Двухтактный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1987 года по МПК H02M7/538 

Изобретение огноси к я к улоктротехнике и можег быть исио, |ь.-(Г)в;1111) п системах вторичного э.чектропитапии д. 1н преобразования постоянного напряжения в переменное.

Цель нзобретення - новьпненне КПД нутем уменьшения динамическнх потерь прн выключении.

На чертеже представлена принципиальная е.хема устройства.

Преобразовате.1ь иостоянног о напряжения содержит силовые транзисторы 1 н 2, ко. ттекторы которых через диоды 3 н 4 с(.)е- динены с концами нервичион обмотки трансформатора 5, эмиттер-базовью переходы которых зашунтироваиы резистора.ми 6 и 7, нара. ыельно транзисторам 1 и 2 включены н|унти )уюни1е днод1)1 8 и 9, цепи управления, ео;.ержаии1е т)аизисторы Юн 1 , эмиттеры которых через диоды 12 MI 13 нод- к.тючен) к HepBiiiM иоложител1 ному входному ), э.миттер-базовые 11е)еходы ко- Topi)i зани нтироваиы резисторами 14 и 15, ко.ч. 1екторы через резисторы 16 и 17 иод- к. почены к базам силовых транзисторов I и 2, а базовые в.ыводы через резисторы 18 --21 нодк. почеиы к концам нервичной о б- мотки трансфор.матора 5, тра 1зисторы 22 и 23, И люченные .между общей точкой резис- горов 18 21 и базами силовых транзисторов 1 и 2, базовые вывод| 1 которы.х соединены с резисторами 24 и 25 / С-ценей, конденсаторы 26 и 27 которых соединены с Ko. i. ieKTopa.MH си/ювых транзисторов 1 и 2 иротивоио;1ожных н.меч и зан1унтированы дио- да.ми 28 и 29, а общие точки / С-ценей чере. диодь 30 и 31 сое. с базами си. ювых транзисторов 1 и 2.

Устройство работает следующим образом.

Б момент нодачи иита10 цего напряжения один из транзиеторов пеней управ,le- ния, наиример транзиетор 22, иачннает открываться импульсом по, 10жите.1Ы1ого напряжения через конденсатор 26 / С-цеии. Oi- нирание транзистора 22 приводит к OTinipa- нию си, транзистора 1 и транзистора К). При -/го.м базовый ток отиираиия транзистора 1 складывается из токов ценп резисто) 19, транзистор 22, транзистор К). резистор 16. Б СБОЮ очередь отиирание транзнстора 1 ii|niBo. uiT к еще болынем OTHHjiaHHio тран.зистора 10 за счет тока ба.зы через резисторы 8 и 19. Таким образом )исходит , 1авинообразный регенера- тивн1)1Й нроиесс OTrnipaiiHH транзистора 1 до нас111Ц1,ения при -ггом через ерхн1ою ио. п- обмотку транс(|)орма тора 5, диод 3 и зистор I течет ток. (Зткрытый транзистор 1 1нунтирует че|)е.з днод 29 т)анзистор 23, иск. 1ючая тем самым oTiuiiianiie вторсм о 11.1еча.

Таким образом, в .момент прохождения тока через i5epxHK)if) иолуобмотку транефор- мато)а 5 все )нзиеторы верхнего плеча

находятся в открытом насыщенном состоянии, Кондеисато|) 26 нри этом заряжается по цени -- положительный зажим источника , нижняя 1О, 1уобмотка трансфор.матора 5, диод 4, резистор 24, эмиттер-базо- вые переходы транзисто К)в 22 и 1. По мере заряда конденсаторов 26 ток в базовой цени т|)анзистора 22 н,рекращается и транзистор 22 запирается. Запирание транзиетора 22 ведет к заниранню транзисторов 1 и 10. Зани- paime транзистора I ведег к еще бoльиJeмy запиранию транзистора 10.

