ИСТОЧНИК ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована при проектировании вторичных источников электропитания, предназначенных, например, для питания электровакуумных приборов.
Известны схемы источников электропитания (1), выполненные в виде соединенных параллельно по входу и выходу силовых каскадов, каждый из которых содержит преобразовательную ячейку, трансформатор и выпрямитель. Для равномерного деления токов между каскадами введены дополнительные выравнивающие устройства параметрического или компенсационного типа. Однако такие технические ведут к усложнению устройства и снижению надежности работы.
Наиболее близким к полезной модели устройством является источник вторичного электропитания (2), содержащий по меньшей мере два силовых каскада, входные выводы которых соединены параллельно друг к другу, а выходные - последовательно. Каждый из силовых каскадов содержит управляемую преобразовательную ячейку, подключенную через силовой трансформатор к входу выпрямителя. Недостатком известного устройства (2) является низкий КПД, являющий следствием больших потерь мощности в выпрямителях силовых каскадов при низком уровне выходного напряжения.
Техническим результатом, которого можно достичь при использовании полезной модели, является повышение КПД устройства.
Технический результат достигается за счет того, что в источнике вторичного электропитания, содержащем не менее двух однотипных силовых каскадов, входные выводы которых, соединенные параллельно друг к другу, предназначены для подключения к первичному источнику электропитания, а выходные выводы - для подключения к нагрузке постоянного тока, каждый из силовых каскадов содержит управляемую преобразовательную ячейку, подключенную через силовой трансформатор к входу выпрямителя (2), каждая преобразовательная ячейка выполнена по однотактной схеме преобразования постоянного напряжения с прямой передачей энергии в нагрузку при открытом силовом ключе, выполненном на транзисторе с положительным температурным коэффициентом, причем выходы выпрямителей всех силовых каскадов, подключенные к выходным выводам устройства, соединены параллельно, а входные напряжения на входах выпрямителей, выполненных по однополупериодной схеме выпрямления, сдвинуты друг относительно друга на угол (р, причем силовые ключи преобразовательных ячеек могут быть выполнены на полевых либо IGBT транзисторах.
На чертеже представлена электрическая схема устройства
Источник электропитания содержит несколько (по меньшей мере - два) однотипных силовых каскадов, соединенных параллельно по входу и выходу. Каждый из силовых каскадов включает в себя регулируемую преобразовательную ячейку 1, соединенную через силовой трансформатор 2 с входом однополупериодного выпрямителя 3, выходные выводы которого предназначены для подключения к нагрузке постоянного тока.
Каждая преобразовательная ячейка 1 выполнена по однотактной схеме преобразования постоянного напряжения с прямой передачей энергии в нагрузку при открытом силовом ключе. Силовой ключ выполнен на транзисторе с положительным температурным коэффициентом, например, полевом либо типа WARP и WARP 2 NPT IGBT (International Rectifier Новые приборы 2006 www.rtcs.ru.). Для уменьшения пульсаций напряжения на нагрузке напряжения на входах выпрямителей всех силовых каскадов сдвинуты друг относительно друга на угол (р.
Сдвиг фаз на входах выпрямителей силовых каскадов может быть обеспечен блоком управления 4 преобразовательными ячейками либо за счет времени запаздывания по отношению к управляющему напряжению напряжения на выходе трансформатора преобразовательной ячейки.
Устройство работает следующим образом.
При подключении входов силовых каскадов к первичному источнику электропитания в нагрузку поступает постоянное напряжение. В процессе преобразования входного напряжения на вход каждого из выпрямителей 3 поступает напряжение с выхода силового трансформатора 2, которое выпрямляется и передается в нагрузку.
При разбросе параметров ячеек 1 выравнивание выходных токов ячеек происходит за счет тепловой параметрической стабилизации, при которой с ростом выходного тока ячейки увеличивается падение напряжения на ее силовом ключе, что приводит к снижению выходного напряжения ячейки и, как следствие, к уменьшению ее выходной мощности. Этот процесс объясняется тем, что силовой транзисторный ключ имеет положительный температурный коэффициент, при котором с увеличением проходящего через его силовой переход тока он разогревается и падение напряжения на нем увеличивается.
При увеличении выходного тока одной из ячеек происходит автоматическое снижение выходного напряжения ячейки и естественно, ее выходной мощности. Таким образом, в процессе работы в каждом из силовых каскадов происходит параметрическая компенсация разброса выходных параметров и их автоматическое выравнивание.
Выравнивание выходных мощностей ячеек ведет к снижению падения напряжения на диодах параллельно соединенных выпрямителей и повышению КПД всего устройства.
Количество силовых каскадов определяется требуемым уровнем выходного напряжения, заданной мощностью и используемой элементной базой.
Высокий КПД и надежность схемы при простоте и возможности ее микроминиатюризации делает полезную модель наиболее предпочтительной при проектировании источников вторичного электропитания.
Источники информации, принятые во внимание при составлении описания:
B.C.Моин «Стабилизированные транзисторные преобразователи» М., ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ, 1986 г., с.265.
А.И.Иванов-Цыганов, В.И.Хандогин «Источники вторичного электропитания приборов СВЧ» М., «Радио и связь», 1989 г., с.110