Двухтактный конвертор с самовозбуждением Советский патент 1986 года по МПК H02M3/337 

через диод 23, Время (геремагничива- ния Др 19, 20 меньше времени перемаг ничивания сердечника трансформатора 6. Введение регулируемого делителя напряжения (ДН) 18 позволяет устра нять асимметрию в работе плеч конвертора из-за технологического разброса параметров элементов. Применение конденсатора 5 автоматически

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразовательной технике, в частности для питания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения - повышение точности симметрирования работы плеч конвертора путем исключения влияния разброса сердечников дросселей по магнитной проницаемости. г

На черетеже представлена схема

двухтактного конвертора с самовозбуждением.

Двухтакт 1ый конвертор содержит конденсаторы 1 и 2, транзисторы 3 и 4, образую1цие транзисторно-емкостной мост, конденсатор 5, повышающий устойчивость отсимметрированного состояния, трансформатор 6, имеющий первичную обмотку 7, вторичную обмотку 8, подключенную к выпрямителю 9 с емкостным фильтром 10, обмотки положительной обратной связи 11 и 12, подключенные к управляющим переходам транзисторов через резисторы 13 и 14, две одинаковые вспомогательные обмотки 15 и 16, к которым подключены вновь введенные детали 17 и 18 напряжения, два одинаковых частотосдвигающих дроссе ля 19 и 20, разделительные диоды 21 и 22, дополнительные диоды 23 и 24,

Рассмотрим сначала процессы, происходящие в конверторе, без учета влияния конденсатора 5. В рассматриваемом конверторе дроссели 19 и 20 используются в режиме с односторонним периодическим насыщением их сердечников, поэтому то направление перемагничивания сердечника, при ко

:,

20077

устраняет асимметрию, вызванную изменением тока нагрузки и температуры окружающей среды. Использование в частотозадающих цепьях ДН 17, 18 исключает - необходимость в подборе сердечников дросселей по магнитной проницаемости и расширяет диапазон регулировки по устранению асимметрии, 1 ил.

13

5

в

354025

30

тором он заходит в насыщение, называется прямым, а противоположное ему - обратным направлением. Полагаем, что в работе плеч конвертора отсутствует асимметрия и коэффициенты передачи деталей 17 и 18 одинаковы, т . е, К | К, .

Допустим, что транзистор 4 открыт, тогда обмотка 7 через его силовой участок подключена к конденсатору 2, под действием напряжения которого сердечник трансформатора 6 перемаг- ничивается и посредством обмотки 8 через выпрямитель 9 с емкостным фильтром 10 происходит передача энергии на выход конвертора. Транзистор 4 открыт током, протекающим через его управляющий переход и резистор 14 от обмотки 12, а транзистор 3 заперт напряжением обмотки 11, Сердечник дросселя 20 перемаг- ничивается в прямом направлении под действием приложенного к его обмотке напряжения обмотки 16 через управляющий переход транзистора 4 и диод 22, В это же время сердечник дросселя 19 перемагничивается в обратном направлении под действием приложенного к его обмотке через диод 23 выходного.напряжения делителя 17,

Время перемагничивания каждого дросселя должно быть меньше времени перемагничивания сердечника трансфор матора 6.

В момент насыщения сердечника дросселя 20 через его обмотку и диод 22 от обмотки 16 на управляющий переход транзистора 4 поступает импульс тока, вызывающий интенсивное его запирание. Меняется полярность напряжений

,i

на обмотках трансформатора 6. Открывается транзистор 3, пoдkлючaя обмотку 7 к конденсатору 1, под действием напряжения которого сердечник трансформатора 6 перемагни- чивается в противоположном направле-t НИИ, Происходит рекуперация энергии дросселя 20 на обмотки 16 и 12 и резистор 14 через диод 22, в результате которой индукция его сердечника меняется от индукции насыщения до остаточной.. Как только магнитная индукция принимает значение остаточт ной индукции, запирается диод 22 и к обмотке дросселя 20 через диод 24 подключается выход делителя 18, под действием напряжения которого сердечник дросселя перемагничивается в обратном направлении.

В момент насьпцения сердечника дросселя 20 магнитная индукция сердечника дросселя 19 достигнет значения, соответствующего приблизительно середине участка +Вг, - BsJ петли гистерезиса материала сердечника, что определяется выбором К 0,75. После изменения полярности напряжений обмоток трансформатора наступает этап рекуперации энергии, накопленной дросселем 19 в предьщущем полупериоде преобразования, на выход делителя 17 через диод 23. Как только этот этап рекуперации закончится, отпирается диод 21, подключающий обмотку дросселя 19 через управляющий переход транзистора 3 к обмотке 15, под действием напряжения которой сердечник дросселя перемагничивается в прямом направлении.

Дальнейшая работа конвертора при открытом транзисторе 3. проходит также, как и при открытом транзисторе 4.

