Преобразователь напряжения Советский патент 1985 года по МПК H02M7/5375 

Изобретение относится к электро нике и может быть использовано для преобразования постоянного напряжения в тюстоянное или переменное на пряжен-ие. Цель изобретения - повышение КПД и надежности преобразователя напря жения путем улучшения симметрии раб ты усилителя мощности преобразовате напряжения. На чертеже представлена принци-Ниальная схема преобразователя на пряжения. Преобразователь содержит усили тель мощности на транзисторах 1 и 2 и трансформаторе 3, стабилизатор 4 напряжения, ограничивающие резисто ры 5 и 6, дополнительные диоды 7 и 8, форсирующие диоды 9 и 10, конденсатор 11, задающий генератор 12 с основными 13,14 и дополнительными 15,16 выходами и общим вьшодом I7. Коллекторы силовых транзисторов 1 и 2 подключены к первичной обмот ке трансформатора 3, средняя точка этой обмотки через стабилизатор 4 соединена с одной из выходных кле устройства. Другая входная клемма, устройства является общей и соединена с низкопотенциальным вьшодом стабилизатора 4, эмиттерами силовых транзисторов 1,2 и вьтодом средней точки задающего генератора 12. Основные выходы 13 и 14 задающего генератора 12 подключены через ограничива ющие резисторы 5 и 6 к соответствующим базам транзисторов 1 и 2, последние через последова- тельно включенные диоды 7,9 и 8,10 соответственно подключены к допол нительным выводам 15 и 16 задающего генератора 12. К точкам соеди- нения диодов 7 с 9 и 8 с 10 подключены обкладки конденсатора 11 . Выходом устройства являются выводы .вторичной обмотки трансформатора 3. Преобразователь работает следующим образом. Напряжение.питания Ug подается на входные клеммы стабилизатора напряжения, стабилизированное напря жение , с выхода которого поступает на вход двухтактного усилителя мощности (средннж) точку первичной о мотки трансформатора З) и коммутируется транзисторами I и 2, на базы которых через ограничительные резисторы 5 и 6 поступают парафазны 32 сигналы с выходов 13 и 14 задающего генератора. Вследствие этого на обмотках трансформатора и, следовательно , на выходе устройства присутствует стабилизированное напряжение прямоугольной формы. При продолжительном потенциале на выходах 13 и 15 задающего генератора к базе транзистора 1 приложено отпирающее напряжение, а к базе транзистора 2 - запирающее. Конденсатор 11 заряжен до напряжения и -2U,,(U. и.), где и - напряжение на выходе 16; Ug - прямое падение напряжения г на переходе база-эмиттер; Un падение напряжения на диоде В момент изменения полярности сигналов на выходах задающего генератора 1 2 к базе транзистора 1 через смещенные в прямом направлении диоды 7 И 9 прикладывается запирающее напряжение с выхода 15, К базе транзистора 2 через смещенные в прямом направлении диоды 8 и 9 прикладьшается сумма напряжений на выходе 15 (и) и напряжения на конденсаторе 11 (и. ) . Транзистор 2 удерживается в закрытом состоянии на время пе.резаря да конденсатора. Ток перезаряда конденсатора 11 протекает с выхода I4 задающего генератора через резистор 6 диод 8, конденсатор 11, диод 9 на выход 15. Когда потенциал нижней обкладки конденсатора достигает величины Uq , открьгоается транзистор 2 ri перезаряд конденсатора заканчивается. Диод 7j смещенный в обратном направлении, препятствует снижению потенциала верхней обкладки конденсатора до напряжения - U ,которое устанавливается на базе транзистора 1 по окончании процесса рассасывания носителей в базе. В следующий полупериод процессы повторяются. Величина емкости конденсатора выбирается такой, чтобы время перезаряда конденсатора было равно максимально возможному времени рассасывания избыточных носителей в базе транзистора. Таким образом исключается одновременность открытого состояния обоих транзисторов, т.е. исключается возможность появления сквозного тока.

Улучшение симметрии плеч усилитея мощности достигается за счет введеия в цепи запирающего транзистора тока, диодов 7 и 8 вместо резистора. Это позволяет снизить сопротивление j цепей и .сократить время рассасьшания носителей в базах транзисторов. Вместе с тем уменьшается длительность фронта отпирающего тока, поскольку перезаряд конденсатора 11 практически 10 заканчивается при достижении порога отпирания силовых транзисторов и весь ток начинает течь в базы тран зисторов.

При этом напряжение на базах сИ 15 ловых транзисторов не превьш1ает ве личины допустимого обратного напря- жения tJj и обеспечивается надежная работа преобразователя. Это дос тигается подключениемдиодов 9 и 10 20 к дополнительным выходам задающего генератора с напряжением U/, + .

+ Urt . Напряжение заряда конденсатора 1 1 не превьппает Uj так как диоды 7 и 8 препятствуют перезаряду конденсатора до напряжения U, и напряжение на базах транзисторов не превьщ1ает величины 2Uq .

В качестве дополнительных выходов задающего генератора могут быть ис пользованы отводы от выходной обмотки его трансформатора.

Повьшение КПД устройства так же достигается заменой резисторов диодами 7 и 8, что позволяет ускорить процессы переключения, улучшить симметрию работы плеч и тем самым обес печить более высокий КПД.

Таким образом, благодаря введению двух диодов вместо резисторов и подключению соответствующих электродов известных диодов к дополнительным выходам задающего генератора,уда лось по сравнению с известным уст- ройством являющимся базовым объектом, повысить КПД устройства при одновременном повышении надежности.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕ- . НИЯ, содержащий задающий генератор, двухтактный усилитель мощности на транзисторах и трансформаторе, два форсирующих диода, два ограничиваю щий резистора и конденсатора, причем эмиттеры транзисторовподключены к первому входному вьшоду, средняя точка первичной обмотки трансформа-тора соединена с вторым входным . водом, выходная обмотка трансформа тора подключена к выходным вьшодам преобразователя, базы транзисторов через ограничивающие резисторы соединены с основными противофазными выходами задающего генератора, общий вывод которого подключен к первому входному выводу, а конденсатор между первыми выводами форсируклцгх диодов, отличающийся тем, что, с целью повьшения КПД и надежности преобразователя напряжения путем улучшения симметрии работы усилителя мощ-ности, он снабжен двумя дополнительными диодами и двумя дополнительными противофазными вькодами задающего генератора, каждый из которых подключен к второму выводу соответствующего форсирующего диода, каждый из дополнительных диодов подключен своим первым выводом к базе соответствующего транзистора, а вторым выводом - к первому ВЫВОДУ соответствующего форсируS ющего диода, причем величина напряжения и.на . дополнительных выходах за(Л дающего генератора, должна удовлетворять следующему соотношению: ,5Uc. +Ud Vn I -допустимая величина обгде и Лоп ратного напряжения на переходе эмиттер-база ел транзисторов; -падение напряжения на i диоде в прямом направлении. со

%

I

±