Запираиие грапзисторов носит , 1авино- образи1 1Й характер. Величина резистора 16 в

цепи кол. 1ектора транзи.стора 10 выбирается такой, что ток через этот резистор недоетаточен д.чя дерл ания транзистора I в открытом состоянии, са.мы.м дости| ает- ея .минима, 11..н(к з)емя псрехо.тных процессов в н. 1ече.

В мо.мент запирания транзистора 1 в транзиетора 23 через конденсатор 27 нро- ходит иоложительн1,|й имну.чьс тока, который приводит к ,чавинообразиому регенеративному процессу отнирания т)анзисторов нижнего п, 1еча ана.югично онисанном} процессу. По .мере отнирания си.ювого транзистора 2 нижнего плеча ранее : ,аряжен- Ш)1Й конденсатор 2fi /( С-пенн верх.негс) плеча начинает разряжаться ю neiHiотк|1ываюшийся TpaH.iHCTOj) 2, резне го) 6, .тнод 30. П)И это.м .за счет наде1 ин напряжения иа )ез11сторе 6 происходит активное занира- ние транзнстора 1 ве)хнего п. К ча током обратного нанрав.чення, тем еамым обесне- чнвается надежное ; ,аниранне транзистора I

в .момент oткpьн:ia п1я транзистора 2. С)ткр)1- тый транзистор 2 через диод 28 1иуити- рует пень унрав.имшя верхне Т) плеча, обес- 1ечпвая тем самым надежное (.)е со- стоянне транзисторов BejxxHero н,1еча.

По окончанию заряда конденеатора 27 происходит лавинообразньп нроцеес занира- иия траизисторов иижнего гыеча, анало- ичный О1шсаниому д. 1я верхиего Г |еча. Резистор) -14 н In, И1уитир юи1ие эмиттербазовые ие1)еход|)1 транзисторов Юн 11, способствуют скорснию нроцесса пассивного занираиия нослед и-1х. Диоды 12, 13 и 3, 4 повышают помехоустойчивость схем1 1, исключая возмЬжн1,е выбросы импу, тока ири пере.кодных процессах.со стороны выходного трансфо()матора 5. Дноды 8 и 9 и унтируют воздействие . -)ДС са.моиидукнии на силовые траизиеторы I и 2, ги: вышая тем самым иа.тежиость. В уетройстве обее- печивается активный рс жн.м заиираиия силовых транзисторов за счет разряда конденсаторов / С-цег1ей. Ус.ювием открывания одного из плеч нреобразовате.-|я яв,пяется условие запирапия дру1 О1-о и.1еча, тем са.мым иск, но чается возможност) возникновения

«сквозных токов и повьииается надежность схемы.

Формула изобретения

Двухтактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий в каждом плече силовой транзистор, коллекторная цепь которого соединена с концом первичной обмотки выходного трансформатора, средняя точка которой присоединена к первому входному выводу, второй входной вывод подключен к эмиттерам силовых транзисторов, управляющая цепь силового транзистора одного плеча соединена с коллектором силового транзистора противоположного плеча через последовательную / С-цепь,

четыре резистора и диода, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем уменьшения динамических потерь при выключении, в управляющую цепь каждого из силовых транзисторов введен вспомогательный транзистор, силовая цепь которого через первый резистор подсоединена пара,- лельно коллекторной цепи силового транзистора, в которую включен согласно последовательно первый диод, причем один из выводов резистора / С-цепи соединен с базой вспомогательного транзистора, второй вывод этого резистора через второй диод соединен с эмиттером вспомогательного транзистора и базой силового транзистора, а базоэмиттерные переходы силовых транзисторов зашунтированы вторыми резисторами.

Изобретение относится к области элек- троте.чники и может быть использовано в системах вторичного электропитания для преобразования постоянного напряжения в переменное. Цель - повышение КПД путем уменьшения динамических потерь при выключении. Устройство выполнено по двухтактной схеме инвертора на силовых транзисторах 1 и 2, параллельно коллектор-базовому переходу каждого из которых включен вспомогательный транзистор 22