Преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1988 года по МПК H02M3/335 H02M7/537 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках электропитания.

Цель изобретения - повьшение надежности путем увеличения быстродействия и упрощение преобразователя напряжения.

На фиг. 1 приведена схема преоб- разователя напряжения;на фиг. 2 - эпюры, поясняющие работу-схемы.

На фиг. 1 и в тексте приняты следующие обозначения:

Устройство содержит основной тран- зистор 1 и нагрузку 2, последовательно подключенные к входным выводам 3, первый 4 и второй 5 выводы для подключения вспомогательного источника питания, импульсный генера- тор напряжения 6, подключенный к базовому выводу дополнительного транзистора 7 и общему выводу схемы, трансформатор тока 8,размагничивающая обмотка 9 которого подключена к .кол- лектору дополнительного транзистора

7и через резистор 10 запуска и рекуперирующий диод 11 к выводам вспомогательного источника питания,базовая обмотка 12 пo ключeнa к пере- ходу база-эмиттер основного транзистора 1, а силовая обмотка 13 включена последовательно с нагрузкой 2.

8цепь эмиттера основного транзистора 1 введен резистор 14, а коллек- тор дополнительного транзистора 7 через ограничивающий диод 15 подключен ко второму 5 выводу вспомогательного источника питания. Переход коллектор-эмиттер дополнительного тран- зистора 7 шунтирован диодом 16.

Устройство работает следующим образом.

В течение времени открытого состояния дополнительного транзистора 7 трансформатор тока 8 намагничивается токой, протекающим через резистор 10 и обмотку 9. Основной транзистор 1 находится в запертом состоянии. При подаче запирающего импульса от гене- ратора 6 дополнительный транзистор 7 запирается и на обмотке 9 возникает импульс напряжения, который приводит к появлению отпирающего напряжения на обмотке 12,Благодаря магнитной связи обмоток 12 и 13 происходит лавинообразный процесс включения основного транзистора 1. На обмотке 9 наводится ЭДС, пропорциональная напряжению на обмотке 12. При открытии дополнительного транзистора 7 эта ЭДС закорачивается через диод 11. После окончания процесса рассасывания в основном транзисторе 1, на его базе напряжение меняет знак,а через дополнительный транзистор 7 и обмотку 9 продолжает протекать ток намагничивания. Диод 16 блокирует выбросы напряжения, возникающие на обмотке 9 и .защищает дополнительный транзистор 7.

Резистор 14 выбирается таким образом, чтобы падение напряжения на нем быпо соизмеримо с напряжением база-эмиттер транзистора 1. В этом случае, с ростом коллекторного тока возрастает напряжение на резисторе 14 и, следовательно, на обмотке 12. Поэтому,если без резистора 14 поддерживалась точная пропорциональност между током базы и током коллектора транзистора 1, то при его наличии такая связь в обмотках 12 и 13 нарушается. С ростом коллекторного тока коэффициент передачи трансформатора 8 падает и скорость роста базового тока снижается. Это приводит к тому, что в каждом импульсе с увеличением тока время рассасывания возрастает до определенного значения, а при дальнейшем росте начинает уменьшаться.Поскольку при наличии резистора 14 напряжение на обмотке 12 изменяется с изменением коллекторного тока, то изменяется и напряжение на обмотке 9. Резистор

14выбирается так, что при достижении тока коллектора транзистора 1 установленного предела, напряжение на обмотке 9 превьшает напряжения

на выводе 5 вспомогательного источника питания. В этом случае диод

15отпирается, и дальнейшее возрастание напряжения на обмотке 9 оказывается невозможным.

Поэтому напряжение на обмотке 12 ограничивается, а транзистор 1 с резистором 14 переходит в режим стабилизации тока как эмиттерный повторитель. Таким образом, а аварийных ситуациях коллекторный ток ограничивается на безопасном уровне. Существенно, что уровень ограничения тока не зависит от коэффициента усиления транзистора по току. В переходном процессе, до наступления режима ограничения, транзистор не

входит в глубокое насьпцение, и уст- ройтство защиты успевает выключить транзистор до наступления вторичного пробоя.

В рабочем режиме силовой транзистор 1 работает как насыщенный ключ, т.е. имеет минимальные потери, а в аварийном режиме - как ненасыщенный ключ, т.е. имеет максимальное быстродействие.

Сочетание этих свойств повмпает надежность преобразователя напряжения.

На фиг. 2 показаны импульсы тока в транзисторном ключе без резистора 14 И диода 15, и при их введении а также показаны траектории выключения транзистора 1 (с учетом исполь-

зования обычных коррекции траектории) без резистора 14 и диода 15, и при их введении.

Таким образом, введение резистора 14 и диода 15 позволяет осуществлять ограничение тока через транзистор.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержа ций основной транзистор, силовая цепь которого соединена последовательно с цепью нагрузки и через силовую обмотку

0

5

о

токового трансформатора подключена к входным выводам, а базовая обмотка одним выводом подключена к управляющему входу транзистора, а другим выводом - согласно последовательно к силовой обмотке, размагничивающая обмотка соединена последовательно с силовой цепью дополнительного транзистора и рекуперирукнцего диода, общая точка которых соединена с первым выводом для подключения вспомогательного источника, второй вывод которого - через резистор запуска подключен к точке соединения рекуперирующего диода и размагничивающей обмотки,причем управляющий вход дополнительного транзистора подключен к импульсному генератору напряжений, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности путем увеличения быстродействия и упрощения преобразователя,в него введен ограничивающий диод и резистор, включенный в управляющую цепь основного транзистора, причем ограничивающий диод включен в одном направлении с размагничивакнцим диодом и подключен между вторым выводом для подключении вспомогательного источника и общей точкой соединения размагничивающей обмотки и основного транзистора.

ypoSeMtt транич ни я тока

Порог . срибатыжмил

Зацить

Тон Ses резис- тора и диоаа.

Ън с оераничемием

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках электропитания. Цель изобретения повышение надежности путем увеличения быстродействия и упрощение преобразователя. Изобретение содержит основной транзистор 1 с трансформатором тока 8, в котором осуществляется пропорциональное токовое управление. В цепь эмиттера транзистора 1 включен низкоомный резистор 14, а коллектор дополнительного транзистора 7 через ограничивающий диод 15 подключен к диоду 16. Этим достигается ограничение максимального значения коллекторного тока транзистора 1 при перегрузках без дополнительных измерительных элементов. 2 ил. (Л САЭ vi СО 00 СП Фи.1

„Л о Ьреня зооер мии gj&

тывани/t защиты

а

по 200 Фив.2.

„Л о « « Ьреня зооер мии gj&ooтывани/t защиты