Транзисторный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1988 года по МПК H02M7/538 

со со

О5

to

ND

Изобретение относится к электротехнике и может быть исиользовано в источниках вторичного электропитания систем радиоехники автоматики и вычислительной техники.

Цель изобретения - повышение надежности транзисторного преобразователя постоянного напряжения путем уст ранения начальных бросков тока через силовые ранзисторы.

На фиг. 1 приведена электрическая схема преобразователя напряжения; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений.

Транзисторный преобразователь постоянного напряжения содержит задающий генератор 1, первый выход которого присоединен к входу формирователя 2 сигнала задержки, и транзисторный инвертор 3 с установочным входом, подключеннь м к выходу порогового узла 4, при этом задающий генератор 1 содержит генератор 5 им- пульсов, выход которого присоединен к пер- вому выходу задающего генератора 1 и к входу триггера 6, выходы которого подключены к первым входам элементов 7 и 8 совпадения. Выходы элементов 7 и 8 совпадения через соответствующие инверторы 9 и 10 соединены с вторым и третьим выходами задающего генератора 1, а вторые входы элементов 7 и 8 совпадения соеди- нены вместе и присоединены к входу задающего генератора 1. Первый выход задающего генератора 1 через инвертор 11, RC-цепь 12 и инвертор 13, образующие формирователь 2 сигнала задержки, под- ключен к входу задающего генератора 1. Второй выход задающего генератора 1 подключен к первому управляющему входу транзисторного инвертора 3, который обраован соединением управляющего вывода транзистора, 14 и первым выводом резис- тора 15. Третий выход задающего гене- ратора 1 подключен к второму управляю- щему входу транзисторного инвертора 3, который образован соединением управляющего вывода транзистора 16 и первым выводом резистора 17. Вторые выводы резисторов 15 и 17 подключены к установочному входу транзисторного инвертора 3. Эмиттеры транзисторов 14 и 16 подключены к первому входному выводу, а их коллекторы через первичные полуобмотки трансформатора 18 - к второму входному выводу.

К второму входному выводу подключен вход порогового узла 4, представляющего собой исполнительный элемент 19, выполненный на транзисторе транзисторного оп- трона 20, и пороговую цепь 21, выполненную на светодиоде транзисторного оптрона 20, стабилитроне 22 и RS-цепочке на резисторе 23 и конденсаторе 24. Параллельно конденсатору 24 пороговой цепи включены последовательно соединенные свето- диод транзисторного оптрона 20 и стабилитрон 22.

,На фиг. 2 изображены временные диаграммы напряжений; UBX - диаграмма нарастания входного напряжения источника питания, где ti - время, при котором устанавливается рабочее состояние задающего генератора 1, (2 - время, при котором на установочном входе появляется

отпирающее напряжение транзисторов 14 и 16; U-22 - напряжение, при котором происходит открытие стабилитрона ,22; Uyiip - рабочее номинальное напряжение питания микросхем цепей управления; Us -

напряжение на выходе генератора импульсов 5; Ui2 - напряжение на выходе RC- цепочки 12; U2 - напряжение на выходе формирователя 2 сигнала задержки; U, Us - напряжения на первых входах элементов 7 и 8 совпадения; UG, U - напря0 жения на управляющих входах транзисторного инвертора 3; Uis - напряжение на обмотках транзистора 18.

Преобразователь постоянного напряжения работает следующим образом.

5При включении преобразователя происходит нарастание напряжения источника питания. При нарастании напряжения в интервале О-ti элементы задающего генератора 1 находятся в состоянии, при котором на первом и втором управляющих

0 входах транзисторного инвертора 3 присутствует логическая единица. Это состояние длится несколько миллисекунд. В этом состоянии в случае появления положительного потенциала на установочном входе транзисторного инвертора 3 могут открыться

5 одновременно транзисторы 14 и 16. Чтобы за это время не появилось на установочном входе транзисторного инвертора 3 отпирающее напряжение, устанавливается запрет. Запрет осуществляется закрытым состоянием транзисторного оптрона 20. Транзистор транзисторного оптрона 20 закрыт, пока напряжение на конденсаторе 24 RS-це- почки (резистор 23, конденсатор 24) не достигло значения открывания стабилитрона 22. В момент tj (фиг. 2, UBX) начи5 нает работать задающий генератор 1. На выходе генератора 5 импульсов появляются импульсы (фиг. 2, Us). Импульсы с выхода генератора 5 подаются на вход триггера б, на выходе которого и, соответственно, на первых входах элементов 7 и 8 совпа0 дения появляются импульсы (меандр) фиг. 2, Uy, Us), смещенные относительно друг друга на 180°.

