Двухтактный транзисторный преобразователь напряжения Советский патент 1986 года по МПК H02M7/537 

Изобрете ие относится к злектро- технике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания аппаратуры связи.

Цель изобретения повышение стабильности частоты выходного напряжения путем обеспечения инвариантности частоты выходного напряжения от вали- чины входного.

На фиг. 1 - 3 изображены электрические схемы преобразователя,.

Преобразователь (фиг. 1) содержит ключевые, транзисторы 1 и 2 коллекторы которых подключень) к входным обмоткам силового трансформатора 3, обмотки обратной связи которого через переменные резисторы 4 и 5 подключены к базо-эмиттерным переходам упомянутых транзисторов и связаны цепями, состоящими из последовательно соединенн1,.х обмоткн 6, двухобмоточ- ного линейного коммутиру;о;;;его дросселя 8 и диода 9,10, причем каждая из упомянутых цепей включена межд,у базой одного из транзисторов и выводом базовой обмотки другого транзистора, Базо-эмиттерные переходы транзисторов могут быть шунтированы в обратном т;аправлении диодами.

Преобразователь по фиг. 2 отличается от приведенного тем, что тирующий дроссель 8 снабжен третьей обмоткой, причем к третьей обмотке подключен дополнительный переменный резистор 12, г резисторь 4 и 5 выполнены постоянными.

Преобразователь гю фиг, 3 отличается тем, что обмотки дросселя 8 пгунтированы балластными резисторами 13 и 14, а диоды 9 и 10 - управляемыми от блоков 15 и 16 управления. Блок управления может быть вьпголнен в виде последовательной цепочки из диода 17, резистора 18 и конденса-. тора 19, причем аноды диодов 10 и 17 соединены вместе, а управляющий электрод диода 10 подключен к точке соединения резистора 18 с конденсатором 19.

Преобразователь (фиг. 1) имеет дроссель 8 с немагнитным зазором, т.е. является линейной индуктивностью а базовые резисторы 4 и 5 выполнены переменными. При этом выполнении частота переключения транзисторов 1 и 2 определяется не моментом насьще- ния дроссе:1Я 8, зависящим от величины питающего напряжения, а постоянной времени Ь/К-депи, которая может

10

1246303 плавно регулироваться ггутем изменения Либо величинрл сопротивления пере ченного резистора 4, либо величины эквивалентной индуктивности дросселя 8, т.е. эти элементы выпоняются управляемыми. Базовый ток транзисторов является разностью токов базового резистора 4 и обмотки 6 линейного дросселя 8. Ток последнего изменяется по линeйиo ry закону в течение четверти периода от нуля до величины тока резистора 4. В момент равенства этих токов по абсолютной величине .ток базы снижается до нуля и ранее насып:,енный транзистор закрывается, а в инверторе происходит регенеративный процесс изменения полярности выходного напряжения.

Частота переменного напрял|;ения не зависит от величины напряжения на базовой обмоткеJ если разность напряжений на диоде 9 1Ц и .базо-эмиттер- ном переходе насыщенного транзистора

ts

20

SS

25

1 (Ug, ) - , и меньше, чем напряжение мотке (U|5) или U,,

и значительно на базовой об30

35

50

. Us и . Величина напряжения на базовой обмотке зависит от напряжения питания и изменяется вместе с ним.

Изменение частоты переменного напряжения можно осуществлять изменением величины R (фиг, 1) или L ()

Достоинством использования время- задающей L/R-цепи является то, что Ьроцесс регенерации начинается с закрывания ранее открытого транзистора, что исключает одновременное нахождение обоих транзисторов во включенном I

состоянии и позволяет снизить коммутационные потери при повьшенных частотах переменного напряжения.

Ilpri неизменных значениях R и L наиболее точно условия инвариантности частоты выходного напряжения от изменения входного выполняется при .равенстве: Ug Uc + i-Ч $,9 т.е. Ucv 2Us3

На фиг. 2 представлен преобразователь, котором переменной является индуктивность за счет шунтирования обмотки 11 дополнительным переменным резистором 12.

Преобразователь на фиг. 3 содержит дроссель 8, выполненн1.1й линейным, диоды 9 и 10 в его цепи - управляемыми з т.е. выполнены тиристорами, а обмотхи дросселя шунтированы батшаст ными резисторами 13 и 14. В этом случав после открывания очередного

SS

5

1 (Ug, ) - , и меньше, чем напряжение мотке (U|5) или U,,

и значительно на базовой об0

5

0

. Us и . Величина напряжения на базовой обмотке зависит от напряжения питания и изменяется вместе с ним.

Изменение частоты переменного напряжения можно осуществлять изменением величины R (фиг, 1) или L ()

Достоинством использования время- задающей L/R-цепи является то, что Ьроцесс регенерации начинается с закрывания ранее открытого транзистора, что исключает одновременное нахождение обоих транзисторов во включенном I

состоянии и позволяет снизить коммутационные потери при повьшенных частотах переменного напряжения.

