднаний з резистором у ланцюзі знизити його вартість. Однак одержати стабілізаанода лампи ППС, а негативним полюсом з'єднацію аналоговим процесом (способом) вдається ний з катодом регулюючої лампи, резистор вклювикористовуючи симісторні схеми керування, що чений послідовно між анодом вихідної лампи і сітвимагає підвищення габаритної потужності транскою регулюючої лампи, паралельно резистору форматора, що розв'язує, і тим самим зменшує включений емітерний перехід транзистора, і у звокоефіцієнт корисної дії (ККД) системи. Відоме джеротному напрямку захисний діод, колектор транзирело вторинного електроживлення також не застора через резистор з'єднаний з позитивним побезпечує_регулювання вихідної потужності у люсом низьковольтного джерела постійного всьому діапазоні навантажень. струму. Найбільш близьким за технічною сутністю та Відоме стабілізоване джерело живлення зарезультатом, що досягається, щодо запропоновабезпечує роботу регулюючої лампи при позитивної корисної моделі, є джерело живлення з імпульному потенціалі на сітці, а інші додаткові елементи сним перетворенням енергії [Патент Российской схеми - забезпечують універсальність режиму роФедерации № 2014716 С1, МКИ6 Н 02 М 7/12, даботи (як при негативному, так і при позитивному та подачи 15.10.1990, дата публикации 15.06.1994 потенціалах на сітці). Проте відоме стабілізоване г.], що містить вхідні й вихідні виводи для підклюджерело живлення не забезпечує регулювання чення відповідно до живильній мережі змінного вихідної потужності у всьому діапазоні навантаструму й навантаження, накопичувальний конденжень. сатор, два вентилі, у якості першого з яких викориТакож відоме джерело вторинного електрожистаний тиристор, і імпульсний трансформатор з влення [Патент Российской Федерации № 2123755 первинною й вторинною обмотками, причому анод С1, МКИ6 Н 02 М 7/155, Н 02 М 7/217, дата подачи тиристора й катод другого вентиля (тиристора) 12.03.1997 г., дата публикации 20.12.1998 г.], що об'єднані в загальну крапку, один вивід первинної містить перетворювач постійної напруги, стабілітобмотки імпульсного трансформатора з'єднаний з рон, два резистори, транзистор, тиристор, а також анодом другого вентиля та з першим вхідним видіодний міст, вхідні виводи якого через вхідний водом, а вторинна обмотка імпульсного трансфоконденсатор з'єднані з мережею змінної напруги, рматора через випрямляч з'єднана з вихідними позитивний вихідний вивід діодного мосту підклювиводами, а також містить два діоди й два резисчений до першого виводу фільтруючого конденсатори, перший з яких включений між другим вхідтора, а негативний - до другого виводу фільтруюним виводом і анодом першого діода, катод якого чого конденсатора, катоду тиристора та підключений до загальної крапки з'єднання зазнанегативному вхідному виводу перетворювача посчених тиристора й вентиля й через накопичувальтійної напруги. При цьому з позитивним вихідним ний конденсатор - до іншого виводу первинної виводом діодного мосту з'єднаний емітер транзисобмотки імпульсного трансформатора, а другий тора, в якості котрого застосований транзистор pрезистор включений між другим вхідним виводом і n-р типу, і катод стабілітрона, анод якого через загальною крапкою з'єднання катода тиристора з перший резистор підключений до керуючого елеканодом другого діода, катод якого з'єднаний з кетрода тиристора, анодом через другий резистор руючим електродом тиристора, з анодом вентиля, з'єднаного з базою транзистора, колектор якого у якості якого використаний діод, і з першим вхідпідключений до позитивного вхідного виводу переним виводом. творювача постійної напруги, вихідні виводи якого Для випрямлення змінної напруги використопризначені для підключення до навантаження. вується діод. Резистор обмежує струм у ланцюзі Джерело містить діодний міст, вхідні виводи заряду накопичувального конденсатора. Послідоякого через вхідний конденсатор підключені до вно з конденсатором включена первинна обмотка мережі змінної напруги. Позитивний вихідний вивід імпульсного трансформатора. Діод забезпечує мосту підключений до першого виводу фільтруюможливість коливального розряду конденсатора. чого конденсатора, катоду стабілітрона і до емітеПослідовно з тиристором включений діод. Для ра транзистора провідності p-n-р типу. Негативний обмеження струму при подачі на діод зворотної вихідний вивід мосту з'єднаний із другим виводом напруги в другу половину періоду включений резиконденсатора, з катодом тиристора і з негативним стор. вхідним виводом імпульсного перетворювача посНапруга на вторинній