Преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1983 года по МПК H02M7/537 H02M3/335 

1 Изобретение; огносится к электротехнике и Mower быть применено во вторичных источниках электропитания ргздиоэлектронной аппаратуры и устройств вычислительной техники. Известен мостовой инвертор, содер жэщий в цепи запуска одновибратор и импульсный трансформатор 13Однако для полумостового инвертор применение импульсного трансформатора в цепи запуска нецелесообразно. Извес/ген полумостовой инвертор, содержащий блок запуска с моновибратором, воздействующий на управляющие переходы транзисторов через насыщенный трансформатор, и с запретом схемы запуска от дополнительной обмотки силового трансформатора (2 3Недостатком этого инвертора является аатоматическое повторное срабатывание схемы .-.запуска в случае исчезновения запрещающего сигнала, например, из-за короткого замыкания на выходе инвертора или срабатывания защиты, запрещающей транзисторы. Кроме того, требуется от ельный насыиэемый трансформатор. Известен полумостовой инвертор, содержащий сх.;му запуска с RC-цепочкой, пороговым элементом и диодом, периодически разряжающим конденсатор через транзистор работающего инвертора I 3 . Этот инвертор обладает теми же недостэтчами, что и инвертор 2.}, кроме TQrOj ч случае получения входного напряжения за счет выпрямления переменного к. ппяжения промышленной сети, вдаиной схеме требуется импульс ный Бысоксдаольтны-й диод. Наиболее б.пизким по технической сущности к изобретению является преобразователь постоянного напряжения выполненный по пояумрстовой схеме на силовых -ранзисторах, управляющие переходы которых присоединены к обмоткам обратной связи выходного тран форматора, включенного в диагональ п ременного тока, при этом диагональ постоянного тока подключена к входным эыводам, гвязанным также с блоко запуска, включающим в себя последова тельно соединенные первые резистор и конденсатор, подключенные к входным выводам и связанные с входом порого вого элемента,, выход которого подклю чен к базе одного из силовых транзисторов . 22 Преимуществом данной схемы -является отсутствие повторного запуска при коротком замыкании на выходе или после срабатывания защиты, а также простота и малые потери в схеме запуска. Недостаток данного инвертора состоит в том, что из-за ограниченности допустимой длительности импульса запуска емкость РС-1№почки схемы запуска не может быть большой из-за необходимости обеспечения однократного режима работы порогового элемента максимальное значение величины сопротивления резистора Цепочки тоже ограничено. Поэтому максимум постоянной времени RC-цепочки ограничен, и в случае источника с замедленным нарастанием входного питающего напряжения схема запуска срабатывает при входном напряжении, значительно меньшем установившегося значения. Это приводит к Towy, что базовые цепи транзисторов получают пониженные базовые токи от обмоток положительной обратной связи трансформатора, что может вывести из режима насыщения ключевые транзисторы полумоста сразу после запуска, а при этом понижается надежность инвертора. Кроме того, в случае использования инвертора в источниках питания с бестрансформаторным выпрямлением переменного- напряжения промышленной сети и элементом, ограничиваюа им ток заряда конденсатора фильтра сетевого выпрямителя, закорачиваемым в момент запуска инвертора, возникает значительный бросок тока от питающей сети из-за неполного заряда этой емкости к моменту запуска инвертора, что также является значительным недостатком. Целью изобретения является повышение надежности в случае питания его от источника с замедленным нарастанием входного питающего напряжения при включении за счет улучшения условий запуска транзисторов. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе постоянного напряжения, выполненном по полумостовой схеме на силовых транзисторах, управляющие переходы которых присоединены к обмоткам обратной связи выходного трансформатора, включенного в диагональ переменного тока, при этом диагональ постоянного тока подключена к входным вы31водам, связанным также с блоком запуска, содержащим последовательно соединенные nepejjie резистор и конденсатор, подключенные к входным вы водам и связанные с входом порогово го элемента, выход которого подключен к базе одного из силовых транзисторов, параллельно первому конденсатору подключена введенная последовательная RC-цепь из второго резистора и второго конденсатора, зашунтированного третьим резистором точка соединения которого с вторым резистором