Зарядный преобразователь Советский патент 1989 года по МПК H03K3/53 

Риг.1

10

15

Изобретение относится к области вторичных источников электропитания и может быть использовано для заряда емкостных накопителей энергии.

Цель изобретения - повышение надежности работы за счет упрощенияj а также повьЕиение быстродействия и надежности за счет ускорения переключения транзисторов источника зарядных импульсов, подавления высокочастотных колебаний 3 дросселе и уменьшения врлбросов в коллекторе первого транзистора

На фиг. 1 и 2 представлены электрические принципиальные схемы преобразователя , па фиг. 3 - временные диаграммы работы.

Зарядный преобразователь содергкит источник 1 зарядных импульсов, дроссель 2j, накопительньй конденсатор 3, подключенный первой обкладкой к первому выводу первого резистора 4 первый диод 5j дроссель 2 вьтолнен двухобмоточным, а источник 1 заряд- Ш1Х импульсов выполнен на втором диоде 6, втором, третьем, чег-зртом и пятом резисторах 7-10, исто :ччке 11 питания и первом и втором Ti янзис- торах 12 и 13 п-р-п типа, поло7&;. гель- Q ная и отрицательная шины источника 1 1 питания, анод, второго диода 6., первые выводы второго и третьего резисторов 7 и 8 и коллектор первого

транзистора 12 соединены соответст35

20

25

рым выводом первого резистора 4, шестая шина источника 1 зарядных пульсов подключена к началу перво обмотки дросселя 2 или к отводу о части витков первой обмотки дросс 2, начало первой обмотки дросселя подключено к аноду первого диода катод которого соединен с второй кладкой накопительного конденсато

Между первой обкладкой накопит ного конденсатора 3 и анодом перв диода 5 включены последовательно единенные шестой резистор 14 и ко денсатор 15.

Устройство работает следуюп им разом.

При включении источника 11 пит ния через резисторы 9 и 10, эмитт ньм переход транзистора 12 и рези тор 8 начинает протекать ток смещ ния, Трарзистор 12 открывается и первой обмотке дросселя 2 появляе напряжение При этом появляется н пряжение на его второй обмотке, о крывается диод 6 и через резистор в цепи базы транзистора 12 начина протекать ток второй обмотки. зистор 12 Бходит в режим насыщени напряжение питазтая оказывается пр ложенным к первой обмотке и по не начинает протекать ток, нарастаю- )дий по закону, близкому к линейно Диод 5 при этом закрыт и ток чере резистор 4 равен нулю. Ток первой

венно с первой, второй, третьей, чет- - мотки, протекая через резистор 8,

рым выводом первого резистора 4, шестая шина источника 1 зарядных импульсов подключена к началу первой обмотки дросселя 2 или к отводу от части витков первой обмотки дросселя 2, начало первой обмотки дросселя 2 подключено к аноду первого диода 5, катод которого соединен с второй обкладкой накопительного конденсатора 3.

Между первой обкладкой накопительного конденсатора 3 и анодом первого диода 5 включены последовательно соединенные шестой резистор 14 и конденсатор 15.

Устройство работает следуюп им образом.

При включении источника 11 питания через резисторы 9 и 10, эмиттер- ньм переход транзистора 12 и резистор 8 начинает протекать ток смещения, Трарзистор 12 открывается и на первой обмотке дросселя 2 появляется напряжение При этом появляется напряжение на его второй обмотке, открывается диод 6 и через резистор 9 в цепи базы транзистора 12 начинает протекать ток второй обмотки. зистор 12 Бходит в режим насыщенияj напряжение питазтая оказывается приложенным к первой обмотке и по ней начинает протекать ток, нарастаю- )дий по закону, близкому к линейному. Диод 5 при этом закрыт и ток через резистор 4 равен нулю. Ток первой об

Изобретение относится к области вторичных источнизков электропитания и может быть использовано в зарядных устройствах накопителей энергии импульсных источников питания. Цель изобретения - повышение надежности работы и повышение быстродействия. f Устройство содержит источник 1, за- рядньк импульсов, дроссель 2, нако- пительньш конденсатор, первый резистор 4. Введение первого диода 5, а также выполнение дросселя 2 двухоб- моточным, а источника 1 зарядных импульсов на втором диоде 6, втором, третьем, четвертом и Пятом резисторах 7, 8, 9, 10, источнике 11 питания и первом и втором транзисторах 12, 13 позволяет повысить надежность работы за счет упрощения, а также повысить быстродействие и надежность за счет ускорения переключения тран- .зисторов источника, зарядных импульсов, подавления высокочастотных колебаний в дросселе и уменьшения выбросов в коллекторе первого транзистора. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. i (О

вертоЙ5 пятой и шестой шинами источника 1 зарядных импульсов, вторые выводы второго и третьего резисторов 7 и 8 подключены соответственно к базе и эгдаттеру второго транзистора 13, эмздттер которого соединен с отрицательной НИНОЙ источника 11 питания, а коллектор с базой первого транзистора 12 и первым выводом четвертого резистора 9, второй вьшод которого подключен к катоду второго диода б, через пятый резистор 10 соединен с положительной шиной источника 11 питания, эмиттер первого транзистора 12 подключен к первому выводу третье го резистора 8, причем первая, вторая, третья, четвертая и пятая шины источника 1 зарядных импульсов соединены соответственно с концом первой обмотки дросселя 2, началом второй обмотки дросселя 2, концом второй обмотки дросселя 2, первой обкладкой накопи 1 ельного конденсатора 3, вто..

