Преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1984 года по МПК H02M7/537 

Изобретение относится к преобразо вательной технике и может быть использовано в источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры. По основному авт.ев, № 811464 известен -преобразователь постоянного напряжения, содержащий инверторную ячейку, выполненную на силовых транзисторах, к одному из силовых электродов которых подсоединен входной вывод, трансформатор, узел управления с выходным управляющим трансформатором, одна из вторичных обмоток которого с последовательно включенны резистором подключена к базо-эмиттер ному переходу соответствующего транзистора, базо-коллекторный переход которого зашунтирован цепочкой из последовательно соединенных трансфор маторной обмотки и диода, насыщающий ся дроссель, выполненный многообмоточным и каждая его обмотка включена в упомянутую цепочку, шунтирующую базо-коллекторный переход соответствующего транзистора, причем в качест ве трансформаторной обмотки в данной цепочке использована вторичная обмот ка управляквдего трансформатора. ОсобеЕШостью работы такого преобразователя является то, что силовые транзисторы большую часть времени от крытого состояния находятся в режиме насыщения и только перед моментом пе реключения переводятся в активный (граничный) режим ij . Однако ввиду значительного разбро са параметров элементов схемы в зависимости от режима работы силовых транзисторов и температуры окружающей среды возможно возникновение зна чительной несимметрии в режиме работы выходного трансформатора, что может привести к его насыщению особенно при работе на высоких частотах, в результате чего снижается не только надех ность работы, но и КПД устройст ва. Целью изобретения является повыД ение КПД преобразователя постоянног Напряжения путем симметрирования режима работы выходного трансформатора при изменении температуры окружающей среды в широких пределах вне зависимости от режима работы силовых транзисторов, Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь постоянного напряжения последовательно с каждой первичной обмоткой силового трансформатора введен трансформаторный датчик тока намагничивания, связанный с входом введенного узла защиты, выход которого подключен парал лельно дополнительной обмотке многообмоточного насыщающегося дросселя. На фиг.1 приведена схема предлагаемого преобразовате/Гя постоянного напряжения; на фиг.2 - эпюры напряжений . Преобразов.атель содержит силовые транзисторы 1, базо-коллекторные переходы которых подключены через диоды 2, к управляющему трансформатору 3 с вторичными 4 , дополнительнЕлми 5 и синхронизирующей 6 обмотками, многообмоточный насыщающийся дроссель 7 с регулирующими 8 и дополнительной 9 обмотками, трансформаторный датчик 10 тока, связанный с входом узла 11 сравнения с выходным транзистором 12, формирователь 13 импульсов, содержащий триггер 14, усилительный 15 и замыкающий 16 транзисторы, нагрузка 17 преобразователя через обмотку 18 датчика 10 подключена к вторичной обмотке выходного трансформатора 19. Преобразователь постоянного напряжения работает следующим образом. В симметричном режиме силовые транзисторы 1 в течение времени io 0, 0,5Т), определяемого длит€5льностью перемагничивания сердечника дросселя 7 под действием напряжегнияe U5-Ug-Us -3su,R8, (} Е1аходятся в насыщенном состоянии, а в течение времени ((„гo,5T-io,(io,,-o,5T -t,) в активной граничной) области, где Ug - напряжение, приложенное к обмотке 8 дросселя 1, - напряжение; обмотки 5 трансформатора 3/ падение напряжений на открытых диодах 2 и базо-коллекторном переходе насыщенных транзисторов 1 3|у, - намагничивающий ток дросселя 7; Sg - сС1противление обмотки 8 дросселя 7., При этом транзисторы 12 и 16 узла 11 сравнения и формирователя 13 соответственно закрыты и обмотка 9дросселя 7 не оказывает влияния на время его перемагничивания. При возникновении несимметрии перемагничивания сердечника выходного трансформатора 19 на выходе датчика 10образуются импульсы напряжения с амплитудой, превышающей Uop , в результате чего транзистор 12 узла 11 сравнения открывается и обмотка 9 дросселя 7 через транзистор 16 формировс.теля 13 закорачивается. К базоколлекторному переходу насьгщенного транзистора 1 через диод 2 прикладывается напряжение обмотки 5 трансформатора 3, смещающее его в обратном направлении. Насыщенный транзистор 1 переходит в активный (граничный) режим. Изменение длительности преоывания силовых транзисторов 1 в насыщенном состоянии to ) приводит к изменению, вольт-секунд напряжений на обмотках силового трансформатора 19, компенсирующему несиг/ метрию.

в В начале каждого полупериода транзистор 16 формирователя 13 выключается транзистором 15, который открывается на короткое время напряжением, поступающим с обмотки 6 трансформатора 3.

В схеме обеспечивается обнаружение наступающего насыщения сердечника силового трансформатора 19 еще до его появления, когда увеличение коллекторного тока транзисторов 1 мало заметно, что достигается при

помощи датчика тока, амплитуда напря жения на выходе которого пропорциональна токам намагничивания обмоток трансформатора 19.

Исключение режима одностороннего насыщения выходного трансформатора уменьшает динамические потери мощности в силовых транзисторах и устраняет импульсы токов через них, что повышает КПД и надежность работы преобразователя постоянного напряжения.

UKSI tar

-3:

f.

Л

-L. to2 .fij

Фаг.2