Двухтактный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1983 года по МПК H02M7/537 

ел

05 4

О

оо

Изобретение относится к классу устройств преобразователей электрической энергии постоянного тока и может найти широкое применение в электроавтоматике и вычислительной технике для преобразования, усиления и передачи в гальванически развязанных цепях постоянных и импульсных токов.

Известен преобразователь постоянного напряжения, который запускается с помощью цепи, состоящей из транзисторного ключа, обмотки и контактов электромагнитного реле. При .возбуждении инвертора цепь запуска размыкается и не влияет на работу, при этом инвертор генерирует знакопеременный ток за счет цепей положительной обратной связи. Для отключения инвертора требуется снятие питарщего напряжения С 13.

Инвертор не может находиться в ждУшем режиме, так как при подаче питающего напряжения он возбуждается и генерирует непрерывно. Управление работой инвертора логическими уровнями интегральных схем невозможно.

Наиболее близким к изобретению является двухтактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий инверторную ячейку на силовых транзисторах, подсоединенную к выходному трансформатору, имеющему обмотки обратной связи, присоединенные через базовые резисторы к базоэмиттерным переходам силовых транзисторов, блок управления, включающий в себя источник запирающих импульсов, связанный через диодные элементы с. базами силовых транзисторов. Известный преобразователь мо жет управляться с помощью логических интегральных схем СЗ .

Однако преобразователю присуща низкая надежность, так как при сбое импульсов управления возможно ложное срабатывание устройства.

Целью изобретения является повыение надежности путем исключения ложного срабатывания устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в двухтактном преобразователе постоянного напряжения, содер-: жащем инверторную ячейку на силовых транзисторах, подсоединенную к выходному трансформатору, имеющему обмотки обратной связи, присоединенные через базовые резисторы к базо-эмиттерным переходам силовых транзисторов, блок управления, включающий в себя источник запирающих импульсов, связанный через диодные элементы с базами силовых транзисторов, в блок управления введены два транзистора, эмиттеры которых присоединены через введенный диод к первому входному выводу питания,

при этом коллектор первого из них через введенный первый резистор подключен к первому выводу диагонал переменного тока первого введенного диодного моста, диагональ постоянного тока которого включена последовательно в цепь обмоток обратной связи, а коллектор второго введенного транзистора через введенный реэистивный делитель напряжения присоединен к выводу для подключения источника запирающего напряжения, причем средняя точка резистивного делителя напряжения присоединена к первому выводу диагонали переменного тока второго диодного моста, а вторые выводы диагоналей переменного тока обоих диодных мостов соединены.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.

На схеме изображена инверторная ячейка с выходным трансформатором 1 подсоединенным к силовым транзисторам 2 и 3, управляющие переходы которых через базовые резисторы 4 и 5 присоединены к обмоткам обратной связи, последовательно соединенньлм с диагоуалью постоянного тока первого диодного моста на диодах 6-9, первый выход диагонали постоянного тока которого через резистор 10 и силовую цепь первого транзистора 11 подсоединен к диоду 12, подключенному к первому входному выводу. Второй транзистор 13, присоединенный одним из силовых электродов к диоду 12, подключен другим силовым электродом через резистивный делитель напряжения на резисторах 14 и

15к источнику запирающего напряжения. Средняя точка резистивного делителя подключена к одному из выводов диагонали переменного тока второго диодного моста на диодах 16-19

Напряжения на шинах Е и Е равны по величине и противоположны по знаку.

При подаче на схему питающего и запирающего напряжений и наличии на входах I и IJ высоких уровней логических сигналов инвертор находится в ждущем режиме. При этом инвертор практически не потребляет ток. Мостом из диодов 6-9 в инверторе разомкнута положительная обратная связь и нет начального тока силовых транзистордв через закрытый транзистор 11, а запирающие напряжение EJ при закрытом транзисторе 13 по цепям, состоящим из резистора 15, диодов

16и 18, приложено к переходам эмиттер-база тр анзисторов 2 и 3.

