Мостовой преобразователь напряжения Советский патент 1985 года по МПК H02M3/335 

рядный резистор, зашунтированный обратным ,:г,иодом, - к входному выводу порогового элемента, который через токозадающий псяистор подключен к зыводам для подключения источника

питания элемента И, соединенным через стабилитрон с общим вьгоодом, причем выход элемента И образует выходной вьшод порогового элемента.

1. МОСТОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий сетевой выпрямитель с фильтром, подключенный к входным выводам инвертора на силовых транзисторах, управляющие переходы которых подключены к выходным обмоткам трансформаторов управления, первичными обмотками подключенных к выходам узла управления, выводы для подключения источника электропитания которого подключены к выходу дополнительного выпрямителя с фильтром, соединенного с дополнительной обмоткой выходного трансформатора, а также узел запуска, который состоит из диодов, резисторов, конденсаторов, порогового элемента, ключевого транзистора и последовательной цепочки из балластного резистора и накопительного конденсатора, подключенной к выводам сетевого выпрямителя, о тличающийся тем, что, с целью улучшения удельных энергетических характеристик,в узел запуска введен импульсный трансформатор, первичная обмотка которого подключена к накопительному конденсатору через ключевой транзистор, вход которого соединен с вьпсодом порогового элемента, причем вход последнего через ограни чительный резистор подключен к входным выводам инвертора и через разрядный резистор и диод - к соответствутощему выводу первичной обмотки выходного трансформатора, при этом две вторичные обмотки импульсного трансформатора подключены к управляющим переходам силовых транзисторов одной из диагоналей моста, а третья к установочному входу узла управлет ния через введенные выпрямительные диоды. 2.Преобразователь по п. 1, о тличающийся тем, что указанный пороговый элемент выполнен на однопереходном транзисторе, эмиттер, которого через зарядный конденсатор .подключен к общему выводу, а через зарядный резистор, зашунтированный обратным диодом, - к входному выводу порогового элемента, который через токозадающей резистор подключен к второй базе транзистора, соединенной через стабилитрон с общим выводом, причем последний через резистор нагрузки соединен с первой базой транзистора и выходным выводом порогового элемента. 3.Преобразователь по п. 1, о т личающийся тем, что пороговый элемент выполнен на логическом элементе И, входы которого объединены и через зарядный конденсатор под.ключены к общему выводу, а через за

i

Изсбретч;иие относится к преобразовательной техн -1::е и может быть использоваичт npi; ра;;ргботке источников вОричногс1 плектрсиит-г; ПАЯ ,

Liejib i-i-jo6peTeHHft - улучшение

уде.иьчых энергет.чческих характеристик .

На фиг, представлена функциональная схема преобразователя; на фиг. 2 и 3 - варианты реализации порогового элемента

Преобразователь (фиг, 1) содержит последовательно включенные сетевой Еьшрямитель 1 9 инвертор 2 , узел 3 управления инвертором, трансформаторы 4 и 5 управления3 вторичные обмотки которых соединены с соответствующими силовыми транзисторами 6 и 7, 8 и 9 р;;псртора., а первичные - с узлом 3 управления, силовой трансформатор 10, вторичные обмотки 11 и 12 KOTopoio соединены через соответствующие выпрямители 13, 14 и фильтры 15 и 16 с выходными выводами преобразоЕателп, а обмотка 17 через ЕЫПрямитоль ttl и фильтр 19 - с узлом 3 упрпвтгения. Узел 20 запуска инвертора состоит 1з балластного рез}гстора 21, накопительпого конденсатора 22 „ Порогового элемента 23 и ключевого транзистора 24, причем узел 3 управления инвертора выполнен из последовательно соединенных задакяцего генератора 25, счетного триггера 26, двух усилителей 27 и .8 мощности. Узел запуска инвертора содержит импульсный трансформатор 29, две вто-ричные обмотки 30 и 31 которого началами через выпрямительные диоды 32 и 33 соединены с базами соответствую щих транзисторов 6 и 7 первой диагонали инвертора, а концами - с sMiiTTeрами этих транзисторов, третья вторичная обмотка 34 началом через БЬШрямительный 35 соединена с уста

