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

Изобретение относится к области электротехники и может быть использ вано в устройствах автоматики, связ и электромеханики, требующих преобр зования энергии постоянно1о (переме ного) напряжения в постоянное (пере менное) . Известны преобразователи напряже ния, содержащие транзисторный инвер тор, задающий генератор, форсирующи LRCD-цепочки и RCD-цепочки, исключа ющие одновременность открытого состояния транзисторов Cl. Применение таких цепочек позволяет снизить динамические потери на 30-50%. Однако преобразователям с форсирующими цепочками присущи хотя и короткие, но мощные выбросы сквозных токов, что приводит к снижению надежности и повышенному помехоизлу чению, спектор которого достаточно широк из-за крутого фронта переключения транзисторов. Форсирующие цепочки- увеличивают выброс напряжения и тока в база транзисторов, что при водит к снижению надежности. Преобразователи с RCD-цепочками, исключающими одновременность открытия транзисторов, не имеют сквозных токов, но из-за разброса параметров силовых транзисторов им свойственна асимметрия/.приводящая к одностороннему насЕлщению силового транс форматора и наличию выбросов тока в одном из плеч преобразователя, что в свою очередь приводит либо к низкой надежности и повьлшенному помехоизлучению, либо к необходимости подбора силовых транзисторов, чт усложняет устройство, снижает технологичность его изготовления и повышает стоимость. Цепочки известног устройства, включающие одновременность открытия транзисторов, требую дополнительных моточных элементов, что также снижает технологичность изготовления и повьщает стоимость. Известен преобразователь напряже ния, в котором благодаря включению емкости между базами транзисторов увеличивается длительность фронтов переключения и, как следствие,умень иается уровень помехоизлучения Но поскольку при этом увеличивается длительность не только времени включения, но и времени выключения транзисторов, существенного уменьшения амплитуды выбросов сквоз ных токов и уровня помехоизлучения можно добиться только при значитель ,ном увеличении длительности фронта переключения транзисторов, что приводит, к резкому увеличению динамиче ких потерь и тем самым снижению КПД Кроме того, наличие асимметрии плеч, вызванное разбросом времени рассасывания заряда в базах транзис торов, приводит к появлению пyльca ции с частотой преобразования в первичной сети и нагрузке, т.е. к снижению надежности устройства. Наиболее близким к предложенному по технической сути является преобразователь постоянного напряжения, содержащий задающий генератор, выходы которого подключсшы через ограничивакяцие резисторы к соответствующим входам транзисторов двухтактного усилителя мощности, причем одни из выводов ограничивающих резисторов присоединены к одним из электродов диодов, другие электроды которых подключены к соответствующим обкладкам конденсатора, связанньам с базами транзисторов t3. В устройстве за счегг форсирования запиранмаего базового тока уменьшается время одновременного включения транзисторов преобразователя и тем самым увеличивается его КПД. Однако ограничивающие отпирающий JTOK резисторы не могут быть выбраны достаточной для обеспегчения симмет- рии работы плеч преобразователя величины,- поскольку для этого необходимо увеличить и напряжение управления (напряжение, поступающее с задающего генератора) U , а удвоенное (сложенное с напряжением заряженного в предыдуыий полупериод конденсатора) прикладывается как обратное к переходам эммитер - база транзисторов преобразователя, что снижает надежность устройства. Кроме того, поскольку запиргиощий ток не ограничен и время выключения транзисторов мало, фронт спада прямого базового тока мал, что приводит к увеличению мощности ncwexoизлучения и его cneKTpja, а также снижает надежность работы преобразователя. Целью изобретения является повышение надежности работы путем обес- печения симметричности работы плеч преобразователя, ограничения запиранадегр тока и напряжения на переходах эмиттер - база транзисторов преобразователя, обеспечения оптимального режима управления. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе постоянного напряжения, содержащем задающий генератор, выводы которого подключены чер§з ограничивающие резисторы к соответствующим входам т.ранзисторов двухтактного усилителя мощности, причем одни из выводов ограничивающих резисторов присоединены к одним из электродов диодов, другие электроДы которых подключены к соответствующим обкладкам конденсатора, связанным с базами транзисторов, соответствующие обкладки конденсатора

присоединены к базам транзисторов через введенные резисторы, причем величина резисторов выбирается ид Соотношения

2и„ -Облог..

