Однотактный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1989 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в источниках вторичного электропитания систем радиотехники, автома- тики и вычислительной техники.

Целью изобретения является повьше- ние надежности однотактного преобразователя постоянного напряжения путем упрощения схемы,

На фиг. 1 изображена электрическая схема предлагаемого однотактного пре- образователя; на фиг. 2 и 3 - варианты выполнения цепи ограничения тока; на фиг. 4 - осциллограммы напряжений на элементах схемы.

Однотактный преобразователь постоянного напряжения содержит ключевой транзистор 1, трансформатор 2 тока с коллекторной 3 и базовой 4 обмотка ми, измерительный резистор 5, к которому подключен вход дополнительного транз истора 6, коллектор которого присоединен к конденсатору 7 и дио- .ДУ 8..

Вторичная обмотка силового трансформатора 9 через диод 10 подключена к йыходному конденсатору 11, а база транзистора 1 присоединена к генератору 12 импульсов запуска. Обмотка 13 управления подключена параллельно конденсатору 7, последовательно с базовой обмоткой 4 токового трансформатора 2 может быть включена цепочка из диодов и конденсатора 14 (фиг.2).

Соединение коллектора транзистора 6 с конденсатором 7 может быть произведено через транзистор 15 (фиг.З)

Устройство работает следующим об- разом.

На базу транзистора 1 поступают импульсы запуска от генератора 12. Каждый импульс приоткрывает транзистор 1. Благодаря положительной об- ратной связи через трансформатор 2 тока транзистор 1 самоблокируется в открытом состоянии на время, определяемое насыщением сердечника токового трансформатора 2 тока, после чего транзистор 1 закрывается, а трансформатор 2 размагничивается, формируя в установившемся режиме напряжение , (фиг.4). Напряжение на конденсаторе 7 при э.т ом велико.

При увеличении тока нагрузки напряжение на измерительном резисторе 5 увеличивается, обеспечивая откры

0 5

0

Q

0

вание транзистора 6. При ггсм конденсатор 7 разряжается, причем напряжение, до которого разряжается конденсатор, зависит от сопротивления нагрузки. Теперь на этапе размагничивания трансформатора тока напряжение размагничивания уменьшается благодаря открыванию диода 8, что. обеспечивает возможность протекания тока через разряженный конденсатор 7. В результате вольтсекудный интеграл обратного напряжения (фиг.4) на обмотке 13 оказывается малым. Вольтсекундный интеграл прямого напряжения также должен быть мал, что вытекает из свойства трансформатора с сердечником и ферромагнитного материала. Это значит, что длительность прямого импульса сократится пропорционально уменьшению напряжения на конденсаторе 7, следовательно, обеспечивается ШИМ - модуляция, приводящая к стабилизации потребляемого тока.

Минимальное обратное напряжение обмотки 4 равно напряжению на прямо- смещенном переходе диода 8, что ограничивает диапазон стабилизации тока при уменьшении сопротивления нагрузки. Расширение диапазона достигается подключением диода 8 к дополнительной обмотке (фиг.2 и 3) с увеличен- числом витков, а также включением в цепь базы напряжения смещения, например, с помощью цепи из резистора и конденсатора (фиг.2).

Совмещение базовой обмотки 4 трансформатора 2 тока с дополнительной обмоткой (фиг.2 и 3) позволяет упростить трансформатор 2 тока.

Подключение дополнительного транзистора 15 по фиг. 3 позволяет мгновенно реагировать на короткое замыкание в цепи нагрузки, обеспечивая форсированное закрывание транзистора 1, что существенно, например, в преобразователях с прямым включением выпрямительного диода.

Использование изобретения позволяет повысить надежность устройств электропитания путем упрощения схемы, а также увеличить быстродействие защиты при возникновении перегрузок по току.

Формула изобретения

1. Однотактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий

3

силовой трансформатор, вторичная обмотка которого соединена через выпрямитель и фильтр с выходными выводами, а первичная обмотка подсоединена последовательно с ключевым транзистором к входным выводам, насыщающийся трансформатор тока, коллекторная обмотка которого включена в цепь тока коллектора ключевого транзисто- ра, цепь базы которого присоединена к первому выводу базовой обмотки трансформатора тока и к выводу генератора импульсов запуска, обмотку управления трансформатора тока, от- личающийся- тем, что, с целью повьшения надежности путем упрощения схемы, введены измерительный резистор, дополнительный транзистор, конденсатор и диод, включенный меж- ду первым выводом обмотки управления трансфо1)матора тока и коллекторной цепью дополнительного транзистора, база-эмиттерный переход которого включен параллельно измерительному резистору, первый вывод которого подключен к эмиттеру ключевого тран1

144

зистора, а второй вывод - к второму выводу базовой обмотки и обмотки управления трансформатора тока, при этом конденсатор включен между коллекторной цепью и эмиттером дополнительного транзистора.

2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что в цеп

базы ключевого транзистора включена параллельная диодно-конденсаторная цепь смещения.

3.Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что обмотка управления трансформатора тока совмещена с базовой обмоткой.

4.Преобразователь по п.З, о т - личающийся тем, что, с целью повьшгения быстродействия срабатывания защиты, введен второй дополнительный транзистор, база-эмиттерный переход которого включен в коллекторную цепь первого дополнительного транзистора, а коллектор второго дополнительного транзистора присоединен к базовой цепи ключевого транзистора.

Изобретение относится к области электротехники и может быть .использовано в источниках вторичного электропитания. Цель - повьшение надеж- ности путем упрощения схемы. Устр-во содержит ключевой транзистор 1,трансформатор тока 2, измерительный резистор 5, дополнительный транзистор 6, конденсатор 7 и диод 8. При работе преобразователя напряжения, благодаря подключению обмоток 4, 13 трансформатора тока 2 через диод 8 к коллектору дополнительного транзистора 6, происходит ограничение напряжения обратной полуволны. Это позволяет регулировать амплитуду обратной полуволны и величину размагничивания сердечника трансформатора тока 2 и длительность рабочего полупериода преобразователя напряжения. Регулирование амплитуды ограничения обратной полуволны производится по сигналу с измерительного резистора 5, подключенного параллельно базо-змиттер- ному переходу дополнительного транзистора 6. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. с е (Л -о ел и7Z зал cpite.i

в

f

JL

гг

(/:

Jff/r

Фиг. г

Фаз.д