ПОБОЧНЫМ входом счетного триггера 26 концом - с общей шиной 36 питания узла 3 управления, первичная обмотка началом через накопительный конденсатор 22 узла запуска соединена с минусовым выводом 37 сетевого вьтрямителя и через балластный резистор 21 с положительным выводом 38, а концом через разрядный резистор 39 - с коллектором ключевого транзистора 24, база которого через резистор 40 подключена к выходу 41 порогового злемента 23, общий вывод 42 которого соединен с минусовым выводом 37 иэмиттером транзистора 24 узла запуска , а вход 43 через ограничительный резистор 44 - с положительным выводом 38 сетевого выпрямителя и через последовательно соединенные диод 45 и разрядный резистор 46 - с первичной обмоткой выходного трансформатора, причем прямой выход триггера 26 соединен с входом первого усилителя 27 мощности, подключенного к трансформатору 4 управления первой диагонали инвертора, а инверсный выходс входом второго усилителя 28 мощности, подключенного к трансформатору 5 управления второй диагонали инвертора.

Пороговый элемент 23 Сфиг. 2) выполнен на однопереходном транзисторе 47, эмиттер которого соединен через параллельно включенные зарядный резистор 48 и обратный диод 49 с входным выводом 43, который через токозадающий резистор 50 подключен к второй базе однопереходного транзистора 47. Эмиттер транзистора через зарядный конденсатор 51 подключен к общему выводу, который через параллельно включенные стабилитрон 52 и конденсатор 53 фильтра соединен с второй базой и через резистор 54 нагрузки с первой базой и выходным вы- водом 41 порогового элемента. ; Пороговый элемент 23 (фиг, 3) выполнен на логическом элементе И 55, ..входы которого объединены и подключе- j ны через параллельно соединенные обратный диод 49 и зарядный резистор 48 к входному выводу 43, который через токозадающий резистор 50 подключен к выводу питания элемента И 55, кото- tO рый через параллельно соединенные стабилитрон 52 и конденсатор 53 фильтIра соединен с общим выводом 42 порогового элемента, причем последний чеjpes зарядный конденсатор 51 с.оединен, 15 с объединенными входами элемента И 55, причем выход элемента И 55 является выходом 41 порогового элемента 23.

Преобразователь работает следующим образом.20

При подаче напряжения на сетевой выпрямитель 1 начинается заряд кон- , денсатора 22 через резистор 21, одновременно напряжение через резистор 44 поступает на вход порогового элемента 23, в результате чего начинают заряжаться конденсаторы 51 в схеме порогового элемента 23 (фиг. 2) или конденсатор 51 в схеме на фиг, 3. На данном интервале пуска ключи инвертора 2 заперты, а узел 3 управления обесточен. Через вьщержку времени, достаточную для заряда конденсатора 22 до напряжения необходимой величины, напряжение на конденсаторе 51 35 оказывается достаточным для переключения порогового элемента 23 в состояние, при котором на его выходе 41 возникает положительный перепад напряжения, приводящий к отпиранию че- 40 рез резистор 40 транзистора 24. Включение транзистора 24, в свою очередь, ведет к разряду конденсатора 22 через резистор 39 на первичную обмотку импульсного трансформатора 29 возни- 45 кающий при этом импульс тока во вторичных обмотках 30 и 31 данного трансформатора отпирает транзисторные ключи 6 и 7 первой диагонали инвертора 2, и на первичную обмотку силово- 50 го трансформатора 10 поступает напряжение с выхода фильтра 1, приводя к появлению напряжения и во вторичных обмотках 11 и 12 силового трансформатора 10. Напряжение вторичных обмо- 55 ток 11 и 12 через соответствующие выпрямители 13 и 14 и фильтры. 15 и 16 поступает на выходные выводы преобразователя, а с обмотки 17 через выпрямитель 18 и фильтр 19 - в узел 3 управления, причем с поступлением питания на узел управления триггер 26 устанавливается в положение, соответствующее логическому уровню 1 на прямом выходе, так как на его уста-, ковочный вход поступает сигнал через диод 35 с вторичной обмотки 34 трансформатора 29. Напряжение логической 1 на прямом выходе триггера 26 усиливается усилителем 27 мощности, в результате чего на первичнЪй и вторичных обмотках трансформатора 4 управления возникают импульсы,поддерживающие транзисторы 6 и 7 инвертора 2 в открытом состоянии, в которое они были переведены импульсами узла 20 запуска через импульсный трансформатор 29 При этом параметры узла 20 запуска должны обеспечивать надежное отпира, ние транзисторов 6 и 7 до появления импульсов в обмотках трансформатора 4, в то же время их длительность должна быть менее половины периода

