Двухтактный самовозбуждающийся преобразователь напряжения Советский патент 1984 года по МПК H02M3/335 

со

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть ис пользовано при разработке источнико вторичного электропитания. Известны схемы самовозбуждающихся преобразователей, в которых в ка честве ко мутирую1дего элемента, опр деляющего частоту преобразователя, используется либо коммутирующий дро сель 1, либо коммутирующий трансформатор 2 . К недостаткам этих схем относится зависимость частоты преобразования от величины входного напряжения. К тому же, наличие коммутирующего дросселя или трансформатора усложняет эти устройства. Известен также самовозбуждающийся инвертор, содержащий в качестве коммутирующего элемента транзисторный аналог однопереходного транзистора 3 . Однако в этой схеме используетск пассивное запирание силовых транзис торов, что по сравнению со схемой активного запирания ведет к большей асимметрии плеч конвертора, вызываемой технологическим разбросом тран зисторов по времени рассасывания неосновных носителей. Наиболее близким по технической сущности является преобразователь, содержащий полумострвую ячейку на силовых транзисторах, базы которых подключены к соответствующим крайни выводам обмоток положительной обрат ной связи выходного трансформатора, шунтированных частотно-задающим RC-цепями, а их эмиттеры к отводам от этих обмоток, причем конденсаторы КС-цепи подключены к входу ком мутирующих элементов на транзистоpajc, выходы которого, коллектор, по ключены к базам силовых транзисторов. Частота переключений преобразова теля определяется параметрами RC-це пи. В данном преобразователе функции задающего генератора и усилител мощности совмещены в одном устройст ва 4. Однако в преобразователе не удает ся получить высокую стабильность час тоты преобразователя при изменении входного напряжения преобразователя Цель изобретения - повышение стабильности частоты преобразования. Поставленная цель достигается тем что в преобразователе, содержащем полумостовую ячейку на силовых транзисторах, базы которых подключены через токоограничительные резисторы к соответствующим крайним выводам обмоток положительной обратной связи иыходного трансформатора, шунтированных частично-задающими RC-цепями, а их эмиттеры к отводам от этих обмоток, причем конденсатор каждый КС-цепи подключен к входу соответствующего коммутирующего элемента, последние выполнены в виде двухтранзисторного аналога однопереходного транзистора, выход которого подключен к соответствующей средней точке вновь введенных делителей напряжения на резисторах, подключенных через дополнительные диоды к базам силовых транзисторов и вторым крайним выводам обмоток положительной обратной связи. На чертеже приведена принципиальная схема преобразователя. Преобразователь содержит полумостовую ячейку на конденсаторах 1, 2 и силовых транзисторах 3, 4, базы которых подключены через токоограничительные резисторы 5 и б к крайним выводам обмоток положительной обратной связи 7 и 8 выходного .. трансформатора 9, шунтированных час тотно-задающими КС-цепями из резисторов 10 и 11 и конденсаторов 12 и 13, а эмиттеры подключены к отводам от этих обмоток, причем конденсаторы КС-цепи содключены к входу коммутирующих элементов, выполненных на базе двухтранзисторного 14,. 15 и 16, 17 аналога однопереходного транзистора, выход которых подключен к средней точке делителей напряжения на резисторах 18, 19 и 20, 21, подключенных через дополнительные диоды 22 и 23 к базам силовых транзисторов и вторым крайним выводам обмоток положительной обратной связи. Базоэмиттерные переходы силовых транзисторов шунтированы обрат ными диодами 24 и 25. К выходной Обмотке.трансформатора подключен выпрямитель 26 с фильтром 27. Преобразователь работает следующим образом. Допустим на обмотке 8 действует напряжение положительной полярности. Тогда транзистор 4 открыт TQком, протекающим через его эмиттерный переход от обмотки 8 через резистор 6., Транзистор 3 заперт пряым напряжением диода 25, вызванного протекающим через него током от обмотки 7, через резистор 5. ервичная обмотка через открытый транзистор 4 подключена к конденатору 2, под действием напряжения оторого сердечник трансформатора перемагничивается. Транзисторы 16 17 ключевого усилителя заперты братным напряжением, приложенным участку эмиттер-база транзистсьа 17, и не оказывают влияния нараоту конвертора. Так как сопротйЬение .резистора 21 значительно болье сопротивлений резисторов 6 и 20, о ток протекающий через этот резисор под действием напряжения обмотки 8 мал и также не оказывает влияния на режим работы транзистора 4, Таким образом, напряжение на базе транзистора 17, определяющее порог срабатывания ключевого усилителя равно напряжению, действующему на базе транзистора . Конденсатор 13 под действием напряжения обмотки заряжается током, протекающим через резистор 11. Как только это напряжение превысит пороговое, транзисторы 16 и 17 лавинообразно открываются. К базоэмиттерному переходу транзистора 4 оказывается приложенным обратное напряжение и током, протекающим от обмотки 8 через базоэмиттерный переход транзистора 4, диод 23 и транзистор 16, транзистор 4 закрывается. Величина закрывающего тока определяется резистором 20, сопротивление которого берется в 5-10 раз меньше сопротивления резистора 6, и напряжением на обмотке Р, которое в 1,5-2 раза меньше нап|эяжения на обмотке положительной обратной связи. Полярность напряжения на обмотках трансформатора меняется. Открывается транзистор 3/ подключая первичную обмотку к конденсатору 1. Под действием обратног напряжения конденсатор 13 перезаряжается, транзисторы 16 и 17 закрываются. Диод 23 препятствует перезараду конденсатора 13 через базоэми1т:ерный переход транзистора 17, препятствуя тем самым повторному отгкрыванию транзистора 4. В дальнейше процессы в конверторе происходят как и при открытом транзисторе 4.

