Преобразователь постоянного напряжения в переменное Советский патент 1983 года по МПК H02M7/537 

(Ц) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ

; 1

Изобретение относится к электротехнике в частности к преобразователям напряжения.

Известны преобразователи напряжения на транзисторах, в которых в целях повышения КПД и надежности приняты меры по уменьшению эффекта накопления неосновных носителей, являющегося причиной задержки выключения коммутирующих транзисторов и вызывающего увеличение динамических потерь мощности на коммутирую- щих транзисторах и надежности преобразователя напряжения.Кроме того,разброс времени рассасывания не:основных носителей,вызывая наруше.ние симметрии импульсов двухтактного преобразователя напряжения, ведет к одностороннему намагничиванию сердечника выходного трансформатора, сопровождающемуся увеличением тока коллектора одного из коммутирующих транзисторов. В этих преобразователях напряжения паразитное воздействие накопления неосновных носителей уменьшено путем использования способа управления с применением нелинейной обратной связи между коллекторными и базовыми цепями через последовательно включенные диод и источник вольтодобавочного напряжения. Коллекторы коммутирующих транзисторов подключены через диоды к об1цим точкам последовательно включенных балластного резистора и резистивного элемента, соответственно включенных крайними выходами между вторичными обмотками управляющих трансформаторов и базами коммутирующих транзисторов. Первичные обмотки управляющих трансформаторов подключены к выходу тактового генератора. Балластные резисторы осуществляют ограничение тока, поступающего от

