Двухтактный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1986 года по МПК H02M7/538 

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в источниках электропитания.

Цель изобретения - повышение габаритной мощности и КПД устройства.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства применительно к полумостовой схеме усилителя мощности преобразователя. Данная схема применима также и к усилителям мощности преобразователей с независимым возбуждением, выполненг-сым по схеме с выводом нулевой точки первичной обмотки трансформатора, а также по мостовой схеме.

Двухтактный преобразователь постоянного напряжения, например полумостового типа, содержит силовые транзисторы 1, соединенные последовательно между входными выводами. Конденсаторы 2 и 3 соединены последовательно и включены между входными выводами. Первичная обмотка 4 выходного трансформатора 5 подключена одним концом к общей точке соединения конденсаторов 2 и 3, а другим - к общей точке соединения сиповьгх: транзисторов 1 - эмиттеру одного и коллектору другого- Вторичная обмотка 6 трансформатора 5 подключена к выходным выводам. Базы транзисторов соединены с обкладками конденсаторов 7 и через первые резисторы 8 - с первыми концами управляющих обмоток 9 блока управления 10, Эмиттерь транзисторов 1 соединены с коллекторами вспомогательных транзисторов 11 и со вторыми концами управляющих обмоток 9, К первым концам управляющих обмоток 9 кгт1щами подсоединены первые диоды 12, аноды которых через обкладки конденсаторов 13 подсоединены ко вторым концам управггяющих обмоток 9с Общая точка соедин -ния анодов диодов 12 и конденсаторов 13 подсоединена одновременно через третьи резисторы 14 к базам вспомога телььъ1х транзисторов 1 I и через переходы анод - катод вторых диодов 15 - к эмиттерам вспомогательных транзисторов 1, которые соединены с другими обкладками конденсаторов 7, Параллельно первым диодам 12 подключены вторые резисторы 16.

Конденсаторы 7 служат для накопления энергии и формирования напряжения для форсированного запирания основных транзисторов 1. /Ьшды 5

10

S

20

249332

образуют цепь заряда конденсаторов 7 при положительной полярности на управляю1цих обмотках 9 и при изменении полярности на них препятствуют J разряду конденсаторов 7 через диоды 12 и резисторы 8.

Преобразователь работает следующим образом.

Блок управления 0 формирует на управляющих обмотках 9 переменное напряжение прямоугольной формы, ко- коммутируются силовые транзис.- торы 1 верхнего и нижнего плеч преобразователя, в противофазе. При смене полярности напряжения на обмотках 9 на базу йдного из транзисторов 1 (для конкретности нижнего плеча преобразователя) поступает отрицательный сигнал, а на базу транзистора 1 верхнего плеча - положительный сигнал. Запирание транзистора 1 (нижнее плечо) происходит с задержкой по времени, обусловленной временем рассасывания избыточного заряда в области его базы. Поэтому для исключения сквозного тока через транзисторы обоих плеч от источника питания в схеме формируется фиксированная задержка по времени на включение транзистора I верхнего плеча.

Фиксированная задержка при включен-дан транзистора 1 верхнего плеча осуществляется следующим образом.

При поступлении положительного от- пг Грающего сигнала с обмотки 9 на базу транзистора 1 верхнего плеча последний остается закрытым так как в этот момент открывается транзистор I I S, через который плюс конденсатора / (заряженного в предьпцущий полупериод) прикладывается к эмиттеру транзистора i, минус конденсатора 7 прикладывается к базе транзистора 1 непосредственно. Транзистор 11 открыт за счет протекания базового тока по цепи: плюс обмотки 9, резистор 8, обкладки конденсатора 7,, переход э-б транзистора 11, резистор 14, обкладки конденсатора 13, минус обмотки 9. Конденсатор 13 заряжается также по цепи: плюс обмотки 9, резистор IGj обкладки конденсатора 13, минус обмотки 9. Транзистор II остается открытым до полного заряда конденсатора 13, т.е. время фиксированной задержки определяется параметрами ре- знсторон 14, 16 и конденсатора 13. После зарядст конденсатора 13 трапзис- гор 1 1 закрывается и конденсатор 7

