Транзисторный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1983 года по МПК H02M3/335 

(5) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и быть использовано в системах вторичного электропитания для преобразования уровня и стабилизации постоянного напряжения. Известны стабилизироЕзанные транзисторные преобразователи с токовой обратной связью, выпблненние по дифференциальной схеме, содержащие насыщающийся трансформатор, два диода, два транзистора и стабилитроны Vj. Недостатком этих преобразователей является их сравнительно низкий КПД при работе от источника питания с малым выходным сопротивлением. Наиболее близким к предлагаемому является транзисторный преобразователь, содержащий насыщающийся трансформатор, источник питания, нагрузку, стабилитрон, два диода и два транзистора. Этот преобразователь им ет более высокий КПД при ра(5оте от источника питания с низким выходным сопротивлением за счет ввода транзисторов в линейный режим L2. Однако в известном устройстве при стабилизации происходит ограничение коллекторного тока транзисторов, что приводит к дополнительным потерям в транзисторах, а следовательно снижает КПД и надежность схемы. Цель изобретения - повышение КПД и надежности. Эта .цель достигается тем, что в транзисторном преобразователе с токовой связью, содержащем насыщающийся трансформатор, стабилитрон, два основных транзистора, соединяющих концы первичной обмотки насыщающегося трансформатора с первым входным выводом преобразователя, который объединен с первым выходным выводом преобразователя, два диода, через каждый из которых база основного транзистора соединена с концом вторичной обмотки насыщающегося трансформатора. 3 . отвод от средней точки которой соединен с вторым выходным выводом преобразователя, а отвод от средней точки первичной обмотки соединен с вторым входным выводом преобразователя, введены два дополнительных транзистора, тип проводимости которых противоположен типу проводимости основных транзисторов, каждый из дополнительных транзисторов включен параллельно соответствующему входу основного транзистора, базы дополнитедьных тран зисторов объединена и через стабилитрон соедине« 1 с вторым выходным выводом преобразователя. На чертеже приведена схема предла|Таемого преобразователя. Транзисторный преобразователь содбржит трансформатор 1 с первичной 2 и вторичной 3 обмотками. Отвод от средней точки первичной обмотки 2 соединен с одним входным вьшодом преoбpaзoвaJeля, соединенным с источником питания 4. Другой входной вывод подключен к эмиттерам основных транзисторов 5 и 6 одного типа проводимости, к коллекторам дополнительных транзисторов 7 и 8 противоположного типа проводимости и к нагрузке 9. Кол лекторы транзисторов 5 и 6 связаны с концами первичной обмотки 2 трансформатора 1, концы его вторичной обмотки 3 через диоды 10 и 11 соединены с базами транзисторов 5 и 6 и с эмиттерами транзисторов 7 и 8, а средняя точка вторичной обмотки 3 трансформатора 1 подклочена к нагрузке 9 и стабилитрону 12, другой вывод которого связан с базами транзисторов 7 и 8, Преобразователь работает следующим образом. При открытом транзисторе 5 напряжение источника питания приложено к первичной полуобмотке 2 трансформатора 1. Ток вторичной полуобмотки 3 замыкается по двум основным параллельным контурам 1. Вторичная полуоб мотка 3 нагрузка 9, переход эмиттербаза открытого транзистора 5, диод 10 2. Вторичная полуобмот1сп 3, стабилитрон 12, переход эмиттер - база транзистора 7, диод 10. Под действием напряжении, приложен ного к первичной полуобмотке 2, перемагничивается магнитопровод трансформатора 1. В момент насыщения магнитопровода резко возрастает намагничивающий ток трансформатора 1, а слеЗб94довательно, и коллекторный ток транзистора 5« Падение напряк(ения на транзисторе 5 увеличивается, а напряжение на вторичной обмотке 3 уменьшается. Последнее приводит к уменьшению базового тока транзистора 5 что приводит к выходу его из насыщения, и его коллекторный ток начинает уменьшаться. Напряжение на обмотках изменяет знак. Транзистор 5 закрывается, открывается транзистор 6. Далее процессы в схеме повторяются. Стабилизация выходного напряжения осуществляется следующим образом, разом. Пусть при открытом транзисторе 5 увеличилось выходное напряххение источника питания k /например, из-за уменьшения тока нагрузки). Это вызывает увеличение напряжения на обг ютках 2 и 3 трансформатора 1. Увеличение напряжения обмотки 3 приводит к увеличению тока по следующему контуру: обмотка 3, стабилитрон 12, переход эмиттер - база транзистора 7i диод 10, т.е. увеличиваются токи базы и коллектора транзистора 7. Это приводит к уменьшению базового тока транзистора 5. Напряжение змиттерколлектор транзистора 5 возрастает, а напряжение на первичной и вторичной полуобмотках 2 и 3 уменьшается до прехГнего уровня. Следовательно, напря хение на нагрузке 9 остается стабильным. Аналогичные процессы происходят при открытом транзисторе 6. Из анализа работы схемы следует, что в режиме стабилизации ток коллектора открытого силового транзистора Оу равен току нагрузки, умноженному на коэффициент трансформации трансформатора 1 . В схеме прототипа ток коллектора транзистора равен произведению тока нагрузки на коэффициент усиления Jpaнзиcтopa. Поэтому при одинаковых токах нагрузки потребление мощности в предложенной схеме по сравнению с известной , а КПД выие. Кроме того, поскольку коэ()С ициент усиления силовых транзисторов имеет значительный разброс при заданном токе нагрузки, ток коллектора в известном устройстве /юмет превысить допустимую величину. В предложенном устройстве ток коллектора всегда ограничен заданным,

51001

коэффициентом трансформации, что повышает надежность.

Формула изобретеиил

Транзисторный преобразователь постоянного напряжения с токовой обратной связью, содержащий насыщающийся трансформатор, стабилитрон, два основных, транзистора, соединяющих концы первичной обмотки насыщающегося трансформатора с первым входным выводом преобразователя, который объединен с первым выходным выводом преобр зователя, два диода, через каждый из которых база основного транзистора соединена с концом вторичной обмотки насыщающегося трансформатора, отвод от средней точки которой соединен с вторым выходным выводом преобразователя, а отвод от средней точ10

3694

ки первичной обмотки соединен с вторым входным выводом преобразователя, отличающийся том, что, с целью повышения КПД и надежности, введены два дополнительных транзистора, тип проводимости которых противоположен типу проводимости основных транзисторов, каждый из дополнительных транзисторов включен параллельно соответствующему входу основного транзистора, базы дополнительных транзисторов объединены и через стабилитрон соединены с вторым выходным выводом преобразователя.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство C6JCP по заявке If 275 613/07,

кл, Н 02 М 3/355, 1979.

кл, Н 02 М 3/335, I960,