Преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1988 года по МПК H02M3/337 H02M7/538 

+

J

со со

00

о

:

00

т

2Z

. Изобретение относится к электро- TJexHHKe, а именно к вторым источни- щам питания с повьппениыми требовани- я{ми к надежности, используемым в уст- ройствах электропитания радиоэлектронной а:ппаратуры.

Цель изобретения - повьшение надежности путем улучшения симметрирования и упрощения узла симметрирования. JQ

На чертеже изображена принципиальная схема преобразователя постоянного напряжения.

Преобразователь содержит мост,об- рй1зованный транзисторами 1 и 2 и ем- f5 кЬстным делителем на конденсаторах 3 и 4, трансформатор 5 первичная обмотка 6 которого включена в диагональ мрста, вторичная обмотка 7 через выпрямитель и емкостной фильтр 8 под- 20 сЬединена к выходным выводам преобразователя, а обмотки 9 и 10 положи- ,.-. т|ельной обратной связи через резисто- pbi 11 и 12 подключены к база-эмиттер- HbiM переходам транзисторов 1 и 2, два25 дВухобмоточных частотно-задающих дросселя 13 и 14, первые обмотки 15 и 16 которых связаны через разделительные диоды 17 и 18 и дополнительные обмотки 19 и 20 трансформатора.. 5 с база-эмиттерными переходами соответ- ствующих транзисторов 1 и 2, а вторые обмотки 21 и 22 дросселей 13 и 14 включены в эмиттерные цепи транзисто- Рфв..

Преобразователь снабжен диодами 35 2i и 24, включенными параллельно базо- эг{1иттерным переходам транзисторов 1 для защиты последних от пробоя обратным напряжением и DR-цепочками 2i, 26 и 27, 28, включенными между 40 началом первых обмоток 15 и 16 дрос- сйлей 13 и 14 и эмиттерами транзисто-. ров 1 и 2 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

.1 .

Транзисторы 1 и 2 поочередно подKJrючaroт к конденсаторам 3 и 4 первичную обмотку 6 трансформатора 5. При .включении транзистора 2 первая обмот- ка 6. подключается к конденсатору 4. Базовый ток транзистора 2 обеспечивается при этом обмоткой 10 -положительной обратной связи трансформатора 5. Сердечник дросселя 14 начинает пере- магничиваться в прямом направлении действием напряжения обмотки 20, приложенного к обмотке 16 через эмит- тефный переход транзистора 2 и разде

Q

5 0 5

5 0

5

,-

5

лительный диод 18. Транзистор 1 заперт прямым напряжением диода 23, вызванным протекающим через него током от . обмотки 9 через резистор 11. Одновременно происходит перемагничивание в обратном направлении сердечника дросселя 13 через диод 25 и сопротивление 26 за счет действия на его обмотках 15 и 21 напряжения самоиндукции, возникшего в результате переключения преобразователя в предыдущем такте и смены полярности напряжения на обмотках 9 и 19. Напряжение на обмотке 21 должно быть таким, чтобы перемагничивание сердечника дросселя 13 заканчивалось тогда, когда его магнитная ин-. дукция достигает значения, -соответствующего сердечника участка (Br.-Bg) петли гистерезиса материала сердечника (В(, - остаточная индукция, - индукция насьпдения).

В момент насыщения сердечника дросселя 14 от обмотки 20 через диод 18 возникает запирающий импульс тока, обеспечивая активное запирание тран- зист ора 2. Начинается процесс смены полярностей напряжения на обмотках трансформатора 5. Открывается транзистор 1 током, протекающим через резистор 11 от обмотки 9, подключая обмотку 6 к конденсатору 3. Диод 17 открывается, подключая обмотку 15 к обмотке 19 через открытый эмиттерный переход транзистора 1. Происходит перемагничивание сердечника дросселя

13в, прямом направлений, а. дросселя

14- в обратном. При этом время, в течение которого происходит перемагничивание сердечника дросселя 13 fe прямом направлении, зависит от степени его перемагничивания в обратном направлении в предыдущем такте.

Таким образом, воздействуя на степень перемагничивания сердечников 13 и 14 в обратном направлении, можно регулировать длительность включенных состояний транзисторов 1 и 2. Это и используется в предлагаемом прео-бра- зователе для устранения асимметрии работы его плеч.

При симметричной работе преобразователя воздействие напряжения обмоток 21 и 2.2 на скорость перемагничивания сердечников дросселей 13 и 14i в обратном направлении равны, следовательно, длительности включенных состояний транзисторов 1 и 2 одинаковы.

Допустим из-за различия характеритик элементов возникает асимметрия схемы, а именно увеличивается длителность включенного состояния одного из транзисторов, например, в плече преобразователя, состоящего из тран зистора 1, ,обмоткк 21 дросселя 13, первичной обмотки 6 трансформатора 5 и конденсатора 3. Происходит пере- распределение напряжения на обмотках 21 и 22 дросселей 13 и 14, вызывая . увеличение скорости перемагничива- ния середечника 13 и уменьшение скорости перемагничивания сердечника дросселя 14, Это приводит к уменьшению времени включенного состояния транзистора 1 и к увеличению време- ни включенного состояния транзистора 2. Таким образом, симметрия работ плеч преобразователя, восстанавливается,

- Кроме того, при таком включении при отпирании транзистора 1 (2) на- пряжение прикладывается к обмоткам 21 (22) дросселя 13 (14) и нарастание коллекторного тока транзистора происходит при нулевом коллектором напря-

жении, т.е, в транзисторах полностью отсутствуют потери при включении. Траектория рабочей точки выходной характеристики каждого транзистора лежит в благоприятной зоне и значит ельно удалена от области вторичного пробоя, что повышает надежность преобразователя.

Таким образом, в устройстве осуществляется автоматическое полное выравнивание длительноетей полупериодов в транзисторах при относительной простоте устройства и без захода силового трансформатора в насыщение в момент запуска преобразователя. Это дает возможность .улучшить качество выходного напряжения и сократить мас- согабаритные показатели. Форм у л а из обр е т е н и я

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий два транзистора и два конденсатора, включенные по полумостовой схеме, в одну диагональ которой включена первичная

обмотка трансформатора, а другая диагональ подключена к входным выводам, при этом вторичная обмотка трансформатора через выпрямитель и емкостной фильтр подсоединена к выходным выво- дам, к управляющему переходу каждого транзистора подключены через резистор обмотка обратной связи и через соединенные последовательно первую обмотку двухобмоточного дросселя и диод - дополнительная обмотка трансформатора, о т ли ча ющий с я тем, что, с целью повьш1ения надежности работы и упрощения преобразователя, вторые обмотки дросселей включены в эмиттер- ные цепи соответствующих транзисторов

Составитель Т. Ершова Редактор А, Боровик Техред М ДИДЫК Корректор Н. Король

Заказ 2275/54

Тираж 665

ВНИИПИ Государственнаго комитета СССР

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

Подписное