БЛОК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

Полезная модель относиться к области электрорадиотехники, и может быть использована в бестрансформаторных маломощных блоках электропитания аппаратуры связи.
Сетевые блоки электропитания малой мощности с гасящим конденсатором применяются в радиоэлектронной радиоаппаратуре.
Известен Параметрический стабилизатор напряжения на полупроводниковых приборах и магнитных усилителях. ИВАНЧУК Б.Н. и др. Москва, «ЭНЕРГИЯ», 1971, с.66, 67, рис.1.25 (а).
Стабилизатор напряжения состоит из мостового выпрямителя и стабилитронов, а также балансного сопротивления, шунтирующего конденсатора и шунтирующего сопротивления, при этом стабилизатор имеет гальваническую развязку выхода блока стабилизатора с сетью.
Недостатком прототипа является то, что он обеспечивает стабилизацию напряжения, но не обеспечивает его выпрямления. Причем он имеет такой существенный недостаток, как наличие гальванической связи выхода стабилизатора с сетью и др.
Целью полезной модели является уменьшить число элементов в схеме и расширить функциональные возможности, за счет использования стабилитронов не только для стабилизации напряжения, но и его выпрямления.
Поставленная цель достигается тем, что блок электропитания состоящий из мостового выпрямителя и стабилитронов, при этом мостовой выпрямитель выполнен на диодах VD1, VD2 и стабилитронах VD3, VD4 соединенных между собой по мостовой схеме, причем первый вход выпрямителя через балансный конденсатор подключен к средней точке мостовой схемы выпрямителя, а второй вход подключен к точке соединения диода со стабилитроном, при этом выход выпрямителя первым выходом подключен к точке соединения стабилитронов, а вторым выходом к точке соединения диодов.
На Фиг.1 представлена блок-схема блока электропитания.
Входная часть блока электропитания содержит балластный конденсатор С1 и мостовой выпрямитель из диодов VD1, VD2 и стабилитронов VD3, VD4.
На Фиг.2 приведена осциллограмма выходного напряжения диодно-стабилитронного выпрямителя. (Когда напряжение на выходе превышает напряжение стабилизации стабилитрона, в противном случае он работает как обычный диод).
1
1
3
ст
От начала положительного полупериода тока через конденсатор С1 до момента t стабилитрон VD3 и диод VD2 открыты, а стабилитрон VD4 и диод VD1 закрыты. В интервале времени t…t стабилитрон VD3 и диод остаются открытыми, а через открывшийся стабилитрон VD4 проходит импульс тока стабилизации. Напряжение на стабилитроне VD4 равно его напряжению стабилизации U.
2
3
4
5
5
7
ст
Импульсный ток стабилизации, являющийся для диодно-стабилитронного выпрямителя сквозным, минует нагрузку, которая подключена к выходу моста. В момент t ток стабилизации достигает максимума, а в момент t равен нулю. До окончания положительного полупериода остаются открытыми стабилитрон VD3 и диод VD2. В момент t завершается положительный и начинается отрицательный полупериод, от начала которого до момента t уже стабилитрон VD4 и диод VD1 открыты, а стабилитрон VD3 и диод закрыты. В интервале времени t…t стабилитрон VD4 и диод VD1 продолжают оставаться открытыми, а через стабилитрон VD3 при напряжении U проходит сквозной импульс тока стабилизации, отрицательного полупериода, остаются открытыми стабилитрон VD4 и диод VD1.
На этом цикл работы диодно-стабилитронного выпрямителя завершается и рассмотренный процесс повторяется в течение следующего электрического периода в сети.
1
3
5
7
Таким образом, через стабилитроны VD3, VD4 от анода к катоду проходит выпрямленный ток, а в противоположном направлении - импульсный ток стабилизации. В интервалы времени t…t и t…t мгновенное значение напряжения стабилизации изменяется не более чем на единицы процентов. Значение переменного тока на входе моста VD1-VD4 в первом приближении равно отношению напряжения сети к емкостному сопротивлению балластного конденсатора С1.
Работа блока электропитания без балластного элемента (конденсатора), ограничивающего значение сквозного тока, невозможна. В функциональном отношении они неразделимы и образуют единое целое.
Для ограничения броска тока через диоды и стабилитроны моста в момент включения в сеть последовательно с балластным конденсатором следует включить токоограничивающий резистор сопротивлением несколько десятков Ом, а для разрядки конденсатора после отключения от сети параллельно-резистор сопротивление сотни кОм (на Фиг.1 не показано).
ст
ст
Разброс значений U однотипных стабилитронов составляет примерно 10%, что приводит к возникновению дополнительной пульсации выходного напряжения с частотой питающей сети. Амплитуда напряжения пульсации пропорциональная различию значений U стабилитронов VD3, VD4.
Таким образом, в полезной модели предложено усовершенствовать традиционный мостовой выпрямитель такого блока заменой двух диодов стабилитронами. Это позволяет уменьшить число полупроводниковых приборов, а также использовать стабилитроны не только для стабилизации напряжения, но и его выпрямления.