Двухтактный преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1984 года по МПК H02M3/335 

Изобретение (ггпос ; - , -. ной радноэле стр(знккс ч Hi;;:/ применение в устройс/г ;; - :.;.;лспитания радиоэлетчтрогп:.;:; j-iiii-,

Для питания элект11о;;и: угприменяются конверторы. 1:1-,:П.

по ПОЛУМОСТОВОЙ или МОСТОРОП

с непосредственным плирямлеит-;: вого напряжения и ца.пь/еГгии-м i разованием его н;:; io ji;i::iGi:.n4 тоте в необходимые момг и.пь rii него напряжения.

Известен полумостовой niC ватель, содержащий два оспои транзистора 3 выходной траисф с обмотками подою1тельно: пб связи, подключенными к вхсда с новных транзисторов че1эс: отр; тельные резисторы, н всло.ог.ял обмотками, соединеншлмн с oCiMo-j положительной обратной сзязк,, ;также время задающий двухобмо7г( дроссель насыщения, од)И конм;моток которого соединены чсрег) с обмотками обратной связи,, а ,.: гие - с управляю:щ ми перехо,;:ат/ новных транзисторов ,

Недостатками устройства ;з.;;малая надежность работ 1 и-з Torii, ных частотах из-за cyiii:ecT: e:: ro асимметрии длительности;:; зл;:;0-г состояния силовьх транзистосо:: нестабильность частоты rioec ip-:-: няя при изменении напрялсенк :;

НИН .

Известен таклсс .освертор, содержащий два ос: транзистора, выходной грг : с- обмоткам ; поло};ште;;:ы1О связи, подключекнымк к ных транзисторов -дсрез orv ные резисторы, и :ocпo i :i w обмотками,, соединеннымг с положительной обратной 3 адающий д в ухо бмот оч 11 ьи-: р, насьщения, одни iconvib c;5i-:i торого соединень через , мотками обратной связи, : /.:;;; связаны с управляюатимрь перггх: основных транзисторов ч зсги тельные транзисторы, кодлетггс дого из которых подключе: : -/с диод к базе основного тзЕ1ип ; переход база--эг-шттер зашунтиг резистором, база через рези

г динена с другим обмот), дросселя 5 а эмиттер тюдклю ш; ходу вспомогательной обмоткгт