Ilpri неизменных значениях R и L наиболее точно условия инвариантности частоты выходного напряжения от изменения входного выполняется при .равенстве: Ug Uc + i-Ч $,9 т.е. Ucv 2Us3

На фиг. 2 представлен преобразователь, котором переменной является индуктивность за счет шунтирования обмотки 11 дополнительным переменным резистором 12.

Преобразователь на фиг. 3 содержит дроссель 8, выполненн1.1й линейным, диоды 9 и 10 в его цепи - управляемыми з т.е. выполнены тиристорами, а обмотхи дросселя шунтированы батшаст ными резисторами 13 и 14. В этом случав после открывания очередного

i , задаваемого блоком

транзистора 1(2) ток череэ тиристор 9 (10) не протекает в течение интервала времени управления 15 (16),

В момент снижения тока базы до нуля происходит коммута1;ия транзисторов ,

Частота выходного напряжения t мри R R и Uj - U -ь Ugj Ug - U равна

R

R

2(L

2L,

34S

где i - задержка включения тиристора относительно момента открывания транзистора меньшая, чем 0,45 Т(Т 1/f), L,,.. ц + R,r, .

Такиг-; образом, регулирование интервала задержки i, включения тиристора приводит к такому же изменению частоты, что и подстройка эквивалент ной индуктивности дросселя.

Резисторы 14 и 13 выбираются таким образом, чтобы за интервал времени меньше, чем 0,051 накопленная в индуктивности энергия успевала рассеяться в резисторах 13 и 14.

Подстройку интервала времени проще всего осзлцествлять с .помощью цепочки 17 - .9, шунтирующей с..4ловые выв-одтз тиристора 10, подключенной анодом диода 17 к аноду тиристора 10 и объединенным выводом переменного резистора 18 и конденсатора 19 к управляющему электроду тиристора 10. Подстройка частоты выходного напряжения может осуществляться не только вручную, но и автоматически. Для этого регулируемые резисторы должны быть заменены фоторезисторами или полевыми транзисторами, управляемыми сигналами управления.

Управление тиристорами 9 и 10 может осуществляться автоматически, например, от ждущего мультивибратора, синхрон-. ированного сигналами иерел-иючения транзисторов. Изменение заде1 жи включения производится изменением величины напряжения питания одного из плеч ждущего мультивибратора при неизменном напряжении питания другого njfe4a.

5

10

5

0

Формула изобретения

1.Двухтактный транзисторный преобразователь напряжения по авт.св.

№ 944017, отличающийся тем5.что, с целью повышения стабильности частоты выходного напряжения путем обеспечения инвариантности частоты выходного напряжения от величины входного, двухобмоточный коммутирующий дроссель выполнен линейным.

2.Преобразователь напряжения по п, 1, отличающийся тем, что с целью расширения его функцио- нальньдх возможностей путем обеспечения возможности настройки частоты выходного напряжения, два резистора

Е базовых цепях транзисторов выполнены переменнь ми.

3 Преобразователь напряжения по п. 1, отличаю щ. ийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем обеспечения настройки частоты выходного на-:- ряжения,дроссель снабжен третьей об- 5 моткой,зашунтированной дополнительно введенным переменным резистором.

4.Преобразователь напряжения по п. 1, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения настройки частоты выходного напряжения, диоды, последовательно соединенные с обмоткой линейного дросселя, выполнены управляемыми, причем каждая обмотка дросселя зашунтирова- на cooтвeтcтвyюDди f балластным резистором.

5.Преобразователь напряжения по п. 4, отличающийся тем, что управляемые дио,ць управляющими входами подключены к выходам соответствующих блоков управления, каждый

из которых содержит развязывающий диод, переменный резистор и конденсатор , соедкнекные последовательно, причем акод развязывающего диода соединен с анодом управляемого диода, катодом соединенного с первым выводом конденсатора, а управляющим выводом с вторым вьшодом конденсатора, соединенным с одним из выводов переменного резистора.

0

5

0

7 (-Тля 3

I- -оДннФ1 г.2

Редактор Н. Бобкова

Составитель-Н. Цишевская

Техред В.Кадар Корректор М. Бутяга

Заказ 4017/52Тираж 631 . Подписное

ВИНИЛИ Государственного комитета СССР

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

Производстяенно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг.З

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовако ; источнике:: вторичного электропитания. Цель изобретения - повь шение стабильности частоты вьгходного напряжения . Преобразователь содержит ключевые транзисторы 1 и 2, силовой трансфор-. матор 3 с обмотками обратной связи л базовые резисторы 4,5. Выполнение ког- мутирзтощего дросселя 8 с обмотка-ми 6 и 7 линейным, т.е. с немагнит- ньм зазором, обеспечивает инварияпт- ность частоты выходного напряжения от величины входного и повышает стабильность частоты. Приведены варианты снижения коммутационных потерь путем выполнения базовых резисторов переменными, снабжением дросселя третьей обмоткой, зашунтированной переменны - резистором, или выполнением диодов 9,10 управляемыми со своими блоками ynpaBJieHHH. 4 з.п. ф-лы, 3 ил. С j S а О9 о оо Фиг. 1