Транзисторный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1984 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания устройств радиотехники автоматики и вЪгчислительной техники. Известны транзисторные преобразователи постоянного напряжения, содержащие силовой трансформатор, вторичная обмотка которого подсоединена через выпрямитель к выходным вы водам преобразователя, а первичная обмотка связана с силовьми электродами силовых транзисторов, управляю щие переходы которых соединены чере резисторы с базовыми обмотками сило вого трансформатора, дополнительные обмотки которого, соединенные согласно-последовательно с базовыми обмотками, подключены к первым выводам обмоток дросселя насьщения, вторые выводы которого подключены через запирающие диоды к базам сило вых транзисторов преобразователя l и 2J. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является транзисторный преобразователь постоя ного напряжения, содержащий силовой трансформатор, вторичная обмотка ко торого подсоединена через выпрямитель к выходным выводам, а первична обмотка .связана с выходными электро дами силовых транзисторов преобразо вателя, управляющие переходы которы шунтированные обратными диодами, соединены через резисторы с базовыми обмотками силового трансформатор дополнительные обмотки которого, включенные согласно-последовательно с базовыми обмотками подключены к первым выводам обмоток дросселя насьщения, вторые выводы которых подсоединены через запирающие дийды к базам силовых транзисторов преобразователя, а также потенциометр, крайние выводы которого подсоединены через разнонаправленные диодь к второму выводу одной из обмоток дросселя насьщения, причем первый вьтод упомянутой обмотки и средний вывод потенциометра подключены к выводам управляющей обмотки силово.го трансформатора з. . Недостатком известных устройств является их низкая надежность вслед ствие сложности схемы симметрирова- ния работы силового трансформатора. Целью изобретения является повышение надежности транзисторного преобразователя постоянного напряжения путем симметрирования работы силового трансформатора. Поставленная цель достигается тем, что в транзисторном преобразователе постоянного напряжения, содержащем силовой трансформатор, вторичная обмотка которого подсоединена через выпрямитель к выходным выводам, а первичная обмотка .связана с выходными электродами силовых транзисторов преобразователя, управляющие переходы которых, шунтированные обратньпу1и диодами, соединены через резисторы с базовьпчи обмотками силового трансформатора, дополнительные . юбмотки которого, включенные согласно-последовательно с базовыми обмотками, подключены к первым выводам обмоток дросселя насыщения, вторые вьшоды которых подсоединены через запирающие диоды к базам силовых .транзисторов преобразователя, а также потенциометр, крайние выводы которого подключены через разнонаправленные диоды к второму выводу одной из обмоток дросселя насьщения, средний вывод потенциометра подключен к первому вьгооду одной из обмоток дросселя насьщения непосредственно. На чертеже представлена схема полумостового транзисторного преобразователя постоянного напряжения. Предлагаемый преобразоватехГь содержит силовой трансформатор 1, вторичная обмотка 2 которого соединена через выпрямитель 3 с выходными вы.водами, а первичная обмотка 4 связана с силовыми транзисторами 5 и 6 преобразователя, управляющие переходы которых, шунтированные обратными диодами 7 и 8, подсоединены через резисторы 9 и 10 к базовым обмоткам 11 и 12 силового трансформатора 1, дополнительные обмотки 13 и 14 которого подключены к первым выводам обмоток 15 и 16 дросселя 17 насьщения, вторые выводы которых подсоединены через защищающие диоды 18 и 19 к базам силовых транзисторов 5 и 6 преобразователя, а также потенциометр 20, крайние выводы которого соединены через разнонаправленные диоды 21 и 22 к второму выводу обмотки 16 дросселя 17 насьщения, и конденсаторы 23-25. Устройство работает следующим образом. Предположим, что транзистор 6 закрыт, а транзистор 5 открыт положительным напряжением, поступающим на его базу через резистор 9 от обмотки 11 трансформатора 1, При этом происходит перемагничивание сердечника дросселя 17 от напряжения обмотки 13 трансформатора 1. Через обмотку 15 течет ток холостого хода - ток намагничивания, вызывая падение напряжения на диоде 18, при этом в цепи перемагничивания на ряжение обмотки 13 складьгоается с напряжением эмиттер-база транзистора 5, и из этого напряжения вычитается падение- напряжения на диоде 18 При насыщении сердечника дросселя 17 ток в