обмотці імпульсного тійної напруги з електричною ізоляцією вхідної й трансформатора випрямлюється з використанням 5 47146 6 схеми потроєння напруги та високовольтних діодів шунти, перший з яких установлений між конденсаконденсаторів. Резистор обмежує струм короткого торами, другий - між резисторним дільником і визамикання на вихідних виводах пристрою. Неонохідними виводами, при цьому шунти можуть бути ва лампа і резистор, що обмежує струм, забезпез'єднані з блоком керування. чують світлову візуальну індикацію включення Джерело живлення з імпульсним перетворенпристрою в мережу змінного струму. Для зменням енергії, що заявляється, забезпечує регулюшення перешкод через мережу змінного струму вання вихідної потужності у всьому діапазоні навикористані захисні прохідні конденсатори. Плаввантажень, що дає значне підвищення ККД і кий запобіжник захищає мережу від коротких заминадійності джерела живлення. кань усередині пристрою. Тумблер (контактор) Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю служить для включення пристрою в мережу змінсуттєвих ознак та технічним результатом, що доного струму. сягається, полягає в наступному. Отже джерело живлення з імпульсним перетВведення в схему джерела блоку керування воренням енергії, обране як прототип, забезпечує дозволяє, не змінюючи конфігурації силової елексталість енергії, запасеної в накопичувальному тричної схеми, вільно вводити нові режими й різні конденсаторі за рахунок того, що накопичувальний алгоритми зворотних зв'язків. конденсатор заряджається від мережі змінного Введення в схему джерела тиристорного мосструму в першу половину періоду до амплітудного ту дозволяє здійснювати плавний заряд конденсазначення напруги і автоматично розряджається на торів постійної ланки, уникнути струмового переімпульсний трансформатор у другу половину перівантаження і забезпечити швидке відключення від оду. живильної мережі при аварійних ситуаціях. Проте відоме джерело живлення не забезпеВведення в джерело випрямляча з послідовно чує регулювання вихідної потужності у всьому діаз'єднаних діодів, що утворюють діодний міст, випазоні навантажень і має низьке значення вихідноходи якого з'єднані з вихідними виводами, дозвого струму. ляє зменшити рівень пульсацій вихідної напруги. В основу корисної моделі, що заявляється, поВведення в джерело трьох імпульсних трансставлена задача вдосконалення джерела живленформаторів, у яких первинні обмотки включені за ня з імпульсним перетворенням енергії, у якому схемою «трикутник», а вторинні обмотки підклюшляхом введення додаткових конструктивних чені за схемою «зірка», дозволяє підвищити вихіделементів і з'єднань, застосування нової елементну напругу та зменшити масу і габарити виробу. ної бази силових модулів і з'єднання відомих з Установка резисторного дільника резисторнораціональною конфігурацією, дозволило б забезго дільника паралельно вихідним виводам, інфорпечити регулювання вихідної потужності у всьому маційно з'єднаного з блоком керування, забезпедіапазоні навантажень, що дало б значне підвичує стабілізацію вихідної напруги при зміні щення коефіцієнта корисної дії та надійності джепараметрів навантаження. рела живлення в цілому, а також дозволило б Установка двох шунтів, інформаційно з'єдназменшити масу й габарити виробу. них з блоком керування, дозволяє контролювати Поставлена задача досягається тим, що джевхідний струм джерелом живлення, забезпечувати рело живлення з імпульсним перетворенням енеррежим стабілізації вихідного струму джерела живгії, що містить вхідні й вихідні виводи для підклюлення і захист при аварійному стані та перевантачення, відповідно, до живильної мережі змінного женні. струму та навантаження, контактор, конденсатори, Конструкція пристрою пояснюється схемою. тиристор і діоди, а також містить два резистори, На фіг. зображена загальна схема джерела імпульсний трансформатор з первинною і вторинживлення з імпульсним перетворенням енергії. ною обмотками, випрямляч, накопичувальний конДжерело живлення з імпульсним перетворенденсатор, відповідно до корисної моделі, додатконям енергії містить блок керування 1, який з'єднаво містить блок керування, що з'єднаний з ний з пультом керування 2 і контактором 3. Контаконтактором, виходи якого з'єднані з тиристорним ктор 3 з'єднаний з вхідними виводами 4 і з мостом, з'єднаним з фільтром, утвореним дросетиристорним мостом 5, що складається з 6 тирислем і конденсаторами, а також транзисторами, які торів 6. Фільтр 7, утворений дроселем 8 і конденутворюють три напівмости, виходи яких з'єднані з саторами 