Однотактный преобразователь напряжения постоянного тока Советский патент 1985 года по МПК H02M3/335 

ч t . Изобретение относится к области электротехники и, в частности, может быть использовано при создани источников питания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является повыш ние КПД и надежности за счет улучше ния формы базового тока. На фиг. 1 приведена блок-схема однотактного преобразователя напряженин постоянного тока; на фиг. 2 временные диаграммы работы устройст ва. Вход сетевого выпрямителя 1 подк чен к сети, а его выход - к входу фильтра 2, выход которого соединен с входом усилителя 3 мощности, тран форматором 4 и ключевым транзисторо ключом 5. К выходу ттзансформатора 4 подключен вьтрямитель 6 и фильтры 7 выход которого служит выходом устро ства . Выход 8 узла, управления соединен с управляющим входом усилителя 3 мощности и выходом устройства через цепь 9 обратной связи. Транзистор 10 коммутирует через резистор 11 конденсатор 12, причем последовательно входной цепи транзистора 10 включен резистор 13. Параллельно ключевому транзистору 5 включен резистор 14 и конденсатор 15, а их разрядная цепь состоит из диодов 16 и 17. Схема ра:ботает следующим образом Сетевое напряжение вьшрямляется вьтрямителем 1, сглаживается фильтром 2 и поступает на усилитель 3 мощности, от которого переменное напряжение вьтрямляется выпрямителе 6 и сглаживается фильтром 7, на выходе, которого имеется постоянное напряжение. Узел 8 управления служит для вырабатывания импульсов тока, предназначенного для управления ключом 5 усилителя 3 мощности. Обра ная связь осуществляется через цепь 9 обратной срязи. В начальный момент, до поступления отпирающего импульса, ключ 5 заперт и конденсаторы 12 и 15 заряжены напряжение Uj. д, Up. . Узел 8 управления выдает ток управления i (фиг.2). При положител ном импульсе тока управления i- у+ открыт транзистор Ю, и на базу ключа 5, кроме тока управления, пос тупает отпирающий ток через резисто 11. Конденсатор 12 начинает разря772жаться. Уровень разрядки конденсатора 12 зависит от длительности отпирающего импульса тока Т, который проходя через резистор 11, экспоненциально уменьшается и отпирающий импульс тока базы i в начальный момент имеет большее значение а в конце достигает минимального значения. В момент г.з ток управлений меняет напраьление, транзистор 10 запирается и ключ 5 начинает . запираться, а конденсатор заряжается. Напряжение на ключе Uio повьшается экспоненциально. Пока оно достигает значения U, ключ 5 в течение интервала времени t - t -t успевает запереться благодаря наличию форсирующей цепочки в базовой цепи. Предлагаемая схема однотактного преобразователя напряжения постоянного тока позволяет получить крутой положительный фронт коллекторного тона ключа при последующем слабом насыщении, что способствует уменьшению потерь заднего фронта транзистора. То, что конденсатор 12 находится в разряженном состоянии, способствует существенному снижению потерь мощности при выключении транзистора.Емкость конденсатора 12 ограничивается двумя условиями: она должна быть достаточной величины, чтобы на коллекторе ключа, пока он закроется., обеспечить постепенный подъем напряжения, с другой стороны конденсатор 12 должен успеть разрядиться за.максимальное время длительности отпирающего импульсаТ „ t „ .При узком отпирающем импульТсе t). у конденсатор 12 может не успеть разрядиться, при этом ток колдтектора ключа уменьшается, поэтому потери на переключение ключа не растут. Емкость конденсатора 15 больще по сравнению с емкостью конденсатора 12 и напряжение там остается вьше питающего напряжения. Энергия, накопления в индуктивности трансформатора, в основном разряжается в конденсаторе 15 и частично в конденсаторе 12. Напряжение на конденсаторах 15 и 12 достигает в каждом периоде одинакового максимального значения U.,, и зависит

от соотношения временно отпертого и запертого состояний ключа в перио .де. Энергия в конденсаторе 12 идет на улучшение формы тока базы ключа При активной.нагрузке, когда в коллекторной цепи ключа вместо трансформатора включен резистор, и при

1181077 . 4

маломощном трансформаторе (до 20ВА) можно не использовать конденсатор 15, диод 16 и соответствующий резистор, так как энергия зарядки индук5 тивности трансформатора в последнем случае мала и достаточно включить одинконденсатор 12 малой мощности.

ОДНОКОНТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий усилитель мощности, входом подключенный к входным зажимам через сетевой выпрямитель, а вьрсодом через выпрямитель и фильтр - к выходу устройства, причем управляющий вход усилителя мощности через узел управления соединен с выходом устройства. отличающийся тем, что, с целью повьппения КПД и надежности устройства за счет улучшения формы базового тока, в него введены диод, конденсатор, резисторы, транзистор, причем анод диода подключен к кодлектору транзистора усилителя мощности, а его катод соединен с одним зажимом конденсатора и с одним выводом первого резистора, другой зажим конденсатора подключен к эмиттеру транзистора усилителя мощности, а другой вывод первого резистора соединен с коллектором транзистора, за которого через второй резистор подключена к управляющему входу усилителя мощности, а эмиттер транзистора соединен с базой транзистора усилителя мощности.

L

I

Фиг.Г

:.

tst

t,t.

is

/ L