цепи обмотки 15 возрастает с этой же крутизной, определяе мой параметрами дросселя, с этой же крутизной уменьшается ток базы тразистора 5. После уменьшения тока базы до нуля к переходу эмиттер - б за прикладывается обратное напряжение. Начинается процесс рассасывания избыточного заряда в области ба зы транзистора 5, после окончания которого происходит регенеративное переключение транзисторов 5 и 6 преобразователя. Транзистор 5 запир ется, а в момент достижения током . коллектора транзистора 5 тока намаг ничивания трансформатора 1, протека щего в обмотке А, происходит измене ние полярности напряжения на его обмотках. В результате отпирается транзистор 6 и начинается обратное перемагничивание сердечника дросселя 17. Через обмотку 16 течет ток холостого кода - ток намагничивания вызьтая падение напряжения на диоде 19. При этом в цепи перемагничивания напряжение обмотки 14 складьгоае ся с напряжением эмиттер-база транзистора 6 и из этого напряжения вычитается падение напрядения на диоде 19. При насыщении сердечника дросселя 1 7 в другом направлении ток в це пи обмотки 16 возрастает с крутизно определяемой параметрами дросселя, с этой же крутизной уменьшается ток базы транзистора 6. После уменьшени тока базы до нуля к переходу эмиттер-база прикладьшается обратное напряжение. Начинается процесс рассасывания избыточного заряда в области базы транзистора 6, после око чания которого происходит регенеративное переключение транзисторов 5 и 6 преобразователя. Транзистор 6 запирается, а в момент достижения током коллектора транзистора 6 тока намагничивания трансформатора 1 происходит изменение полярностинапряжения на его обмотках. И снова цикл повторяется. Ясно, что времена полупериодов зависят от напряжений питающих обмоток 11-14, падений напряжения на диодах 18 и 19, переходах эмиттер-база и коллектор-эмиттер транзисторов 5 и 6, времени рассасывания и статических коэффициентов усиления транзисторов 5 и 6, сопротивлений базовых цепей. Для компенсации несимметрии, вызванной указанными факторами, введена цепь из потенциометра 20 и двух диодов 21 и 22. Указ 1нная цепь создает несимметричную нагрузку на обмотке дросселя 17 и тем самым вызывает появление тока подмагничивания дросселя 17, искажая его кривую перемагничивания таким образом, что сокращается время одно- го полупериода и увеличивается время другого полупериода работы преобразователя. Таким образом возможно симметрировать режим работы трансфор-, матора преобразователя. При равенстве всех входящих факторов, влияющих на перемагничивание дросселя, движок потенциометра устанавливается посредине, создавая и равные потери в дросселе. Указанная цепь из двух диодов и потенциометра может быть использована и в пpeoбpaзoвaтeлёV содержащем однообмоточньй времязадающий дроссель насьпцения. Изобретение позволяет использовать в преобразователе дешевые транзисторы, так как отсутствует необходимость в выборе транзисторов по току с учетом перекоса. Кроме того, отсутствие одностороннего подмагничивания снижает затраты на медь трансформатора, причем повышается КПД преобразователя и уменьшаются затраты на радиаторы, снижается потребление реактивной мощности от сети, улучшается коэффициент мощности установки, содержащей преобразователь, а также уменьшаются затраты на фильтр для подавления радиопомех.

511309846

Дополнительным техническим преиму- го напряжения, так как оно не имеет переществом предлагаемого преобразовате- менной составляющей на частоте преобраяя является улучшение качества выходно- эования, а только на удвоенной частоте,

ТРАНЗИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий силовой трансформатор, вторичная обмотка которого подсоединена через вьшрямитель к выходным выводам, а первичная обмотка связана с выходными электродами силовых транзисторов преобразователя, управляющие переходы которых, шунтированные обратными диодами, соединены через резисторы с базовыми обмотками силового трансформатора, дополнительные обмотки которого, включенные согласно-последовательно с базовыми обмотками, подключены к первым выводам обмоток дросселя насыщения, вторые выводы которых подсоединены через запирающие диоды к базам силовых транзисторов преобразователя, а также потенциометр, крайние выводы которого подключены через разнонаправленные диоды к второму выводу одО ной из обмоток дросселя насыщения, отличающийся тем, что, с целью повьппения надежности путем симметрирования работы силового трансформатора, средний вьгоод потенциометра подключен к первому выводу одной из обмоток дросселя насыщения непосредственно. СО о со 00 4

+ 0