Однотактный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1987 года по МПК H02M3/335 

113

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для использования в источниках вто- ричного электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения - улучшение мас- согабаритных удельных характеристик преобразователя.

На фиг.1 представлена функциональная схема стабилизированного одно- тактного преобразователя постоянного напряжения; на фиг.2 - временные диаграммы его работы.

Преобразователь содержит две одно тактные инверторные ячейки 1 и 2, соединенные с входными выводами. Ячей- .ки содержат регулирующие транзисторы 3 и 4, соединенные с первичньши обмотками 5 и 6 трансформаторов 7 и 8, вторичные обмотки 9 и 10, соединенные через выпрямительные диоды 11 и 12 с входом общего LCD-филътра 13, к выходу которого подключены нагрузка 14 и вход широтно-импульсного модулятора 15. Конденсатор 16, соединенный с разноименными электродами выпрямительньпс диодов 11 и 12, включен в диагональ моста, образованного вторичными обмотками 9 и 10 и выпрямительными диодами 11 и 12, шунтированными первым 17 и вторым 18 транзисторами встречной проводимости. Диод 19 LCD-фильтра 13 шунтирован третьим транзистором 20 встречной проводимости. Управляющие электроды регулирующих транзисторов 3 и 4 соединены через распределитель 21 импульсов с выходом широтно-импульсного модулятора 15, а управляюш 1е входы транзисторов 17, 18 и 20 - с выходом широтно-импульсного модулятора 15. через дополнительно введенный формирователь 22. Диоды 11, 12 и 19 и транзисторы 17, 18 и 20 образуют ключи двусторонней проводимости.

Однотактный преобразователь постоянного напряжения работает следующим образом.

Распределитель 21 и формирователь 22 вырабатывают последовательности импульсов управления транзисторами 3 (фиг.26), 4 (фиг.2в), 17 (фиг.2г), 18 (фиг.2д) и 20 (фиг.2е), синхронизированные с импульсами широтно-импульсного модулятора 15 (фиг.2а). При наличии отпирающего напряжения на управляющих электродах регулирующего транзистора 3 (фиг.2б) и тран. 2

зистора 18 (фиг,2д) последние открыты, к обмотке 5 трансформатора 7 прикладывается напряжение источника питания, под действием которого возрастает ток намагничивания трансформатора, приведенный к вторичной обмотке (пунктир на фиг.2и), и наводится напряжение на обмотке 9. Через ключ двусторонней проводимости, состоящий из диода 12 (фиг.2м) и транзистора 18 (фиг.2о), протекает разность токов дросселя (фиг.2ж) и намагничивания трансформатора 8 (фиг.2и), замыкающаяся через конденсатор 16 (фиг.2к). По окончании отпирающих импульсов регулирующий транзистор 3 и транзистор 18 запираются и включаются транзисторы 17 (фиг.2г) и 20 (фиг.2е). Под действием ЭДС самоиндукции трансформатора 7 запирается диод 12 (фиг.2м) и ток дросселя ЬС1)-фильтра 13 замыкается через ключ двусторонней проводимости, состоящий из диода 19 и транзистора 20.

Ток намагничивания трансформатора

7,спадая, замыкается по контуру: обмотка 9 - конденсатор 16 - диод II либо транзистор 17. Обмотка 10 трансформатора 8 оказывается закороченной

диодом 1 1 и транзистором 20, поэтому ток намагничивания трансформатора 8 изменяется незначительно (фиг.2и). Через ключ 11, 17 двусторонней проводимости (фиг.2л,н) замыкается раз- .

ность токов намагничивания трансформаторов 7 и 8, а через ключ 19, 20 - разность тока дросселя LCD-фильтра и тока намагничивания трансформатора

8.Далее транзистор 20 выключается и включается транзистор 4. Ток дросселя LCp-фильтра 13 замыкается через двусторонний ключ 11, 17 (фиг.2л,н), пропускающий также ток намагничивания трансформатора 7.

I

После выключения транзисторов 4

и 17 включаются транзисторы 18 и 20 (фиг.2е,д). При этом через ключи 12, 18 и 19, 20 закорачивается обмотка

9 трансформатора 7 (фиг.2з), а к обмотке 10 трансформатора 8 через ключ 12, 18 прикладывается напряжение конденсатора 16. Следовательно, к каждой из вторичных обмоток трансформаторов инверторных ячеек в течение полупериода частоты .коммутации прикладывается напряжение конденсатора 16. При этом ток конденсатора, равный в каждый из полупериодов току

3131

намагничивания соответствующей обмотки, имеет нулевое, среднее значение, что обеспечивает двухполярное изменение индукции в сердечниках трансформаторов. При токе дросселя, превьшаю- щем амплитуду тока намагничивания, исключается необходимость шунтирования диодов преобразователя транзисторами встречной проводимости, что значительно упрощает схему преобразователя .

Таким образом, введение конденсатора, включенного в диагональ моста, образованного вторичными обмотками трансформаторов и выпрямительными диодами, и шунтирование вьшрямитель- ных диодов и диода фильтра транзисторами встречной проводимости позволяют обеспечить перемагничивание сер- .дечников трансформаторов преобразователя по симметричному полному циклу. Это дает возможность рассчитывать трансформаторы на удвоенньм размах индукции 2ВJ.

Ф.о рмула изобретения

Однотактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий соединенные с входными выводами две од- нотактные инверторные ячейки, каждая

5984

из которых содержит первичную обмотку трансформатора, соединенную с регулирующим транзистором, управляющие электроды которого через общий для обеих ячеек распределитель им- пульсов соединены с выходом широтно- импульсного модулятора, вторичную обмотку трансформатора, соединенную через выпрямительный диод с входом 0 общего для обеих ячеек LCD-фильтра, выход которого образует выходные выводы, к которым подключен вход ши- ротно-импульсного модулятора, отличающийся тем, что, с 5 целью улучшения массогабаритных показателей преобразователя, в него введен формирователь импульсов, конденсатор, включенный в диагональ моста, образованного вторичными обмотками 0 трансформаторов и выпрямительными диодами, причем выводы конденсатора соединены с разноименными электродами выпрямительных диодов, а выпрямительные диоды и диод ЬСВ-фильтра 25 шунтированы транзисторами встречной проводимости, управляющие электроды которых соединены с выходами формирователя импульсов, связанного с выходом широтно-импульсного преобра- 30 зователя.

J)ur2

Составитель И.Никитин Редактор А.Огар Техред М.Ходанич Корректор Т.Колб

Заказ 2А31/52

Тираж 660Подписное

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

Изобретение используется в источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - улучшение массо-габаритных показателей преобразователя. Преобразователь содержит две одно- тактные инверторные ячейки 1,2, каждая из которых состоит из обмоток 5