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

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках питания систем автоматики и электропривода для преобразования постоянного напряжения в переменное.

Известен преобразователь постоянного напряжения, содвржа1ций источник питания/ силовые транзисторы, многообмоточный дроссель н сьпцения, первичная обмотка которого подключена к выходу преобразователя постоянного напряжения, а каждая вторичная обмотка включена через диод к базоколлекторному переходу соответствующего силового транзистора Cl}

Недостатком данного преобразователя постоянного напряжения является низкий КПД, обусловленный ув.еличёнием потерь мощности в коллекторных цепях силовых-транзисторов при изменении напряжения питания в широком диапазоне.

Наиболее близок к предлагаемому преобразователь постоянного напряжения, содержащий выходной силовой трансформатор, составные управляемые ключи, образованные основными и вспомогательными транзисторами, базовые цепи которых соединены с обмоткой управления на выходном трансформаторе задающего генератора, и многообмоточный дроссель насыщения с первичной и вторичной обмотками 2 .

Недостатком известного преобразователя постоянного напряжения является низкий КПД при изменении входного напряжения питания в широком диапазоне, что обусловлено увеличением потерь мощности в коллекторных цепях силовых основных транзисторов из-за увеличения времени пребывания силовых транзисторов в граничном режиме.

. Цель изобретения - повышение КПД преобразователя постоянного напряжения при изменении в широком диапазоне входного напряжения преобразователя ,

Поставленная цель достигается тем что в преобразователе постоянного напряжения, содержащем выходной трансформатор, концы первичной обмотки которого, связаны с коллекторными цепями соединенных по схеме составного транзистора основных и вспомогательных транзисторов, причем базы последних через первый резистор подключены к обмотке управления,-а в коллекторные цепи включены одни из обмоток многообмоточного дросселя, вторая . обмотка которрго включена в последовательную цепь с вторым резисто ром, последобательная цепь подключена параллельно обмотке управления,

На чертеже изображена схема преобразователя постоянного напряжения.

Транзисторный преобразователь пос тоянного напряжения содержит исто ник 1 питания, соединенный с выход ным трансформатором 2, обмотку управления трансформатором 3 задающего генератора 4, связзмную через первый резистор 5 с базами основных 6 и 7 и вспомогательных 8 и 9 транзисторов, многообмоточный дроссель 10 насыщения, одни из обмоток 11 и 12 которого образуют последовательную цепь с коллектор-эмиттерным переходом соответственных вспомогательных транзисто ов 8 и 9, а вторая обмотка 13 дросселя 10 через второй резистор 14 подсоединена к обмотке управления трансформатором 3,

Предлгагаемый преобразователь работает следующим образом,

Пусть полярность напряжений на обмотке управления трансформатора 3 и обмотках 11 - .13 многообмоточного дросселя io насыщения в момент включения преобразователя соответствует полярности, показанной без скобок. Тогда транзисторы 6 и 8 открыты, а транзисторы 7 и 9 закрыты и к второй обмотке 13 дросселя 10 прикладывается напряжение, величина которого (около 1 В) вызывает насыщение транзистора б,

UA и. W

A,--,/W,3

(1)

13 соответственно числа витков обмоток 11 и 13 дросселя 10; и. - напряжение на первичной обмотке 13 дросселя 10 , ,.

U,

.

7.

(21 1 I

де и, - напряжение на обмотке упрай

ления транзистора 3, CL - намагничивающий ток обмот«

ки 13 дросселя 10; Ri.- сопротивление резистора 14,

D.

,(3).

SH

.где Ji.j - базовый ток транзистора б | в режиме насыщения; j

Ъток намагничивания выходного трансформатора 2; ток нагрузки, приведенный

-кн к первичной цепи трансформа тора 2;

К - коэффициент насыщения транзистора 6 в схеме с общим эмиттером.

Под действием напряжения Цд / серп дачник дросселя 10 перемагничивавтся, например, в сторону +В.. Парайатры дросселя 10 выбирают так, чтобы его насыщение происходило раньше изменения полярности напряжения на обмотке управления.

При насыщении сердечника дросселя 10 к коллектор-ба эовому переходу силового транзистора б прикладынартся напряжение, равное падению напряжения на коплектор-эмиттерном перехода открытого транзистора 8, в результате чего транзистор 6 из режима насглцения переходит в активную область, а его базовый ток уменьшается до значения

VpKH- // b2 j

Время пребывания транзистора 6 в активной области выбирают больше времени рассасывания избыточных зарядов в его базе к моменту изменения полярности напряжени % на обмотке управления,

После изменения полярности на обмотке управления и обмотках 13, 11 и 12 дросселя 10 (показаны в скобках) транзисторы б и 8 закрываются.

.а транзисторы 7 и 9 открываются,

сердечник дросселя 10 перемагничива/Гется в обратную, сторону (-В) под действием напряжения (2), где ;0g базовый ток транзистора 7 в режиме на сыщения. Далее описанные процессы повторяются аналогично.

В результате подключения обмотки 13 многообмоточного дросселя насыщения 10 к обмотке управления, рас10 положенной на трансформаторе 3 -задающего генератора 4, напряжение, перемагничивающее дроссель 10 насыщения, остается неизменным, что. обеспечивает уменьшение динамических потерь

15 мощности в коллекторных цецях силовы вых транзисторов б и 7 из-за постоянного времени пребывания их в активной области при изменении напряжения питания преобразователя

20 постоянного напряжения в широком диапазоне, в результате чего повышается КПД преобра.эователя.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий выходной трансформатор, концы первичной обмотки которого связаны с коллекторными цепями соединенных по схеме составно го транзистора основных и вспомогательных транзисторов, причем базы последних через первый резистор подключены к обмотке управления, а в коллекторные цепи включены одни из обмоток многообмоточного дросселя, вторая обмотка которого включена в последовательную цепь с вторым резистором, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД при изменении в широком диапазоне входного напряжения, последовательная цепь подключена параллельно обмотке управления. (Л с а 4 Nf: О ю