Запуск инвертора происходит при одновременном изменении уровней управляющих сигналов на двух входах, открываются транзисторы 11 и 13.

Транзистор 13 сЕшмает запирающее напряжение, а транзистор 11 замыкает положительную обратную связь инвертора, и по цепи диод 12 - открытый транзистор 11 - резистор 10 - диоды 6 и 7 обмотки обратной связи - резисторы 4 и5 и переходы база-эмиттер транзисторов 2 и 3 протекает ток, открывающий силовые транзисторы .

Инвертор запускается, и во вторичной обмотке трансформатора появляется знакопеременное напряжение, которое может быть выпрямлено,сглажено, усилено и использовано в зависимости от конкретного случая:

а)для передачи в цепях с гальванической развязкой постоянных и импульсных токов (напряжений) с подключением к вторичным обмоткам выпрямительно-усилительных устройств;

б)для возбуждения мощных усилительных каскадов;

в)для управления исполнительными кл рчами (на тиристорах или транзисторах);

г)для использования его в качестве сигнализатора постоянного тока или напряжения, если на один из входов подавать контролируемое напряжение или падение напряжения

с резистора, включенного в.цепи для сигнализации наличия тока, а на другой вход подавать сигнал опроса.

При переключении инвертора обратная полуволна тока протекает от обмоток положительной обратной связи через диоды 8, 17 или 9, 19 и резисторы 4 или 5 соответственно, которы осуществляют демпфирование выбросов напряжений на индуктивностях обмоток, способствуя улучшению формы генерируемого напряжения. Изменение управляющих сигналов из низкого уровня в высокий на обоих входах одновременно или хотя бы на одном приводит к торможению инвертора н переводу в ждущий режим.

Низкий уровень на входе I открн- . вает пусковой транзистор 11,но под действием запиракмего напряжения, поданного из основных транзисторов, он удерживается в закрытом состоянии, инвертор при этом не возбуждается.

0 Низкий уровень на входе if открывает транзистор 13, снимая с баз основных транзисторов запирающее напряжение на отсутствие тока смещения через закрытый транзистор 11,

5 и разомкнутая обратная сйязь препятствует возникновению автоколебаний в инверторе.

Таким образом, надежность инвертора обеспечивается следующими стаби

Q лизирующими факторами:

1.В ждущем режиме разомкнутой положительной обратной связью) отсутствием открывающего основные транзисторы тока; действием запирающего

5 напряжения, осуществляющего активное запирание основных транзисторов,- отсутствием потребляемого тока по цепи питания и по цепи запирающего лапряжения, что обеспечивает оптимальный тепловой режим устройства в ждущем

состоянии.

2.В режиме автогенерации высокой степенью готовности инвертора за счет предварительно поданных напряжений; одновременным действием двух уп5 равляющих сигналов; демпфированием выбросов перенапряжений; стабильностью порога запуска.

3.В режиме торможения.надежностью торможения, которое осуществля0 ется обратным изменением хотя бы одного из управляющих воздействий по сигналу управления или при возникновении неисправности.

ДВУХТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВ АТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий . инверторную ячейку на силовых транзисторах, подсоединенную к выходному трансформатору, имеющему обмотки :обратной связи, присоединенные через базовые резисторы к базо-эмиттерным переходам силовых транзисторов, блок управления, включающий в себя источник запирающих импульсов, связанный через диодные элементы с базами силовых транзисторов, о тличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем исключения ложного срабатывания устройства, в блок управления введены два транзистора, эмитте ил которых присоединены через введенный диод к первому входному выводу питания, при этом коллектор первого из них через, введенный первый резистор подключен к первому выводу диагонали перемен ного тока первого введенного диодного моста, диагональ постоянного тока которого включена последовательно в цепь обмоток обратной связи, а коллектор второго введенного транзистора через введенный резистивный делитель напряжения присоединен к выводу для подключения источника за(О пирающего напряжения, причем средняя точка резистивного делителя рапряжения присоединена к первому выводу диагонали переменного тока второго диодноге моста, а вторые выводы диа- g гоналей переменного тока обоих диод:ных мостов соединены.