Кроме того, импульсы с выхода генератора 5 подаются через инвертор 11 на вход RC-цепи 12 формирователя 2 задержки

импульсов. При нулевом состоянии импульсов напряжения с выхода генератора 5 на входе инвертора 11 происходит заряд емкости RC-цепочки 12. В этот момепт на

входе инвертора 13 формирователя 2 сигнала задержки появляются импульсы Ui2 (фиг. 2). При состоянии импульсов напряжения с выхода генератора 5 на входе инвертора 11, равных логической единице, емкость RC-цепи 12 разряжается, подготавливая RC-цепь к приходу следующего такта. На выходе инвертора 13 формирователя 2 сигнала задержки формируются импульсы с паузой, равной длительности дифференцированного импульса напряжения, обусловленного RC-цепью 12 (фиг. 2, U2). Импульсы с выхода формирователя 2 сигнала задержки подаются на вход задающего генератора 1. Импульсы напряжения с выхода элементов 7 и 8 совпадения через инверторы 9 и 10 (фиг. 2, Ue, и) подаются на первый и второй управляющие входы силовых транзисторов 14 и 16, управляя их работой. Поскольку транзистор транзисторного оптрона закрыт, на управляющем входе транзисторного инвертора 3 отсутствует напряжение. Транзисторы 14 и 16 закрыты, на выходной обмотке транзистора 18 отсутствует напряжение (фиг. 2, Uis). По мере нарастания напряжения на конденсаторе 14 RC-цепи порогового узла 4 в момент t2 пробивается стабилитрон 22, зажигается светодиод транзисторного оптрона 20. Транзистор транзисторного оптрона 20 открывается, на установочном входе транзисторного инвертора 3 появляется отпирающий потенциал транзисторов 14 и 16. Следовательно, в зависимости от состояния сигнала на первом и втором управляющих входах транзисторного инвертора 3 открывается соответствующий транзистор 14 или 16. Транзисторный инвертор 3 устанавливается в рабочий режим, и на его вы- ходной обмотке трансформатора 12 появляется напряжение (фиг. 2, Uis). При этом сигналы управления на управляющих входах транзисторного инвертора 3 имеют сдвиг относительно друг друга на длительность импульса, определенного формирователем 2

0

сигнала задержки, что исключает во время работы сквозные токи. Таким образом, в пре- образователе постоянного напряжения устранены броски тока в транзисторах 14 и 16

транзисторного инвертора 3 за счет исключения их одновременного открывания в моменты установки рабочих режимов элементов схемы. Это значительно снижает вероятность выхода транзисторов из строя,

что повыщает надежность преобразователя.

Формула изобретения

. Транзисторный преобразователь постоянного напряжения, содержащий задаю5 щий генератор, первый выход которого подключен к входу формирователя сигнала задержки, выход которого присоединен к входу задающего генератора, второй и третий выходы которого подключены соответственно к первому и второму управляющим входам транзисторного инвертора с установочным входом, вход питания которого присоединен к входным выводам, пороговый узел, вход которого присоединен к входным выводам, отличающийся тем, что,

5 с целью повыщения надежности путем устранения начальных бросков тока через силовые транзисторы, выход порогового узла присоединен к установочному входу транзисторного инвертора.

2.Преобразователь по п. 1, отличаю- 0 щийся тем, что пороговый узел состоит

из исполнительного элемента и пороговой цепи, вход которой подключен к входным выводам, а выход - к входу управления исполнительного элемента.

3.Преобразователь по п. 2, отличаю- 5 щийся тем, что пороговая цепь выполнена

на светодиоде транзисторного оптрона, стабилитроне и последовательной RC-цепи, параллельно конденсатору которой включены последовательно соединенные стабилитрон и 0 светодиод транзисторного оптрона, причем последовательная RC-цепь присоединена к входным выводам.

USx

//ffi ffCfTrcr ue //cf/7/7 ; e fj

. //G /7ofCf7-raf i/e /vcf / c f ef ccf/-rrc7/ye 2

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение надежности путем устранения начальных бросков тока через силовые транзисто ры. Устройство позволяет получить на выходе задающего генератора 1 сигналы напряжения прямоугольной формы, поступающие на управляющие входы транзисторного инвертора 3, имеющие сдвиг относительно друг друга на длительность импульса задержки, определенного формирователем сигнала задержки 2, и смещенные относительно друг друга на 180°. Пороговый узел 4 задерживает подачу управляющих сигналов с задающего генератора 1 на время установки рабочих режимов элементов схемы. Это значительно снижает вероятность выхода из строя транзисторов транзисторного инвертора 3, так как устраняются броски начального тока через них из-за одновременного их открытия в течение времени нарастания напряжения источника питания. 2 3. п. ф-лы, 2 ил. (О (Л

U22

и

.

U5k

f

t

.kkk

u.

8

U,s

Фиг. 2

Редактор А. Огар Заказ 1976/54

Составитель В. Ежов

Техред И. ВересКорректор В. Бутяга

Тираж 665Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР поделай изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Г

П1,

I

г

./