Стабилизированный конвертор Советский патент 1988 года по МПК H02M3/335 

низ- го

. U/

rw

4; Од Ю

а

со

ф|7 15

€)

19

Л

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может найти применение при проектировании источника пи тания различной радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения - повышение КПД путем снижения потерь в силовом транзисторе при включении.

На чертеже приведена электрическая схема стабилизированного конвертора .

Конвертор .содержит силовой тран- зистор 1, коллектор которого через первичную обмотку силового трансформтора 2 подключен к первому входному выводу 3, а эммитер через первичную обмотку трансформатора 4 тока - к второму входному ВЫВОДУ 5. Вторичная обмотка силового трансформатора чере выпрямитель 6 и фильтр 7 подсоединен к выходным клеммам 8 и к входу блока 9 управления, например широтно-им

пульсного модулятора, выход которого

подключен к входам формирователя 10 импульсов, логического инвертора 11 и первому входу логического элемента И 12, Выход логического инвертора соединен с базой первого транзисторно- 0 го ключа 13, выход элемента И - с базой второго транзисторного ключа 14, первьй выход формирователя импульсов- с базой третьего транзисторного ключа 15.35

Эмиттеры всех ключей подключены к общей точке 16, коллекторы первого и второго транзисторных ключей непосредственно,, а третьего через диод 17 подсоединены к соответствующим выво- 40 дам первичной обмотки базового трансформатора 18, вторичная обмотка которого подключена к управляющему переходу силового транзистора 1.

Один вывод вторичной обмотки транс-45 форматора тока соединен с выводом первичной обмотки базового трансформат о- ра, а второй через диод 19 - с общей точкой 16 и через резистор 20 - с выходом источника 21 вспомогательного 0 напряжения.

Конвертор работает следующим образом.

При подаче первичного питания на входные выводы 3 и 5 запитываются ин- 55 вертор 11, формирователь 10 импульсов, логический элемент И 12 и блок 9 управления, на выходе которого появляются однополярные импульсы, коэффициент

0

5 0

5

0 5

0

5 0

5

заполнения которых изменяется с целью поддержания необходимого напряжения на выходе конвертора и стабилизации его величины. Примем за исходный момент наличие на выходе блока 9 управления нулевого уровня сигнала. На выходе инвертора 11 при этом формируется высокий уровень напряжения, которым открывается транзистор 13.

Фазировка обмоток трансформаторов 4 и 18.указана на чертеже и выбирается так, чтобы на базе силового транзистора 2 наводилось отрицательное напряжение.

Одновременно происходит перемагни- чивание сердечников трансформаторов 4 и 18 по цепи: источник 21 вспомогательного напряжения, резистор 20, вторичная обмотка трансформатора 4 тока, первая полуобмотка базового трансформатора 18, коллектор транзисторного ключа 13, эмиттер ключа 13, общая точка 16.

Передний фронт управляющего импульса запускает формирователь 10 импульсов, длительность выходного импульса которого подбирается так, чтобы перекрыть время установления прямого напряжения при включении силового транзистора. Импульс положительной полярности, снимаемый с первого выхода формирователя 10 импульсов, открьшает транзисторный ключ 15. Ток базовой цепи силового транзистора 1 при этом определяется коэффициентами трансформации трансформатора тока 4 и базового трансформатора 18 с учетом дополнительной обмотки и может быть выбран значительно больше необходимого для надежного насыщения транзистора 1, что снижает длительность переднего фронта импульса на его коллекторе при включении. Транзисторный ключ

13заперт нулевым напряжением на выходе инвертора 11. Транзисторный ключ

14заперт нулевым напряжением на выходе элемента И 12, которьй находится в закрытом состоянии по второму входу сигналом логического нyля формируемого на втором выходе формирователя 10.

По заднему фронту импульса формирователя 10 импульсов запирается тран- зисторньш ключ 15 и открывается транзисторный ключ 14 высоким уровнем сигнала на выходе элемента И 12, на входах которого в этот момент времени формируются сигналы логической

единицы, снимаемые с выхода блока 9 управления и второго выхода формировтеля 10 импульсов.

С ммарный коэффициент трансформации трансформатора 4 тока и базового трансформатора 18 по току уменьшается,, что приводит к уменьшению тока базы до величины, которая выбирается исходя из заданного коэффициента насыщения , Это позволяет дополнительно к повышению КПД уменьшить время рассасывания и улучшить частотные свойства силового транзистора 1 ,

По окончании действия управляющего импульса запирается транзисторный ключ 14 и открывается транзисторный ключ 13.

Фазировка напряжения на базе транзистора 1 меняется на обратную, что вызывает появление на ней отрицательного напряжения. Происходит быстрое рассасывание носителей в базовой цепи, при этом ток рассасывания пропорционален току коллектора транзистора 1. В дальнейшем работа конвертора происходит подобно описанной.

Таким образом, введение дополнительных узлов и связей между ними, приводит к форсированию тока базы силового транзистора при включении, что сни5кает потери и увеличивает КПД устройства..

Формула изобретенйя З

30

Стабилизированный конвертор, со- держашлй силовой транзистор, коллектор которого через первичную обмотку силового трансформатора соединен с первым входным выводом, а эмиттер через первичную обмотку трансформатора тока соединен с вторым входным выводом, вторичная обмотка силового трансформатора через выпрямитель и

0

5

З

фильтр соединена с выходными выводами и с входом блока управления, выход которого через логический инвертор соединен с базой первого транзисторного ключа, коллектор которого подсоединен к первому выводу первой полуобмотки базового трансформатора, второй вьшод которой соединен с первым выводом второй полуобмотки и к первому выводу вторичной обмотки трансформатора-тока, второй вывод которой через диод подключен к общей точке и через резистор - к выходу источника вспомогательного напряжения, второй вывод второй полуобмотки базового трансформатора соединен с коллектором второго транзисторного ключа эмиттеры первого и второго транзисторных ключей подключены к общей точке, а вторичная обмотка базового трансформатора подсоединена к управляющему переходу силового транзистора, о т- личающийся тем, что, с целью повышений КПД путем снижения потерь в силовом транзисторе при вклю- чении, в конвертор введены формирователь импульсов, логический элемент И, третий транзисторный ключ и допол0 нительный диод, а базовый трансформатор снабжен дополнительной обмоткой, первьш вывод которой соединен с коллектором второго транзисторного ключа, а второй вьшод через дополнительный диод - с коллектором третьего транзисторного ключа, эмиттер которого соединен с общей точкой, а база - с первым вьйодом формирователя импульсов, вход которого подключен к выходу блока управления, второй выход формирователя импульсов соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом блока уп- равления, а выход соединен с базой

5 второго транзисторного ключа.

0

5

0

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для питания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повьшение КПД путем снижения потерь в силовом транзисторе при включении. Конвертор пре образует постоянное напряжение первичной сети, поступающее на клеммы 3 и 5, в постоянное стабилизированное, снимаемое с клемм 8. Ток базовой цепи силового транзистора (Т) 1 пропорционален току коллектора как при его насыщении, так и при запирании. Для снижения времени установления прямого напряжения при включении производится форсирование базового тока Т 1 за счет введения транзисторного ключа 15, формирователя импульсов 10 и Дополнительной обмотки базового трансформатора 18. Суммарный коэфф. трансформации трансформатора тока 4 и базового трансформатора 18 по току уменьшается, что приводит к уменьшению тока базы до величины, которая выбирается, исходя из заданного коэфф. насыщения. Это позволяет уменьшить время рассасьгеания и улучшить частотные свойства Т 1.1 ил. « сл