ИСТОЧНИК ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к преобразователям переменного напряжения в постоянное и может быть использовано в качестве источника вторичного электропитания для электронных приборов самого различного назначения.
Известен источник вторичного электропитания, содержащий диодный мост, входные выводы которого через входной конденсатор соединены с сетью переменного напряжения, ключ, выполненный на основе тиристора, первый вывод (катод тиристора) которого подключен к отрицательному, а второй (анод тиристора) - к положительному выходным выводам диодного моста, фильтрующий конденсатор, первый вывод которого через диод подсоединен к положительному, второй - к отрицательному выходным выводам диодного моста, и эти выводы указанного конденсатора предназначены для подключения нагрузки, устройство обратной связи, выполненное на стабилитроне, вход которого (анод стабилитрона) подключен к первому выводу фильтрующего конденсатора, а выход (катод стабилитрона) - к управляющему выводу ключа. /Сергеев Б.С. Предельные возможности применения конденсаторных источников вторичного электропитания. - Электросвязь. - 1996, №2, с.38/.
Недостатком такого источника питания является сравнительно низкая энергетическая эффективность в режиме холостого хода. Это обусловлено тем, что в режиме холостого хода тиристор практически все время открыт и через него течет ток, величина которого определяется лишь реактивным сопротивлением входного конденсатора и практически равна величине тока заряда фильтрующего конденсатора.
Технический результат, на достижение которого направлено заявленное решение, состоит в снижении величины тока, потребляемого источником вторичного электропитания в режиме холостого хода и, таким образом, повышении его энергетической эффективности.
Технический результат достигается тем, что в источник вторичного электропитания, содержащий диодный мост, входные выводы которого через первый конденсатор соединены с сетью переменного напряжения, второй конденсатор, первый вывод которого соединен с отрицательным выходным выводом диодного моста и совместно с вторым выводом указанного конденсатора предназначен для подключения нагрузки, первый ключ, первый силовой вывод которого соединен с отрицательным выходным выводом диодного моста, резистор, устройство обратной связи, вход которого подключен ко второму выводу второго конденсатора, а выход - к управляющему выводу первого ключа, введен второй ключ, причем первый силовой вывод второго ключа соединен с положительным выходным выводом диодного моста, второй силовой вывод второго ключа соединен с вторым выводом второго конденсатора, а управляющий вывод второго ключа соединен с вторым силовым выводом первого ключа и через резистор соединен с положительным выходным выводом диодного моста.
Кроме того, в предложенном источнике вторичного электропитания в качестве вариантов исполнения второй ключ выполнен на основе тиристора (транзисторного аналога тиристора) или транзистора (транзисторов).
Далее полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого источника вторичного электропитания.
На фиг.2 приведена электрическая схема одного из возможных практических вариантов исполнения источника вторичного электропитания, когда первый и второй ключи выполнены на транзисторных аналогах тиристора.
Источник вторичного электропитания (фиг.1) содержит диодный мост 1, входные выводы которого через первый конденсатор 2 подключены к сети переменного напряжения 3, первый 4 и второй 5 ключи, второй конденсатор 6, устройство обратной связи 7. К положительному выходному выводу диодного моста 1 подсоединен первый силовой вывод второго ключа 5 и через резистор 8 - управляющий вывод второго ключа 5. К отрицательному выходному выводу диодного моста 1 подсоединены первый силовой вывод первого ключа 4, первый вывод второго конденсатора 6. Второй силовой вывод второго ключа 5 соединен с вторым выводом второго конденсатора 6, а второй силовой вывод первого ключа 4 соединен с управляющим выводом второго ключа 5. Вход устройства обратной связи 7 подключен ко второму выводу второго конденсатора 6, а выход указанного устройства подсоединен к управляющему выводу первого ключа 4. Нагрузка 9 подключается к первому и второму выводам второго конденсатора 6.
Источник вторичного электропитания работает следующим образом. При подаче напряжения от сети 3 через управляющий вход ключа 5 потечет ток и ключ 5 откроется. Конденсатор б начнет заряжаться током, величина которого определяется реактивным сопротивлением конденсатора 2. При достижении на конденсаторе 6 напряжения, несколько превышающего порог срабатывания устройства обратной связи 7, через управляющий вход ключа 4 потечет ток и ключ 4 откроется. Сопротивление ключа 4 упадет и тем самым зашунтирует управляющий вход ключа 5. Ключ 5 закроется и заряд конденсатора 6 прекратится. По мере перетекания энергии конденсатора 6 в нагрузку 9 напряжение на конденсаторе 6 снижается, и когда оно станет меньше порога срабатывания устройства обратной связи 7, ключ 4 закроется, и начнется новый цикл зарядки конденсатора 6. Величина тока, протекающего через ключ 4 в открытом состоянии, определяется реактивным сопротивлением конденсатора 2 и сопротивлением резистора 8. В режиме холостого хода продолжительность состояния, когда ключ 4 открыт, а ключ 5 закрыт, существенно больше продолжительности состояния, когда ключ 4 закрыт, а ключ 5 открыт. Выбрав величину сопротивления резистора 8 достаточно
большой, можно существенно снизить ток, потребляемый источником вторичного электропитания в режиме холостого хода.
Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает снижение величины тока, потребляемого источником вторичного электропитания в режиме холостого хода, а значит, обеспечивает повышение его энергетической эффективности.
В одном из возможных практических вариантов исполнения предлагаемого источника вторичного электропитания (фиг.2) первый 4 и второй 5 ключи выполнены на основе транзисторных аналогов тиристора: ключ 4 - на транзисторах 10 и 11, и резисторах 12 и 13, ключ 5 - на транзисторах 14 и 15 и резисторе 16. Устройство обратной связи 7 состоит из стабилитрона 17, катод которого является входом указанного устройства и подключен ко второму выводу конденсатора 6, и резистора 18, первый вывод которого соединен с анодом стабилитрона 17, а второй является выходом указанного устройства и подключен к управляющему выводу первого ключа 4.
При подаче напряжения от сети 3 ключ 5 откроется и конденсатор 6 начнет заряжаться. При достижении на конденсаторе б напряжения, несколько превышающего напряжение стабилизации стабилитрона 17, ключ 4 откроется, ключ 5 закроется и заряд конденсатора 6 прекратится, при этом такое состояние ключей 4 и 5 сохраняется до конца половины периода напряжения сети 3 вне зависимости от величины напряжения на конденсаторе 6. Это обеспечивает повторное включение ключа 5 только в моменты, когда напряжение сети 3 близко к нулю.
Работа предлагаемого источника вторичного электропитания была проверена на макете, собранном по схеме, приведенной на фиг.2. Диоды моста 1 - диоды КД 209, конденсатор 1 - К73-17 емкостью 1 мкф, конденсатор 6 - К50 - 35 емкостью 470 мкФ, резистор 8 - МЛТ 2,2 Мом. Ключ 4 был выполнен на транзисторах: 10 - КТ 502 и 11 - КТ 503, а ключ 5 - на транзисторах: 14 - 2SA1625 и 15 - 2N6517. Стабилитрон 17 - Д814.
В режиме холостого хода величина тока, протекающего через ключ 4 в открытом состоянии, составляла порядка 120 мкА.