Однотактный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1988 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания систем радиотез ники, автоматики и вычислительной техники.

Цель изобретения - повьппение КПД преобразователя постоянного напряжения.

На чертеже приведена схема электрическая однотактного преобразователя постоянного напряжения.

Однотактный преобразователь постоянного напряжения содержит силовой транзистор 1, трансформатор 2 управления, В коллекторной цепи транзистора 1 включена первичная обмотка выходного трансформатора 3, вторичная которого через выпрямитель 4 и фильт 5 соединена с выходными выводами и входом формирователя управляющих импульсов 6.

Токовая обмотка 7 трансформатора 2 включена в эмиттерную цепь силового транзистора 1, а базовая обмотка 8 соединена через параллельную цепь из диодных элементов 9 и конденсатора 10 с базой силового транзистора 1. Крайние вьшоды первичной обмотки 11 трансформатора 2 управления соединены через диоды 12, 13 с коллекто рами соответственно включающего 14 и отключающего 15 транзисторов, эмиттеры которых объединены и подключены к первому выводу дополнительного источника напряжения, а базы присоеди- 1нены к выходам формирователя управ- ляющих импульсов 6.

Средний вывод -первичной обмотки ill соединен через резистор 16 с коллектором дополнительного транзистора 17, база которого соединена через резистор 18 и диод 19 с коллектором включающег.о транзистора, при этом параллельно цепи из диода 12 и транзистора 14 включена последовательная цепь из диода 20 и дросселя 21.

Преобразователь работает следующим образом.

Формирователь управляющих импульсов 6 вырабатывает широтно-модулиро- Ванные импульсы и короткие импульсы той же частоты, отпирающие поочередно транзисторы 14, 15.

Короткий импульс поступает на базу включаклцего транзистора 14, который открьшается и посредством цепи 1лз диода 19 и резистора 18 открывает дополнительный управляющий транзисO

5

0

5

0

5

0

5

0

5

тор 17. Через переходы коллектор - эмиттер транзисторов 14, 17, диод 12 и резистор 16 напряжение дополнительного источника питания прикладывается к первичной обмотке 11 трансформатора управления 2 и трансформируется в его обмотку 8. Происходит быстрое нарастание базового тока до величины, в 1,5-2 раза превышающей установившееся значение, определяемое соотношением витков обмоток 7 и 8 трансформатора 2 управления. В результате обеспечивается снижение мощности при включении силового транзистора 1. После насьпцения силового транзистора энергия от источника входного напряжения чере трансформатор 3, вьшрямитель 4 и фильтр 5 поступает на выходные вьшоды преобразователя,

При поступлении из формирователя 6 импульса, отпирающего транзистор 15, первичная- обмотка 11 трансформатора управления оказывается загаунти- рованной последовательно включенными переходом коллектор - эмиттер транзистора 15 диодами 13 и 20 и дросселем 21. Под действием напряжения на конденсаторе 10, заряженном базовым током при открытом состоянии силового транзистора 1, происходит спад и инверсия базового тока, в результате чего транзистор 1 закрьшается. Дроссель 21 формирует линейный спад базового тока на интервале рассасывания, в результате чего снижается мощность, вьщеляемая при выключении силового транзистора 1. Скважность работы силового транзистора обеспечивает поддержание выходного напряжения стабилизированного конвертора на заданном уровне. Диод 13 предотвращает инверсное включение транзистора 15. Диоды 12 и 19 исключают непосредственное воздействие напряжения первичной обмотки 11 трансформатора 2 управления на базовую цепь транзистора 17. I

То обстоятельство, что ток в дросселе 21 протекает только во время выключения силового транзистора, обуславливает снижение рассеиваемой мощности в дросселе и позволяет уменьшить его габариты.

Таким образом, предлагаемое техническое решение повьщтает надежность и КПД и уменьшает габариты однотактного стабилизированного конвертора, силовые транзисторы которого управляются от трансформатора управления, за счет уменьшения рассеиваемой мощности и габаритов дросселя, формирующего линейный спад базового тока, и исключения шунтирующего дросселя диода.

Формула изобретения

Однотактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовой транзистор, коллектор которого соединен через первичную обмотку выходного трансформатора с первым входным выводом, эмиттер соединен через токовую обмотку трансформатора управления с вторым входным вьгоодом, формирователь управляющих импульсов, вход которого подключен к выходным вьтодам, соединенным через фильтр и выпрямитель с вторичной обмоткой выходного трансформатора, включающий и выключающий транзисторы, эмиттеры которых подключены к первому выводу дополнительного источника напряжения, а базы присоединены к выходам формирователя управляющих импульсов, два резистора, четьфе диода, дроссель, конденсатор, цепь диодных элементов, первичная и базовая обмотки транс.

лй Л

0

5

0

5

0

форматора управления, отличающийся тем, что, с целью повьшю- ния КПД, введен дополнительный транзистор, тип проводимости которого

противоположен типу проводимости ВКЛК чающего транзистора, эмиттер дополнительного транзистора присоединен к второму выводу дополнительного источника напряжет1Я, коллектор соединен через первый резистор со средним выводом первичной обмотки трансформатора управления, а база соединена через последовательную цепь из второго резистора и первого диода с коллектором включающего транзистора, первый вывод первичной обмотки трансформатора управления соединен через второй диод с коллектором отключающего транзистора, второй вывод первимноп обмотки соединен через третий диод с коллектором включающего транзистора и через последовательную цепь из четвертого диода и дросселя - с первым выводом дополнительного источника напряжения, при этом базовая обмотка трансформатора управления соединена с управляющим переходом силового транзистора через конденсатор ,. шунтированный цепью диодных элементов .

L LD

--IЛУмг

17

. Л

1гз

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам электропитания с импульсным преобразованием энергии на повышенной час- трте. Цель - повьшение КПД ПреобраЛ зоватепь содержит силовой транзистор 1, управляекый посредством трансформатора тока 2.. Формирователь управ- лянлцих импульсов 6 управляет переключением включающего 14 и отключающего 15 транзисторов. При отпирании включающего транзистора 14 в базовую цепь силового транзистора 1 трансформируется короткий импульс тока. Он насыщается и остается в этом состоянии за счет положительной обратной связи, создаваемой обмотками 7 и 8. При отпирании отключающего транзистора 15 первичная обмотка 11 шунтируется его переходом коллектор - эмиттер, включенным последовательно с диодами 20 и 12 и дросселем 21, в результате чего силовой транзистор 1 запирается. В результате такого алгоритма работы уменьшаются рассеиваемая мощность и габариты дросселя 21, формирующего линейный спад базового тока силового транзистора 1. 1 ил. €