1 1 1Г

1 1 I I т

;пл С выKCK-ii-i/TupyboiiiH.к трачзистстрон 5 частотозадаюший иялуктивнын блок, первый вывод KOT-TDcro подключе.ч к средней емкостного делителя, второй выпод связан с: выходом уср лителя рзссогласспапня а осталг ные выводы через диоды и дополнительные.обмотки трансформатора - с управля;01Шьш переходами комьг/тируюишх транзисторов,, при этг:-;--: средняя точка резнеTUTiiioro д,едисдя. включенного парал лельно емкгзстному делителю, подсоединена к входу усилите.ая рассогласооамия, другоГЕ вход которого соеди lie; со среди1:й точкой емкостного да /ИГ г л я , знестный конвертор имеет- автома тический симметрирован 1я , ис: зависяишй от технологического разброса параметров полупроводникевых npiiOopoB; исключает py4iiyin регулировку режима симметрирования и noBtiiiiiacT надежиост конвертора jlTo имеет большое значе1П1е в условиях серий юго производства 4 . Од1гако вследствие использования двух дросселе, работаюигих на неполной петле гистерезиса 5 при случайиог отказе любого элемента схемы еим етрированит неизбежно в ixoдит И: строя один из силовых транзисто ров. что приводит к отказу конверто ра. Таким образом, этот конвертор недостаточно гтадеже. Кроме того, исгюдъзоиание Д1зух дросселей услож 1яет схему конвертора и соответст,пе1н-ю сборку и настройку, а схема симметр1- розания имеет большую нестабидьность изг-емсиия частоты пре обоазования при гз еиени:- нааряке y -i i f i ГГ -1 П я Цель изобрете 1ия повы1иение на дежности и технологичнос ти изготовления, Г1оставле П ая цель достигается теМ; что в двухтактный преобразова тель постоянно о напряжения в постоянное, вь Г1однеи1 ый по схеме юст тглечи которого образова; Ы коммутирующими транзисторами и емкостньи делргтелем. траЕ1сформатор j первична обмотка которого включена в диагоi 3jTb моста, другая диагональ которого подключена к входным выводам, а вторичная обмотка через выпрямитель и емкостный фильтр подсоедине к выходным выводам,, при зтом обмот по.лоло-ггельной обратной связи через рйвляюпптм переходаг- с о ответе тпукгш х .5утирую1Цих т 5анзисторов , частотоза.даготий индуктивный блок, первьп которого подключен к средней точке емкостного делителя ,второГ вывод связан с выходом усилителя рассогласования, а оста.дьные выводы через диоды и дополиителыпле обмотки трансформатора связаны с управляюи1И ;и пepexoдa пl коммутирую Щ1х транзисторов, при этом средняя точка резистивного делителя, включен} ого иаралде-пьно e кocтнoмy делителю, подсоединена к первому входу усилителя рассогласованр:я, другой вход которого соединен со средней точкой емкостного де:п1теля, введены два регулируюлих транз;1стора противоположного типа провод1-1г- ости, базы которых соедипень: с выxoдo усилителя рассогласова1Н1я, эмиттеры подключены к средней точке ег-н остного деаителя, а коллекторы через соответствующие раз.делительные диоды и общий резистор соеди; ены с зтepы ; выводом частотозадающего индуктивного блока выполне;пюго в виде трехобмоточного дросеедя , На чертеже изображена принципиальная схема двухтактного преобразователя постоянного 11апряжер{ия в постоянное , Преобразователь выполнен на коммутир у -оигих транзисторах 1 и 2 и снабжен вь ходным трансфор атором 3, первичная 4 .которого включена в диагональ моста, образовап юго транзисторами 1 и 2 и емкостным делителе ; на конденсаторах 5 и 6. Обмотки 7 Г 8 иоломштельной обратной связи через базовые резисторы 9 и 0 ;тодключе;1Ы к соответствую1щ-:м управляющим переходам транзисторов 1 и 2, Вторичные обмотки 1 1 трансфор атора 3 через зь пpя cггeль на диодах 12 и 13 pf емкостнь;й фильтр 14 подклгс гены к выходны вывода ;. Лросс-ядь 15 входит в ггастотозадаюшего ин.дуктивного блока с обмотками 16 и 17, которые подсоединены соответственно ; дoпoлнIIтeJгыiы обмоткам 18 и 19 трансформатора 3 через диоды 20 ri 21 и базоэмиттерные ггереходы транзисторов 1 и 2, шунтированные сготпетстзенно диодам 22 и 23. Тро.т;.51 пбмотка 24 дросселя 1 .S соед1-и ена через резистор 25 и разде.дите.д-.н.е

диоды 26 и 27 с регулируюи5ими транзисторами 28 и 29, к базам которых подключен выход усилителя 30 рассогласования. Инверсный вход операционного усилителя 30 рассогласования соединен со средней точкой делителя напряжения на резисторах 31 32, включенного параллельно емкостному делителю напряжения на конденсаторах 5 и 6, к средней точке которого подключен прямой вход усилителя 30. Питание усилителя 30 осуществляется двумя однополупериодными вьтрямителями на диодах 33 и 3 и конденсаторах 35 и 36 от дополнительного отвода первичной обмотки 4 трансформатора 3.

Устройство работает следующим образом.

Транзисторы 1 и 2 поочередно подключают к конденсаторам 5 и 6 первичную обмотку 4 трансформатора 3. При включении транзистора 1 первичная обмотка 4 подключается к конденсатору 5. Базовый ток транзистора 1 обеспечивается при этом обмоткой 7 положительной обратной связи трансформатора 3. К обмотке 16 дросселя 15 через диод 20 приложено напряжение обмотки 18 трансформатора 3. Под действием этого напряжения дроссель перемагничивается и при достижении им состояния насыщения ток через обмотку 18 трансформатора 3 резко возрастет, что приводит к запиранию транзистора 1 и опркидьгеанию преобразователя. Затем включается транзистор 2 и процесс протекает аналогично.