Время заряда конденсаторов 12 н 13 всегда должно быть меньше времени перемагничивания трансформатора 9.

Симметрирование плеч конвертора осуществляется резистором 10.

При заряде конденсатора напряжение на нем изменяется по экспоненциальному закону

ь 1

Ut (8 Ui2Hl-e)- U,.j.

В момент времени, равный полупериоу генерации, напряжение на конденсаторе сравнивается с пороговым напряжением ключевого усилителя. Подставляя эти значения в уравнение (2) получаем выражение для периода генерации

US+UIA

Т 2RC 1п

)

Амплитуда напряжения на обмотках 7 и 8 должна быть в 8-10 раз больше, чем максимально возможное прямое напряжение эмиттерного перехода, 5 что обусловлено как стремлением

избавиться от влияния на работу конвертора технологического разброса транзисторов по этому напряжению, так и стремлением добиться увеличения стабильности частоты преобразования.

Изобретение позволяет значительно повысить частоту преобразователя. Так, при изменении входного напряжения на +15% отклонение

частоты.преобразования от исходного значенияне превышает 3,5%.

ДВУХТАКТНЫЙ САМОВОЗБУЖДАЮЩИЙСЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий полумостовую ячейку на силовых транзисторах, базы КОТОЕЖК подключены через токоограничительные резисторы к соответствукяцим первым крайним выводам обмоток положительной обратной связи выходного трансформатора, шунтированных частотно-задающими RC -цепями, а их эмиттеры к отводам от этих обмоток, причем конденсатор каждой RC -цепи подключен Квходу соответствующего коммтируклдего элемента, отличающийся тем что, с целью повы-шения стабильности частоты преобразования, каждый коммутирукяций элемент выполнен в виде двухтранзисторного аналога однопереходного транзистора, выход которого подключен к i соответствующей средней точке вновь введенных делителей напряжения на СО резисторах, подключенных через дополнительные диоды к базам силовых транзисторов и вторым крайним выводам обмоток положительной обратной связи.