Однотактный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1986 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания и автоматики для преобразования постоянного напряжения.

Цель изобретения - уменьшение массы и габаритов.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого преобразователяi на фиг.2 - вариант реализации блока управления с регулированием длительности управляющего сигнала в функции тока нагрузки.

Преобразователь постоянного напряжения содержит силовой управляемый ключ, например транзистор 1, управляемьй с выхода блока 2 управления, силовой трансформатор 3,1, выходной ЬСГНфиль-гр 4. Трансформатор 3.1 имеет первичную обмотку 3.2, соединенную с силовым электродом транзистора 1 вторичную обмотку 3.3, через выпрямительный диод 5 под- подключённую к LCD-фильтру 4, первую размагничивакпЕую обмотку 3.4, кото- рал через рекуперационный диод 6 подключена к входн ьнн или выходным выводам преобразователя. Вторая размагничивающая обмотка 3.5 силового трансформатора может быть включена либо в цень дросселя LCD-фильтра 4, либо в цепь его диода, к выходным вьшодам подсоединен вход измерительного органа напряжения 7.

Епок управления (фиг. 2) содержит транзистор 8 запуска с резистором 9 в базе эми тернсй цепи и связанный с ним одновибратор, состоящий из время- задающей RC-цепи 10-11, транзисторов t2 и 13 с резисторами 14 и 15 в их коллекторных цепях и резистора Т6 обратной связи, с которого снимается управляющее напряжение и подается на базу силового транзистора 1. Длительность импульса одновибратора определяется длительностыо заряда конденсатора 11 по цепи резистора 10 до напряжения на резисторе 16. Включающий транзистор 17, управляемый через дифференцирутощую RC-цепочку 18-19 положительным импульсом с коллектора транзистора )3, шунтирует база-эмиттерньй переход силового транзистора 1. Между выходом одно- вибратора и выходом блока 2 (силовым транзистором 1) включён разделитель- ньй диод 20. Блок 2 содержит также трансформатор 21 тока, включенный

5

0

5

первичной обмоткой в силовую цепь, а вторичной через диод 22 - в базовую цепь силового транзистора 1, и дополнительный резистор 23, выполняющий функцию датчика тока, который также включен в управляющую цепь и обеспечивает дополнительное смещение напряжения на эмиттере транзистора при увеличении тока нагрузки. Сопротивление резистора 23 выбирается исходя из условия удвоения длительности управляющего импульса при полном перепаде тока нагрузки (от нуля до максимального значения).

Устройство работает следукнцим образом.

При подаче на вход блока управления (база транзистора 8) короткого положительного импульса конденсатор t1 разряжается, транзистор 12 запирается и открывается транзистор

13.Так как сопротивление резистора 15 ниже сопротивления резистора

14,ток в резисторе 16 возрастает, что дополнительно запирает транзистор 12. Появившееся на резисторе 16 напряжение через диод 20 и резистор 23 поступает на базу силового транзистора 1 и отпирает его. К первичной обмотке 3.2 трансформатора 3.1 оказывается приложенным напряжение питания, а ток обмотки 3.2, представляющий ток нагрузки и намагничивакяций ток трансформатора, протекая через первичную обмотку трансформатора 21 тока, создает ток, проходящий через резистор 23 в базу транзистора 1 и пропорциональный току нагрузки.

Рабочий ход (открытое состояние силового ключа) завершается, когда напряжение на конденсаторе 11, заряжаемом от источника питания через резистор 10, достигает значения, равного сумме падений напряжений в змит- терной цепи транзистора 12 (три ди- одн терехода и падение напряжения на резисторе 23). При этом положительный импульс напряжения с коллектора транзистора 13 открьшает транзистор 17, который шунтирует базу транзистора 1 и выключает его.

Рекуперация энергии намагничивания трансформатора 3 происз одит по цепи обмотка 3.4 - диод 6 в цепи нагрузки. Благодаря току в обмотке 3.5, 55 имеющему обратный знак, сердечник трансформатора не просто размагничивается, а перемагничивается в другую сторону.

0

5

0

5

50

При токе нагрузки ниже максимального значения перемагничивание будет неполным, и во избежание насыщения сердечника во время рабочего хода длительность открытого состояния транзистора 1 должна быть уменьшена. Уменьшение длительности обеспечивается тем, что при меньших токах нагрузки уменьшается падение напряжения на резисторе 23 и соответственно уменьшается длительность выдержки времени одновнбратора.

Обратное перемагничивание сердечника силового трансформатора обеспечивает уменьшение его массы и габаритов .

Формула изобретения

t. Однотактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовой трансформатор, первичная обмотка которого через силовой управ- ляемый ключ соединена с входными выводами преобразователя, вторичная обмотка через выпрямительный диод и выходной LCD-фильтр соединена с выходными выводами преобразователя, первая размагничивающая обмотка через рекуперационный диод соединена с выходными или входными выводами преобразователя, и блок управления; выход которого соединен с цепью управления силового управляемого ключа, а вход через измерительный орган напряжения соединен с выходными выводами преобразователя, отличающи й- с я тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов, в контур LCD- фильтра включена вторая размагничивающая обмотка.

2.Преобразователь по п.1, о т - личающийся тем, что вторая

размагничивающая обмотка включена

последовательно с дросселем LCD-фильтра.

3.Преобразователь по п.1, о т- личающийся тем, что вторая

размагничивающая обмотка включена последовательно с диодом LCD-фильтра.

4.Преобразователь по п.1, о т личающийся тем, что блок управления выполнен с авте 4атичес- ким регулированием относительной длительности выходных импульсов в функции тока нагрузки.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания и автоматики для преобразования постоянного напряжения. Цель уменьшение массы и габаритов. Преобразователь содержит yпpaвляe fcIй ключ 1, через первичную обмотку трансформатора 3.1 присоединенный к входным выводам. Вторичная обмотка 3.3 через, диод 5 и фильтр присоединена к цепи нагрузки соединенной через измерительный орган напряжения 7 с входом блока управления 2. В преобразователе осуществляется рекуперация энергии намагничивания трансформатора по цепи обмотка 3.4 - диод 6 нагрузки. Благодаря току в обмотке 3.5, имеющему обрати знак, сердечник трансформатора перемагничивается в другую сторону. При токе нагрузки ниже максимального значения перемагничи- ваниё неполное, во избежание насыщения сердечника во время рабочего хода длительность открытого состояния транзистора 1 уменьшается. 3 з.п. ф-лы, 2 ил. (О сл ф &0 4 Ймг./ tn.

Составитель В.Моин Редактор А.Шишкина Техред Л.Сёрдюков-а Корректор И.Куска

Заказ 5135/55 Тираж 631Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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