При превышении напряжения на одном из конденсаторов, например на конденсаторе 6, между средними точками емкостного и резистивного делителя напряжения возникает разность потенциалов. Усилитель 30 открывает транзистор 28 и закрывает транзистор 29. При открытом транзисторе 2 напряжение положительной ,полярности с обмотки 24 симметрирования дросселя 15 через диод 26 подается на коллектор транзистора 28. При этом через транзистор 28 протекает ток, размагничивающий сердечник дросселя 15, в результате чего увеличивается время открытого

состояния транзистора 2. При открытом транзисторе 1 на коллектор транзистора 29 с обмотки 24 симметрирования дросселя 15 подается напряжение отрицательной полярности. А так как транзистор 29 закрыт, размагничивание сердечника дросселя 15 не происходит. Таким образом, путем регулирования тока размагничивания в обмотке 24 симметрирования происходит управление временем открытого состояния транзистора 2, за счет чего напряжение на конденсаторе 6 уменьшается и асимметрия напряжения на конденсаторах 5 и 6 устраняется автоматически.

Регулирование тока размагничивания на обмотке 24 симметрирования дросселя 15 позволяет обеспечить стабилизацию частоты преобразования устройства при изменении напряжения питания.

При превышении напряжения на другом конденсаторе, например на конденсаторе 5, схема симметрирования работает аналогичным образом. При этом регулируется длительность открытого состояния транзистора 1 за счет протекания тока размагничивания

через транзистор 29.

В результате преобразователь работает в режиме автоматического устранения асимметрии.

Выход из строя любого полупроводникового элемента схемы симметрирования: усилителя 30,диодов 26, 27, 33 и 34, транзисторов 28 и 29, не приводит к отказу работы конвертора, в частности к отказу транзисторов 1 и 2. Б этом случае конвертор работает без автоматического симметрирования под управлением обмоток 16 и 17 дросселя 15.

Величина асимметрии при отказе

схемы симметрирования определяется величиной неуправляемого тока размагничивания обмотки 24 дросселя 15 через резистор 25.

Таким образом, изобретение обеспечивает надежность конвертора при эксплуатации и высокую стабилизацию частоты преобразования конвертора при изменении напряжения питания, увеличивает диапазон симметрироваНИН примерно на 50%.

:с

/«

ДВУХТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, вьшолненный по схеме моста, плечи которого образованы коммутирующими транзисторами и емкостным делителем, трансформатор, первичная обмотка которого включена в диагональ моста, другая диагональ которого подключена к входным выводам, а вторичная обмотка через выпрямитель и емкостный фильтр подсоединена к выходным выводам, при этом обмотки полоткительной обратной связи через базовые резисторы подключены к управляющим переходам соответствующих коммутирующих транзисторов, частотозадающий индуктивньм блок, первый вывод которого подключен к средней точке емкостного делителя, второй вывод связан с выходом усилителя рассогласования, а остальные выводы через диоды и дополнительные обмотки трансформатора связаны с управляюищми переходами коммутирующих транзисторов, при этом средняя точка резистивного делителя, включенного параллельно емкостному делителю, подсоединена к входу усилителя рассогласования,другой вход которого соединен со средней i точкой емкостного делителя, о т л ичающийся тем, что, с целью повьт1ения надежности в работе и улучшения технологичности изготовления, в него введены два регулирующих транзистора противоположного типа проводимости, базы которых соединены с выходом усилителя рассогласования,эмиттеры подключены к средней точке емкостного делителя, а коллекторы через соответствующие разделительные диоды и общий резистор соединены с со вторым выводом частотозадающего 00 индуктивного блока, вьтолненного в со виде трехобмоточного дросселя.