20 тактового генератора,а резистивные элементы создают вольтодобавочное напряжение, несколько превышающее напряжение насыщения коммутирующих , транзисторов, то определяет порог действия нелинейной обратной связи. В устройстве ; 1 j функцию резистивного элемента выполняют встречно и параллельно включенные дС1Оды, в устройстве C2J - транзистор со вспомогательным резистором, а в. устройстве 3 1 балластный резистор , Недостатками известных устройств являются большие потери мощностей ; при переключении коммутирующих транзисторов. Наиболее близок к предлагаемому преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовые транзисторы, одни из силовых электродов которых подключены к первичной обмотке выходного трансформатора, средняя точкакоторой присоединена к одному из входных выводов, другие силовы электроды объединены и подключены ко второму входному выводу, а управляющие переходы подключены к обмоткам управления, при этом переход ког /1ектор-база присоединен к узлу нелинейной обратной связи. Переключение силовых транзисторов происходит в активном режиме,в который переводятся транзисторы за счет узла нелинейной обратной- связи L), Недостаткам указанного устройства являются низкие массогабаритные показ- тели-из-за наличия многообмоточного дросселя насыщения. Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей. Поставленная цель достигается тем что в преобразователе постоянного напряжения узел нелинейной обратной связи каждого из силовых транзисторо выполнен в виде вспомогательного транзистора, эмиттер которого присоединен к одному из концов дополнител ной секции первичной обмотки выходного трансформатора, второй конец присоединен к коллектору соответству ющего силового транзистора, коллекто через диод присоедиван к базе силово го транзистора, а база через конденсатор подключена к эмиттеру вспомога тельного транзистора и через последо вательно соединенные диод и первый резистор, зашунтированные вторым резистором,- к коллектору, соответствую щего силового транзистора. На чертеже представлена схема преобразователя напряжения типа инвертор-гавтогенератор. Преобразователь содержит силовые i транзисторы 1 и 2, в цепь коллекторов которых включена первичная обмотка 3 силового выходного трансформатора , вторичная обмотка 5 которого подключена к выходным выводам устройства. Обмотка 6 положительной обратной связи связана через резистор 7 с первичной обмоткой 8 управляющего трансформатора 9, выполненного на магнитопроводе с прямоугольной петлей гистерезиса. Вторичные обмотки 10 и 11 управляющего трансформатора 9 подключены через резисторы 12 и 13 к базам силовых транзисторов 1 и 2. Между коллекторами и базами транзисторов 1 и 2 включены цепи нелинейной обратной связи, содержащие дополнительные обмотки 14 и 15, размещенные на сердечнике силового трансформатора , диоды 16 и 17 и вспомогательные транзисторы 18 и 19, базы которых подключены к времязадаю1 1им RC-ijeпям, выполненным на конденсаторах 20 и 21, резисторах 22-25 и диодах 26 и 27При использовании вспомогательных транзисторов 18 и 19 с низким допустимым нагфяжением, параллельно их силовым цепям следует включить высокоомные резисторы или высокочастотные диоды, обратносмещенные в рабочем режиме транзисторов. Упразление силовыми транзисторами 1 и 2 осуществляется напряжением, поступающим со вторичных обмоток 10 и 11 управляющего трансформатора 9, задающего частоту поочередной коммутации транзисторов преобразователя. Предположим, что в некоторый момент времени на переходы база-эмиттер транзисторов 1 и 2 поступают со вторичных обмоток 10 и 11 трансформатора 9 соответственно отпирающее и запирающее напряжения. Под воздействием этих напряжений транзистор 1 войдет в режим насыщения, а транзис-, тор 2 - в режим отсечки тока коллектора. Резистор 12 ограничивает ток базы силового коммутирующего транзистора 1 на уровне,. достаточном для удержания его в режиме насыщения. В рассматриваемом режиме на обмотке И трансформатора k относительно эмиттерз транзистора 18 действует положительное напряжение, заряжающее конденсатор 20 через цепь: . 5 С упреждением до окончания полутакт открытого состояния коммутирующего транзистора 1 напряжением, поступающим с конденсатора 20, отпирается транзистор 18. Последний замыкает цепь нелинейной обратной связи,по.гружающей источник тока, управляющи транзистором 1. В результате транзистор 1, выходя из режима насыщения, по мере роста напряжения коллектор-эмиттер уменьшает разность потенциалов, приложенную к цепи нелинейной обратной связи, что сни)хает подгрузку источника тока, управл щего коммутирующим транзистором 1. Процесс выхода из режима насыщения остановится на заданном значени напряжения перехода коллектор-эмиттер, определяемом выбором величины напряжения на обмотке И, и сохраняется до момента прихода на переход база-эмиттер коммутирующего . транзистора 1 запирающего напряжения. При смене полярности управляющего сигнала аналогичные процес сы протекают в цепи управления тран зистором 2. В период пребывания силового транзистора 1 в запертом режиме происходит подготовка цепи нелинейной обратной связи к следующему рабочему такту. В нерабочий такт полярность напряжения на обмотке 1 трансформаторя i меняется в результате чего осуществляется заряд конденсатора 20 отрицательным напряжением через резистор 2. Резистор 22, включенный через диод 26, приводит ток только, в рабочий такт коммутирующего транзистора 1 и своей величиной определяет время упреждения выхода коммутирующего транзистора из режима насыщ НИН. Последующая смена режима комму тирующего транзистора 1 и элементов входящих в его устройство управления, повторяет описанные циклы. 3 Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет улучшить массогабаритные показатели. Формула изобретения Преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащий силовые транзисторы, одни из силовых электродов которых подключены к первичной обмотке выходного трансформатора, средняя точка которой присхэединена к одному из входных выводов, другие силовые электроды объединены и подключены ко второму входному выводу, а управляющие переходы подключены к обмоткам управления, при этом переход коллектор-база присоединен к узлу нелинейной обратной связи, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, узел нелинейной обратной связи каждого из силовых транзисторов выполнен в виде вспомогательного транзистора, эмиттер которого присоединен к одному из концов дополнительной секции первичной обмотки выходного трансформатора, второй конец которой присоединен к коллектору соответствующего силового транзистора, коллектор через диод присоединен к базе силового транзистора, а база через конденсатор подключена к эмиттеру вспомогательного транзистора и через последовательно соединенные диод и первый резистор, зашунтированные вторым резистором, к коллектору соответствующего силового транзистора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Electronics,1977, № 7, с.56. 2.Заявка Японии № 53-29008, кл. Н 02 М 7/537, 1978. 3.-Electronics, 1975, № 20, с.5. Авторское свидетельство СССР № 8l1i«6i, кл. Н 02 М 7/537, 1979.

был.