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

10

ИзобретеЕше относится к электротехнике, и может быть использовлно в системах вторичного электропитания для преобразования и регу:п1рованин nocTonFiHoro напряжения.

Цель изобретения - повышение КПД, На чертеже приведена иринципиаль- ная схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит силовой транзистор 1, подключенный последо;вательно с первичной обмоткой W траис- сформатора 2 тока и нагрузкой 3 к источнику питания Е. Параллельно тран- 5 сформатора 2 тока, и если ток коллек- зистору 1 подключена последователь- тора достаточен, транзистор 1 остает- ная цепь, состоящая из демпфирующего

;диода 4 и демпфирующего конденсатора

5. Их точка соединения через пусковой резистор 6 соединена с коллектором 20 включающего транзистора 7 и через за;щитный диод 8 - с выводом +Е пер:вичного источника питания. База транзистора 7 является входом импульсов синхронизации U , а эмиттер подклю- 25 разователя.

С нНХ-

чен к базе силового транзистора I и .На протяжении действия положительк концу выключающей обмотки W рыцд

трансформатора 2 тока, начало которой

через выключающий диод 9 соединено с

коллектором выключающего транзистора 30

10. Начало включающей обмотки W

трансформатора 2 тока соединено через

включающий диод 11 с коллектором

включающего транзистора 7 и через уп

натгряжения на демпфирующем конденсаторе 5 и пускового резистора 9. При соответствующих соотношениях величин коллекторного тока силового транзистора 1 и пускового резистора 6 силовой транзистор 1 открывается и входит в насьпцение. Режим насыщения определяется коэффициентом усиления по току транзистора 1, После появления коллекторного тока транзистора 1 и при открытом состоянии транзистора 7 включается в действие положительная обратная связь обмоток W, и Wg(( тран

ся в насьщении за счет этой положит- тельной обратной связи,, а если недостаточен, то за счет продолжающегося действия тока через пусковой резистор 6 от источника напряжения - конденсатора 5. Этим обеспечивается работоспособность схемы как в режиме прерывистых токов, так и непрерывных преобного импульса Vf.J силовой транзистор 1 остается насыщенным, а демпфирующий конденсатор 5 через резистор 6 разряжается. Этим напряжение, накопленное на нем, снижается до требуемого уровня. Таким образом, ..бесполезно расходуемая в известных схемах энергия заряда демпфирующего конденсатора 5 обеспечивает пуск силового транзистора с началом его включения и обеспечение его насьщ1енного состояния в заданном начальном штервале после отпирания.

равляющий диод 2 и первый базовый резистор 13 - с базой выключающего транзистора 10. Причем между базой и эмиттером этого транзистора включен второй базовый резистор 14, а эмиттер транзистора 10 соединен с концом вклю чающей обмотки трансформатора 2 тока, эмиттером силового транзистора 1 и .общим полюсом источника питания.

Преобразователь напряжения работает следующим образом.

Исходное положение схемы: силовой транзистор 1 заперт, коллекторный ток его paBeif нулю, включающий 7 и выключающий 10 транзисторы также заперты. На входе U (-них присутствует нулевой потенциал. Демпфирующий конденсатор 5 заряжен до напряжения которое имеется на коллекторе силового транзистора 1.

При поступлении положительного импульса UCHHX открывается включающий транзистор 7, его 1 оллекторный ток, являющийся базовым током силового транзистора 1, определяется величиной

сформатора 2 тока, и если ток коллек- тора достаточен, транзистор 1 остает-

натгряжения на демпфирующем конденсаторе 5 и пускового резистора 9. При соответствующих соотношениях величин коллекторного тока силового транзистора 1 и пускового резистора 6 силовой транзистор 1 открывается и входит в насьпцение. Режим насыщения определяется коэффициентом усиления по току транзистора 1, После появления коллекторного тока транзистора 1 и при открытом состоянии транзистора 7 включается в действие положительная обратная связь обмоток W, и Wg(( трансформатора 2 тока, и если ток коллек- тора достаточен, транзистор 1 остает-

разователя.