35

40

И

прекращает оказывать влияние на работу транзистора 1, поэтому последний отпирается базовым током по цепи плюс обмотки 9, резистор 8, переход э-б транзистора I, минус обмотки 9. Транзистор 1 остается открытым до конца положительного полупериода. Одновременно при открытом основном транзисторе 1 происходит заряд кон- дейсатора 7 по цепи: плюс обмотки 9, резистор 16, диод 15, обкладки конденсатора 7, переход з-б транзистора 1, минус обмотки 9. В результате этого конденсатор 7 запасает энергию, В процессе спада напряжения заднего фронта на обмотке 9 (при изменении полярности на ней) транзистор I1 вновь открывается базовым током, создаваемым заряженньгм конденсатором 7 по цепи: плюс конденсатора 7, переход э-б транзистора П, резистор 4, диод 12, резистор 8, минус конденсатора 7. Через открывшийся транзистор I1 с конденсатора 7 в базу основного транзистора 1 (вергснее плечо) течет ток, форсирующий рассасывание избыточных зарядов и ускоряющий его выключение. Длительность форсированного рассасывания обычно во много раз меньше длительности полупериодов, поэтому конденсатор 7 разряжается незначительно и оставвгейся в нем энергии достаточно для фиксированной задержки на открывание транзистора I при поступлении на его базу положительного сигнала с обмот си 9 в соответствующий полупериод. При смене полярности на обмотках 9 (теперь на базу транзистора 1 нижнего плеча подается положительное напряжение) процессы в схеме повторяются аналогично рассмотренным. При этом конденсатор 13 (верхнее плечо) перезаряжаРед;г:ктор И.Горзат Закяэ 1960/55

Составитель Т.Ершова Техред И,Попович

Корректор

Тираж 631 .Подписное

ВИПИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, ЖНЗЗ, Раушская наб., д. 4/5

upo;i;v -;;c . кет;но-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

249334

ется через диод 12 и подготавливается к следующему полупериоду.

Форсированное запирание закрывающегося силового транзистора в преобразователе позволяет уменьшить время его запирания, а вместе с тем, соблюдая условие устранения сквозного

уменьшить время фиксированной

10

15

тока

задержки открывающегося транзистора. Это позволяет увеличить коэффициент заполнения выходного напряжения преобразователя и вместе с этим увеличить его габаритную мощность.

Формула изобретения

Двухтактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий в каждом плече силовой транзистор, управляющий переход которого, зашунти- рованный цепью, в состав которой входит силовой переход вспомогательного транзистора, через первый резистор подсоединен к управляющей обмотке блока управления, соединенной также с последовательно соединенными конденсатором и вторым резистором, за- шунтированным первым диодом, точка соединения которых через третий резистор подключена к базе вспомогательного транзистора, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повьш1е- ния габаритной мощности и КПД, в упомянутую цепь введен дополнитель- ный конденсатор, точка соединения которого с силовым электродом вспомогательного транзистора, тип проводимости которого противоположен типу проводимости силового транзистора, подключена через введенный второй диод к точке соединения конденсатора и второго резистора.

Корректор М.Максимишинец

Двухтактный преобразователь постоянного напряжения применяется в качестве вторичного источника с уменьшенными сквозными токами. Цель изобретения - повьшение габаритной мощности и КПД. Устройство содержит полумостовую схему на транзисторах (т) 1, цепь форсированного запирания, выполненную на вспомогательном транзисторе (ВТ) 11, резистора 8, управляющей обмотке (УО) 9, конденсаторе (к) 7 и резисторе 14, зашунтирован- ном диодом 12. Введение дополнительного конденсатора 13 и подключение его к ВТ 11 противоположного типа проводимости Т 1 и введение диода 15 обеспечивает уменьшение времени фик- сиронанной задержки открывающегося транзистора Т 1 и повьшение КПД. К 7 служит для накопления энергии и формирования напряжения для фор5ирован- ного запирания Т 1. Диоды 15 образуют цепь заряда К 7 при положительной полярности УО 9 и при изменении полярности на ней препятствуют разряду К 7 через диоды 12 и резисторы 8. 1 ил. Ш (Л to to со оо оо