Использование делителя 18 напряжения с регулируемым коэффициентом передачи в пределах от О до 1 дает возможность устанавливдть значение магнитной индукции сердечника дросселя 20 при перемагничивании в обратном направлении в любой точке участка , -Bs петли гистерезиса материала сердечника, что в свою очередь позволяет в широких пределах изменять длительность включенного состояния транзистора 4 по отношению к аналогичной длительности транзистора 3 (приблизительно на 140% при использовании в дроссе-

20077

лях кольцевых сердечников из оксифе- ра 2000 им). Следовательно, регулируемый делитель 18 напряжения позволяет устранять асимметрию в работе 5 плеч конвертора из-за технологического разброса параметров транзисторов (прямое напряжение управляющего перехода, время рассасывания избыточных носителей), диодов (пря- 10 мое напряжение), дросселей (индук0

5

0

ция насыщения),

Конденсатор 5 используется с целью повьппения устойчивости отсимметриро-с ванного состояния, т. е. с помощью конденсатора 5 автоматически устраняется асимметрия в конверторе, вызванная изменением его тока нагрузки, температуры окружающей сре- ды.

Механизм устранения асимметрии в конверторе конденсатором 5 следующий.

Допустим, что транзистор 4 включен и длительность его включенного состояния (с учетом времени рассасывания) больше, чем у транзистора 3. Пока сердечник дросселя 20 на насьпцен, конденсатор 5 заряжен до амплитудного значения напряжения обмотки 7 и на работу конвертора не оказывает влияния. В момент насыщения сердечника дросселя 20 в цепь.базы транзистора 4 через диод 22 поступает запирающий импульс тока.

5 в транзисторе 4 происходит процесс рассасывания избыточных носителей, сопровождающийся малым увеличением коллекторного напряжения и уменьшением напряжений на обмотках трансфер - матора. Учитывая, что при переключении транзисторов напряжение на конденсаторе 5 практически не меняется, то всякое незначительное уменьшение напряжения на обмотке 8 вызывает резкое уменьшение тока выпрямителя 9. Как только напряжение на обмотке 8 уменьшится на величину, равную прямому напряжению выпрямителя 9, последний запирается, отключая нагрузку от обмотки 8. Далее транзистор 4 беспрепятственно закрывается, а сердечник трансформатора 6 продолжает перемагничиваться в первоначальном направлении под

5 действием энергии заряженного конденсатора 5 до тех пор, пока напряжение на последнем не станет равным нулю. Затем прекращается рост маг0

5

0

5

нитного потока в сердечнике трансформатора, меняется полярность напряжений на его обмотках и начинае заряд противоположной полярности конденсатора 5 энергией, накопленной трансформатором 6. Так как на- ртряжение на обмотке 11 пропорциона но величине напряжения на конденсаре 5, то по мере его заряда приотквается транзистор 3, осуществляетс частичный его заряд энергией входнго источника. В момент окончания зряда конденсатора 5 полностью открвается транзистор 3, подключая обмотку 7 к конденсатору 1, в результате чего сердечники трансформатора 6 и дросселей 19 и 20 перемаг- ничиваются в противоположном направлении, включается выпрямитель подключая цепь нагрузки к обмотке 8, конденсатор 5 опять не оказывает влияния на работу конвертора, пока сердечник дросселя 19 не насыщен. После его насыщения запирается транзистор 3 и выпрямитель 9, а сердечник трансформатора продолжает перемагничиваться в неизменном направлении под действием приложенного к обмотке 7 напряжения в конденсаторе 5. Только теперь этот процесс по времени идет дольше, ибо в момент запирания транзистора 3 ток намагничивания трансформатора имеет меньшую величину, чем в момент запирани транзистора 4, т, е. происходит автоматическое симметрирование рабты плеч конвертора.

Использование в частотозадаю- щих цепях делителей напряжения исключает необходимость в подборе седечников дросселей по магнитной

Редактор Н.Гунько

Составитель И.Войтович

Техред Л.Олейник Корректор Е.Сирохман

1329/58

Тираж 631Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПИП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

проницаемости, что приводит к упрощению и снижению себестоимости производства, кроме того, расширяется диапазон регулировки по устранению асимметрии в работе конвертора.

Формула изобретения

Двухтактный конвертор с самовозбуждением, содержащий мост, два плеча которого образованы конденсатора

трансформатор, первичная обмотка которого шунтирована конденсатором и включена в диагональ переменного тока, а вторичная обмотка через выпрямитель с емкостным фильтром со- |единена с выходными выводами конвер- тора,а обмотки положительной обратной связи подключены через резисторы к управляющим переходам транзисторов, два однообмоточных частото- задающих дросселя, соединенных с указанными управляющими переходами через разделительные диоды и вспомогательные обмотки трансформатора, и дополнительные диоды, отличающийся тем, что, с целью повышения точности симметрирования работы плеч конвертора путем исключения влияния разброса сердечников дросселей по магнитной проницаемости, в него введены два резистивных делителя напряжения, один из которых регулируемый, вход каждого из них подключен к соответствующей вспомогательной обмотке трансформатора, а выход через указанный дополнительный диод - к обмотке соответствующего дросселя.

Изобретение относится к вторичным источникам питания с автоматическим устранением асимметрии работы плеч конвертора. Цель изобретения - повышение точности симметрирования. В устройстве дроссели (Др) 19 и 20 используются в режиме с односторонним периодическим насыщением их сердечников . Сердечник Др 20 перемаг- ничивается под действием приложенного к его обмотке напряжения обмотки 16 через управляющий переход транзистора 4 и диод 22. Др 19 перемаг- ничивается в обратном направлении tg под действием напряжения делителя 17 fff (f