40

45

50

55

создает на нем падение напряжения и S, нарастающее по линейному закону (фиг.За). Когда U. достигает величины, достаточной для открывания эмит- терного перехода транзистора 13, он открывается и начинает шунтировать цепь базы транзистора 12. Транзистор 12 выходит из насыщения, нарастание тока в первой обмотке прекращается, уменьшение напряжения на второй обмотке приводит к уменьшению тока базы транзистора 12 и он начинает закрываться. При этом открывается диод 5 и ток первой обмотки начинает протекать по цепи: диод 5, конденсатор 3, резисторы 4, 8, источник 11 питания , заряжая накопительный конденсатор 3. Так как к падению напряжения на резисторе 8 прибавляется падение напряжения на резисторе 4, напряжение и -1 скачком вьфастает от величины

u и ,

iiRf

до величины

и-7 I

(R ., + R4).

где R, Rj сопротивление резисторов 4 и 8; I, - ток первой обмотки дросселя 2 в момент t (фиг.36).

Транзистор 13 остается открытым, а транзистор 12 закрывается. Ток второй обмотки, уменьшаясь по линейному закону, заряжает конденсатор 3 и удерживает транзистор 13 в открытом состоянии. Когда напряжение U становится меньше напряжения на открытом эмиттерном переходе транзистора 13, он закрывается. Транзистор 12 открывается, закрывается диод 5 и падение напряжения на резисторе 4 становится равным нулю. При этом напряжение и (фиг,36) скачком уменьшается до значения

иг и, I,R,

где 1-2 - ток второй обмотки в момент t 2.

Транзистор 13 остается закрытым, транзистор 12 входит в режим насьш;е- ния и процесс повторяется. Через цепочку, состоящую из резистора 14 и конденсатора 15, на базу транзистора 13 поступает сигнал положительной обратной связи, ускоряющий переключение транзисторов 12 и 13. Кроме того, эта цепочка подавляет высокочастотные колебания, возникающие в дросселе 2 в момент переключения тран45

.зисторов 12 и 13 и уменьшает амплиту-40 коллектор первого транзистора соду выбросов напряжения на коллекторе транзистора 12. Когда транзистор 12 закрыт, напряжение на его коллекторе равно напряжению на накопительном конденсаторе 3. Если оно превышает допустимое напряжение коллектора транзистор 12 выйдет из строя. Избежать этого можно, если подключить коллектор транзистора 12 к отводу от первой обмотки дросселя 2 (фиг.2). Если количество витков первой части первой обмотки дросселя 2, включенной между концом обмотки и отводом, равно w, и второй части - w , то при выключенном состоянии транзистора напряжение на его коллекторе равно

единены соответственно с первой, вто рой, третьей, четвертой, пятой и шес той шинами источника зарядных импульсов, вторые вьшоды второго и третьего резисторов подключены соответственно к базе и эмиттеру второго транзистора, эмиттер которого соединен с отрицательной шиной источника питания, а коллектор - с базой первого транзистора и первым выводом четвертого резистора, второй вывод которого подключен к катоду второго диода и через пятый резистор соединен с положительной шиной источника gg питания, эмиттер первого транзистора подключен к первом выводу третьего резистора, причем первая, вторая, третья, четвертая и пятая шины источника зарядных импульсов соединены со50

W

W , + W,Uc +

W .

W,

+ W.

5

где Uc - напряжение на накопительном

конденсаторе 3

Е - напряжение источника 11 питания.

В случае когда коллектор транзистора подключен к отводу части витков первой обмотки дросселя (фиг.2), в момент закрывания транзистора 12 и открывания первого диода 5 скачком изменяется количество витков, через которые протекает ток. При этом ток первой обмотки дросселя скачком уменьшается в wy(w + w.) раз (фиг.Зв). Поэтому для того, чтобы транзистор 13 остался открытым, необходимо, чтобы сопротивление резистора 4 бьшодостаточно большим, а именно R4 - (,) .Rj.

Формула изобретения

коллектор первого транзистора соединены соответственно с первой, второй, третьей, четвертой, пятой и шестой шинами источника зарядных импульсов, вторые вьшоды второго и третьего резисторов подключены соответственно к базе и эмиттеру второго транзистора, эмиттер которого соединен с отрицательной шиной источника питания, а коллектор - с базой первого транзистора и первым выводом четвертого резистора, второй вывод которого подключен к катоду второго диода и через пятый резистор соединен с положительной шиной источника питания, эмиттер первого транзистора подключен к первом выводу третьего резистора, причем первая, вторая, третья, четвертая и пятая шины источника зарядных импульсов соединены со

«з.Э