подключена к входу порогового элемента. При этом постоянная времени ввеД ной RC-цепочки из вторых конденсато ра и резистора на несколько порядко превышает постоянную времени первой RC-цепочки на первом резисторе и ко денсаторах. На чертеже показана электрическая схема преобразователя постоянно го напряжения. Устройство содержит узел запуска 1 и полумостовую автоколебательную двухтактную инверторную ячейку Z, - выполненную на транзисторах 3 и t и трансформаторе 5, первичная обмот 6 которого включена в диагональ полумоста, обмотки положительной обратной связи 7 и 8 подключены к вхо дам транзисторов 3 и А, а другая ди агональ полумоста подключена к вход ным выводам 9 и 10. Узел запуска 1 состоит из одновибратора на резисто рах 11 и 12, конденсаторах 13 и 1 и пороговом элементе 15 для однокра ного разряда конденсатора 13 в базо вую цепь транзистора t. Пороговый элемент выполнен на транзисторном аналоге двухбазового диода (;транзисторы 1б и 17, резисторы 18 и 19 стабилитрон 20), I При подаче входного питающего напряжения конденсатор k заряжается через резистор 12, а конденсатор 13 заряжается через резистор 11 от напряжения на конденсаторе k. Транзистор 16 заперт , пока напряжение на конденсаторе 13 меньше напряжения на стабилитроне 20. Как только : напряжение на конденсаторе. 13 превысит напряжение стабилитрона 20, произойдет лавинообразное открывание транзисторов 16 и 17 и разряд конденсатора 13 через насыщенные транзисторы 16 и 17 и ограничитель24ный резистор 19 в базовую цепь тран зистора А полумостовой схемы. Транзистор k открывается, что дает начало возникновению автоколебаний, полумостовой схемы 2. Узел запуска 1 функционирует в режиме одновибратора (т,е после первого открывания транзисторы 1б и 17 остаются в состоянии насыщения) и повторных импульсов запуска не выдает. Величина емкости конденсатора 13 выбирается, исходя из требования, чтобы длительность импульса ,запуска не превысила бы половину периода автоколебаний инвертора, и поэтому она не может быть большой. Величина емкости конденсатора k не имеет таких ограничений. Поэтому в случае медленно нарастающего в момент включения в сеть входного питающего напряжения всегда можно выбрать постоянную вре-мени цепочки из конденсатора 1А и резистора 12 достаточно большую, чтобы запуск инвертора осуществлялся после достижения входным напряжением установившегося или близкого к нему значения. При этом в момент запуска обмотки трансформатора 5 получают напряжения, близкие к номинальным, и поэтому величины базовых токов, открывающих Транзисторы 3 и 4, достаточны для их полного насыщения, что исключает возможность увеличения потерь мощности в транзисторах в режиме запуска. Кроме того, в случае применения инвертора в источнике питания с бесг трансформаторным выпрямлением сети и шунтированием резистора, ограничивающего зарядный ток конденсатора фильтра, в момент запуска не возникает броска тока сети, который был бы значительным в случае неполного заряда конденсатора фильтра. Элементы 13, Н, 16, 17 и 20 узла запуска в питания повышенным напряжением (например, порядка 300 В) могут выбираться низковольтными, поэтому схема запуска обладает экономичностью, В случае короткого замыкания или срабатывания схемы защиты, как и в (13 и 4 J отсутствует нежелательный автоматический многократный самозапуск инвертора. Таким образом, в данном устройстве простота, экономичность, от-

5101 1126

сутствие самозапуска при авариях нарастании входного питающего насочетается с устранением недостат- пряжения, что значительно повышает ков в режиме включения при медленном надежность схемы.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, выполненный по полумостовой схеме на силовых транзисторах, управляющие переходы которых присоединены к обмоткам обратной связи выходного трансформатора, включенного в диагональ переменного тока, при этом диагональ постоянного тока подключена к входным выводам, связанным также с блоком за- пуска, содержащим последовательно соединенные первые резистор и конденсатор, подключенные к входным . выводам и связанные с входом порогбвого элемента, выход, которого подключен к базе одного из силовых транзис- торов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет улучшения условий запуска транзисторов, параллельно первому § конденсатору подключена введенная последовательная RC-цепь из второго резистора и второго конденсатора, зашунтированного третьим резистором точка соединения которого с вторым резистором подключена к входу порого-В вого элемента.