9 і 10, з'єднаний з транзисторами 11, які первинними обмотками трьох імпульсних трансутворюють три напівмости 12. Виходи транзистоформаторів, включених за схемою «трикутник», а рів 11 з'єднані з первинними обмотками 13 трьох вторинні обмотки трансформаторів підключені за імпульсних трансформаторів 14, включених за схемою «зірка», до того ж виходи трансформатосхемою «трикутник», а вторинні обмотки 15 транрів підключені до входів випрямляча з послідовно сформаторів 14 підключені за схемою «зірка». До з'єднаних діодів, що утворюють діодний міст, витого ж виходи трансформаторів 14 підключені до ходи якого з'єднані з вихідними виводами, при входів випрямляча 16, що складається з послідовцьому блок керування з'єднаний двонаправленою но з'єднаних діодів 17, що утворюють діодний міст лінією зв'язку з тиристорами та транзисторами. 18, виходи якого з'єднані з вихідними виводами 19. Джерело живлення з імпульсним перетворенПри цьому блок керування 1 з'єднаний двонаправням енергії може додатково містити резисторний леною лінією зв'язку з тиристорами 6 і транзистодільник, з'єднаний з блоком керування, а також рами 11. приєднаний паралельно вихідним виводам. Резисторний дільник 20 може бути, у варіанті До того ж джерело живлення з імпульсним певиконання, з'єднаний із блоком керування 1, а таретворенням енергії може додатково містити 2 7 47146 8 кож приєднаний паралельно до вихідних виводів ються первинні обмотки 13 трансформаторів 14, 19. що включені за схемою «трикутник». Вторинні обДо того ж, у варіанті виконання, шунт 21 устамотки 15 трансформаторів 14 підключені за схеновлений між конденсаторами 9 і 10, а шунт 22 мою «зірка», що забезпечує підвищення вихідної установлений між резисторним дільником 20 і винапруги і дозволяє зменшити масу й габарити вихідними виводами 19 і, може бути, з'єднаний із робу. Трансформатори 14 виконані кожний зі своблоком керування 1. єю магнітною системою. Джерело живлення з імпульсним перетворенВиходи трансформаторів 14 підключені до ням енергії працює наступним чином. входів випрямляча 16, який складається з посліВід вхідних виводів 4 вхідна змінна напруга, довно з'єднаних діодів 17, що утворюють діодний наприклад, 380 В подається на вхід контактора 3, міст 18, з виходу якого вихідна напруга подається котрий включається блоком керування 1 по команна резисторний дільник 20. Цей зворотний зв'язок ді від пульта керування 2. Після включення контакнеобхідний для роботи блоку керування 1, котрий тора 2 вхідна напруга надходить на тиристорний здійснює стабілізацію вихідної напруги при зміні міст 5, що складається з 6 тиристорів 6. Керування навантаження. тиристорним мостом 5 здійснює блок керування 1, Вихідний струм джерела живлення контролюзабезпечуючи плавне наростання напруги на конється блоком керування 1 безпосередньо на шунті денсаторах 9 і 10 перед початком роботи джерела. 22. Це струм, споживаний навантаженням, його Це дозволяє уникнути струмового перевантаження значення також надходить у блок керування 1 для по вхідним виводам 4 джерела живлення. Дросель формування режиму стабілізації вихідного струму 8 і конденсатори 9 і 10 утворюють фільтр 7, що джерела живлення. блокує проникнення високочастотних перешкод Блок керування 1, при використанні процесу від джерела живлення до вхідних виводів 4. Блок який зрушує фази, формує режим квазірезонансу, керування 1 контролює величину споживаного що дає підвищення ККД джерела живлення, зместруму джерелом живлення на шунті 21, що доншуючи втрати на нагрівання та знижуючи електзволяє визначати аварійний стан при перевантаромагнітні перешкоди. женні та при необхідності забезпечити захисне Використання запропонованого джерела живобмеження по струму або відключення джерела лення дозволяє забезпечити регулювання вихідної від вхідних виводів 4, що також дозволяє уникнути потужності у всьому діапазоні навантажень, підструмового перевантаження при виникненні будьвищити вихідну напругу, а також зменшити масу й яких аварійних ситуацій. габарити виробу, при цьому підвищити ККД і наПісля заряду конденсаторів 10, 11 керуючі імдійність джерела в цілому, а при живленні, наприпульси від блоку керування 1 подаються на транклад, магнетронів у системі генераторів НВЧ енерзистори 11, які утворюють три напівмости 12 для гії збільшити термін служби дорогих одержання високочастотної трьох фазної вихідної електровакуумних приладів. напруги. Навантаженням транзисторів 11 явля Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Підписне Тираж 28 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