ся в насьщении за счет этой положит- тельной обратной связи,, а если недостаточен, то за счет продолжающегося действия тока через пусковой резистор 6 от источника напряжения - конденсатора 5. Этим обеспечивается работоспособность схемы как в режиме прерывистых токов, так и непрерывных преоб

ного импульса Vf.J силовой транзистор 1 остается насыщенным, а демпфирующий конденсатор 5 через резистор 6 разряжается. Этим напряжение, накопленное на нем, снижается до требуемого уровня. Таким образом, ..бесполезно расходуемая в известных схемах энергия заряда демпфирующего конденсатора 5 обеспечивает пуск силового транзистора с началом его включения и обеспечение его насьщ1енного состояния в заданном начальном штервале после отпирания.

Выключающий транзистор во время открытого состояния силового 1 и включающего 7 транзисторов закрыт, так как соотношение резисторов 13 и 14 выбрано таким, что входное напря- жение транзистора 10 недостаточно для его отпирания.

После окончания положительного им

пульса Uj.( включающий транзистор 3 запирается, однако силовой транзистор 1 остается в насьпденном состоянии вследствие инерционности рассасьша- ния зарядов из его полупроводниковой структуры. Напряжение на обмотке Wj, трансформатора 2 тока увеличивается, что вызьшает отпирание выключающего транзистора 10. Пocлeд ий, открьша- ясь, создает в базовой цепи транзистора 1 обратный (рассасьшающий) ток. Далее, если выполняется соотношение

Выкл вкл транзистор 10 остается открытым на всем протяжении действия обратного тока. Начинается форсированное рассасывание зарядов из. структуры транзистора 1. После окончания рассасывания коллекторный ток транзистора 1 уменьшается, а затем уменьшается и ток через обмотку Wgj,, и базовый обратный ток. Происходит формирование фронта коллекторного напряжения силового транзистора 1.

Так как на предьщущем этапе работы схемы демпфирующий конденсатор 5 был частично (или полностью) раз- .ряжен через пусковой резистор 6, то при формировании фронта коллекторного напряжения достигается отставание (во времени) напряжения относительно коллекторного тока. Этим обеспечивается уменьшение мгновенной мощности коммутационных потерь силового транзистора, как и в известных схемах с демпфирующими цепями. Защитный диод 8 служит для уменыпения напряжения на коллекторе включающего транзистора 7, которое в этом случае не может превысить напряжение при большем по величине напряжения на конденсаторе 5 во время запертого состояния транзистора 1 .

Использование резистора демпфирующей РСД одновременно для пуска преобразователя повьшает КПД.

Формула изобретения

1.Однотактный преобразователь по- стоянного напряжения, содержащий сит

ловой транзистор, подключенный эмиттером к первому питающему выводу преобразователя и шзттированный цепочкой из последовательно соединенных демпфирующих диода и конденсатора, трансформатор тока, первичная обмотка которого включена последовательно в цепь коллектора силового транзистора, а включающая обмотка одним вьшрдом

подключена к эмиттеру силового транзистора, а другим выводом через включающий диод - к коллектору включающего транзистора, эмиттер которого сое- fi,Kiie.H с базой силового транзистора,

и пусковой резистор,, подключенный одним выводом к коллектору включающего транзистора, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, второй вывод пускового резистора подключен к точке соединения демпфирующего диода с демпфирующим конденсатором.

2.Преобразователь по n. l, отличающийся тем, что введен

защитный диод, включенный между коллектором включающего транзистора и вторым питающим вьшодом преобразователя.

Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано в системах вторичного электропитания и регулирования постоянного напряжения,. Цель изобретения - повьппение ИЩ. Силовой транзистор 1 управляется при помощи трансформатора 2 ток а от включающего 7 и выключающего 10 транзисторов, которые переключают направление (прямое и обратное) базового тока силового транзистора 1. Транзисторы 7 и 10 управляются иг пульсами синхронизации UCHHX- Р наличии импульса силовой транзистор 1 включен, а при его отсутствии выключен. Для создания запирающего импульса базового тока силового транзистора 1 не- , пользуется реверс коллекторного тока, который существует, пока транзистор находится в состоянии насьщ5е- ния, за счет инерционности, рассасывания избыточных носителей в полупроводниковой структуре силового транзистора. В данном устройстве резистор, входящий в состав демпфиру- . ющей цепи, используется также для пуска преобразователя. 1 з,п, ф-лы, 1 ил.