Р- VoSPv Ьде R - величина резистора, огра° ничивакяцего отпирающий

базовый ток;

и - амплитудное значение напряжения управления преобразователем;

и - величина допустимого об5ДОП. ратного, напряжения на переходе эмиттер. - база транзисторов йреобразователя.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема преобразователя; на фяг.2-г днаграмкш напряжений.

Силошые транзисторы 1 и 2 подсоединены к выходному трансформатоipy 3, к средней точке первичной обмотки которого присоединен через предварительный стабилизатор 4 один из вход{шх выводов. Базы силовых транзисторов через базовые ограничительные резисторы 5 и 6, зашунтированные последовательно соединенными вв цеаными резисторами 7 и 8 и диодами 9 и 10, подсоединены к па рафазным выходам задающего генератора 11. Точки соединения резисторов, 7(8) с диодами 9(10) присоединены к конден сатору 12.

Силовые входные выводы транзисторного инвертора подключены к выходу предварительного стабилизатора 4, вход которого подключен к входным выводам. Выход зада1таего генератора 11 подключен к одноимённым выводам диодов 9 и 10 и через ограничиваккцие отпирающий ток сопротивления 5 и 6 к базгш транзисторов инвертора. Сопротивления 7 и 8 через диоды 9 и 10 подключены параллельно ограничивакпшм. сопротивлениям 5 и б соответственно. Емкость 12 включена между точкой соединения диода 9 и сопротивления 7 и точкой соединения диода 10 и сопротивления 8,

Преобразователь работает следующим образом.

Напряжение питания U (фиг. 2) подается на входные клеммы.предварительного стабилизатора напряжения 4, 5 стабилизированное напряжение с выхода поступает на силовой вход транзисторного инвертора.

Напряжение управления U прямоугольной формы, образованное Ujj. 10 (фиг.2а) с выходов задающего генератора 11 поступает через ограничительные сопротивления 5 и 6 на базы транзисторов инвертора и поочередно включает и выключает транзисторы, вследствие чего на обмотках трансформатора и, следовательно, на выходе устройства присутствует стабилизированное напряжение прямоугольной формы.

Улучшение симметрии достигается путем увеличения напряжения управления н, соответственно, пропорционального увеличения ограничивающих сопротивлений.

Ограничение обратного напряжения е и -дд юстигается тем, что и по окончаний процесса рассасывания носите- . лей в базовом переходе напряжение (и на заряженном конденсаторе) ограничено низкоомным делителем

(Ry и Tl-T e %) .

Ограничение запирающего тока ограничено резистором R (Rg) , что позво-i ляет формировать более благоприятную область работы при выключении транзисторов преобразователя и ограничить спектр и мощность помехоизлучения.

Уменьшение потерь в цепях управления обеспечивается возможностью

0 формирования оптимального режима их работы путем увеличения Rorp. Ри всех изменениях коллекторного,а следова- тельно, и базового тока, нагрузки гфеобразоватёля, температуры окружа

. юшей среды,напряжения питания и уп5 оавления преобразователя.

Таким образом, данное техническое решение позволяет значительно повысить надежность устройства.

fff

ч-н

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержаций задающий генератор, выходы которого подключены через ограничивакздие резисторы к соответствующим входам транзисторов двухтактного усилителя мощности, причем одни из выводов ограничивающих резисторов присоединены к одним из электродов диодов, другие электроды которых подключены к соответствующим обкладкам конденсатора, связанным с базами транзисторов, о тличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы преобразователя путем обеспечения сИютетричности работы обоих транзисторов при одновременном уменьшений .обратного напряжения на их переходах эмиттер - база, соответству1риие обкладки конденсатора присоединены к базам транзисторов через введенные резисторы, величина которых выбирается из соотношения |bZ..o,v., . где К - величина резистора,огра ничивающего отпирающий базойый ток; и - амплитудное .значение напряжения управления преобразователем; и - величина допустимого об ратного напряжения на переход эмиттер - база транзисторов преобразователя. Сл