работы инвертора.

Описанное состояние элементов инвертора 2 и узла 3 управления сохра.няется до поступления первого импульса задающего генератора 25, переводящего триггер 26 в новое состояние, который усиливается усилителем 28 мощности, приводя к появлению импульсов во вторичных обмотках трансформатора 5 и включению транзисторов 8 и 9 инвертора 2. При этом усилитель 27 мощности и транзисторы 6 и 7 инвертора выключаются. Очередной импульс задающего генератора 25 приводит к выключению транзисторов 8 и 9 и включению транзисторов 6 и 7 и т.д. Причем периодическое включение транзистора 8 в рабочем режиме приводит к разряду конденсатора 51 порогового элемента 23 через резистор 46 и диод 45, поэтому пороговый элемент 23 при работе инвертора находится в исходном состоянии, при котором на его выходе 41 имеет место напряжение логического О, что позволяет не лимитировать минимальную вьщержку времени между отключением конвертора и его последукнцим включением, при условии, что постоянная времени зарядной цепи конденсатора 51 больше постоянной времени их разрядной цепи и больше длительности половины периода работы инвертора.

Поро оньт элемент (фиг, 2) раСч)тает следующим образом.

При включении питания напряжение с выхода сетевого выпрямителя 1 через резистор 44 поступает на вход 43 порогового элемента 23. При згом напряжение ка второй базе одноперекодного транзистора 47 стабилизируется относительно общего вывода 42 параметрическга-i стабилизатором, собранным на резисторе 50э стабилитроне 52 и конденсаторе 53, а конденсатор 51 начинает заряжаться через резистор 48 напряжение на конденсатора 51 ,:,истиуает величины напряжения одно-переходного транзистора 47J последний переключается, и ка выходе 41 формируется положитель)-:ый импульс 5 синхрон:изируя срабатывание узла 2С запуска инвертора. Б дальнейшем при работе инг артора конденсатор 51 находится практически в разряженном состоянии., как половину каждого пер1К)да частоты переключений инвертора 2 он разряжается через отн ос тельно Не-большой резистор 45;, диоды 49 и 45 и транзистор 8j что 5 как было отмечено выше, устраняет ограничение на минимальныи интервал времени между отключением преобразователя и последующим его включением.

Пороговый элемент по схеме на

фиг. 3 работает аналогично. При включении инвертора напряжение поступает на вход 43, при этом резистор 50,

стабилитрон 51 и конденсатор 53 обеспечивают питание микросхемы 55 pea-лизующей логическую операцию И, а , конденсатор 51 заряжается через резистор 48. Когда напряжение на конденсаторе 51 достигает уровня перек-пючения микросхемы 55, на выходе 41 появляется импульс, синхронизирующий срабатывание схемы 20 запуска инвертора. При работе последнего конденсатор 51 поддерживается практически в разряженном состоянии по цепи диод 49, резистор 46, диод 45 и транзистор 8 при включенном состоянии последнего.

При зтом конденсатор 53 препятствует появлению помех на выходе 41 порогового элемента в обоих вариантах выполнения в моменты периодического обнуления входа 43 при отпираНИИ транзистора 8.

(pt/г.З