Преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1985 года по МПК H02M7/538 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры Известны преобразователи напряжения, содержащие силовые транзисторы связанные с трансформатором со средней точкой в первичной обмотке и нагрузку 1J. Недостатком этого устройства является узкий диапазон перестройки частоты генерации, которая определяется характеристиками трансформаторов. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовые транзисторы, коллекторы которых соединены с -;Т1ервичной обмоткой трансформатора, имеющего базовую обмотку и обмотку управления, причем средняя точка первичной обмотки и точка соединени эмиттеров силовых транзисторов соединены с входными выводами, а также времязадакяцую RC-цепь и защитные диоды С2 J. Недостатками известного устройства являются низкий КПД за счет длительного процесса закрывания транзисторов и узкий диапазон перестройки частоты преобразования. Цель изобретения -. повышение КПД и расширение частотного диапазона. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь постоянн го напряжения, содержащий силовые транзисторы, коллекторы ксэторых сое динены с первичной обмоткой трансфор матора, имеющего базовую обмотку и обмотку управления, причем средняя точка первичной обмотки и точка соединения эмиттеров силовых транзисторов соединены с входны№1 выводами а также времязадакядую RC-цепь и защитные диоды, введены дополнительны транзисторы, коллектор-эмиттерные переходы которых включены параллель базоэмиттерным переходам силовых транзисторов,а базы дополнителыаж транзисторов соединены с соответствующими обкладками конденсатора времязадающей RC-цепи,подключенной через резистор и обмотке управления а база силовых транзисторов соедине на с базовой обмоткой, причем базозмиттерные переходы силовых и допол нительных транзисторов зашунтировань защитными диодами. На чертеже представлена схема предлагаемого преобразователя постоянноно напряжения. Устройство содержит силовые транзисторы 1 и 2, соединенные коллекторами с трансформатором 3, первичную обмотку со средней точкой 4, базовую обмотку 5, обмотку 6 управления, дополнительные транзисторы 7 и 8, установленные коллектор-эмиттерными переходами параллельно базоэмиттерным переходам силовых транзисторов 1и 2, базы дополнительных транзисторов соединены с обкладками конденсатора времязадающей RC-цепочки 9 и 10 и регулировочного резистора 11, общую шину 12,обратные диоды 13-16,шунтирующие управляющие переходы силовых и дополнительных транзисторов, пусковые резисторы 17 и 18, установленные с коллектора каждого силового транзистора на базу другого, ограничительный резистор 19 в цепи базовой обмотки. Преобразователь работает следующим образом. При подаче питающего напряжения через пусковые резисторы 17 и 18 на базах силовых транзисторов 1 и 2появляется напряжение смещения, вследствие чего начинается процесс генерации преобразователя напряжения, а на обмотках выходного трансформатора 3 появляется напряжение, и силовые транзисторы 1 и 2 переходят на управление от базовой обмотки 5 через ограничительньй резистор 19 и один из обратных диодов 14 или 15. Фаза базовой обмотки 5 выбрана так, что образуется положительная обратная связь по напряжению с силовыми транзисторами 1 и 2. При отсутствии дополнительных транзисторов 7 и В и обмотки 6 управления с RC-цепочкой 9-11 преобразователь напряжения работал бы на собственной частоте преобразования, определяемой временем перемагничивания; выходного трансформатора 3 с низким КПД, так как такой преобразователь работает с заходом выходного трансформатора 3 в область глубокого насьщенйя магнитопровода и с большими потерями на переключение в силовых транзисторах и потерями в магнитопроводе трансформатора на сравнительно низких частотах переключения.

Введение дополнительных транзис-. торов 7 и 8, обмотки 6 управления с ис-цепочкой 9-11 и обратными диодами 13 и 16, шунтирующими управляющие переходы дополнительных транзисторов 7 и 8, создает контур принудительного переключения силовых транзисторов с частотой, пропорциональной постоянной времени RC цепочки 9-11, при этом рабочая частота преобразования устанавливается вьппе собственной частоты, определяемой временем насьваения магнитопровода трансформатора, частота преобразования может регулироваться регулировочным резистором 11.

В процессе работы преобразователя напряжения на конденсаторе 9 образуется треугольное переменное напряжение, управлякяцее подобно базоной обмотке 5 дополнительными транзисторами 7 и 8 через один из обратных диодов 13 и 16 в зависимости от полярности напряжения на обмотке 6 управления, при этом дополнительные транзисторы, включаясь, выключают силовые транзисторы

t-и 2. ; ;. . . . .

Фаза управлянхцей обмотки 6 выбрана так, что включается после некоторой постоянной времени, определяемой RC -цепочкой 9-11, тот дополнительный транзистор 7 или 8, у

которого в данный момент включен силовой транзистор 1 или 2, тем самым обеспечивается режим работы силового трансформатора на линейном участке кривой намагничивания магнитопровода выходного трансформатора с малыми потерями в магнитопроводе ив силовых транзисторах преобразователя напряжения.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет обеспечить работу трансформатора на линейном участке кривой : намагничива.ния{ магнитопровода, а также увеличить КПД, так как управляницее напряжение (С -цепочки действует не в контуре баз силовых транзисторов, а в контуре баз дополнительных транзисторов при токах на порядок меньших, что сокращает потери на управление, а также расширяет частичный диапазон, так как повыщается крутизна фронтов переключения силовых транзисторов за счет формирования их дополнительными транзисторами. Повышение крутизны фронтов силовых транзисторов также повьшает КПД, сокращаеЧ- потери на переключение и позволяет в 5-10 раз поднять частоту преобразования.

Кроме того, в предлагаемом устройстве силовой трансформатор более простой по конструкции, с меньшим числом управлЯкщих обмоток

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОТО , содержаний силовые трайЗйсторы коллекторы которых ; соедияетл е первичной обмоткой Траясфорнатора имеющего базовую обмотку и обмотку управления,, причем средняя точка первичной обмотки и . точка соединения эьшттеров силовых транзисторов соединены с входными выводами, а также времязадающую RC-цепь и защитные диоды, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения его КПД и расширения частотного диапазона, в него введены дополнительные транзисторы, коллектор-эмиттерные переходы которых включены параллельно базоэмиттерным перекодам силовых транзисторов, а базы дополнительных транзисторов соединены с соответствующими обкладками конденсатора времязадающей КС-цепи, подклаоченной через резистор к обмотке управления, а база силовых транзисторов соединена с базовой (Л обмоткой, причем базоэмиттерные переходы силовых и дополнительных транзисторов зашунтированы защитимей диодами, , ф