Преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1989 года по МПК H02M7/537 

(Л

ел

о ij;

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель изобретения - повышение надежности путем снижения тока запуска при перегрузке преобразователя. Преобразователь постоянного напряжения содержит двухтактный автогенератор на транзисторах 1, 2, трансформаторах 3, 4. Вторичная обмотка трансформатора 3 соединена через выпрямитель на диодах 5, 6 и фильтр на конденсаторе 7 с выходными выводами. Реле 8 времени и терморезистор 9 ограничивают ток импульса запуска двухтактного автогенератора. При перегрузке преобразователя происходит срыв колебаний автогенератора и реле времени начинает вырабатывать импульсы, отпирающие транзистор 1. По мере разогрева транзисторов 1, 2 терморезистор 9, имеющий хороший тепловой контакт с транзисторами 1, 2, увеличивает свое сопротивление и уменьшает величину тока импульса запуска, что предотвращает перегорание транзисторов 1, 2. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

фиг.

; 1504770

|дах 5, 6 и фильтр на конденсаторе 7 |с выходными выводами. Реле 8 времени и терморезистор 9 ограничивают ток 1мпульса запуска двухтактного автоге- г зисторами 1, 2, увеличивает свое соп- lepaTopa. При перегрузке преобразова- геля происходит срыв колебаний авто- Генератора и реле времени начинает |вырабатывать импульсы, отпираклцие

транзистор 1, По мере разогрева транзисторов 1, 2 терморезистор 9, имеющий хороший тепловой контакт с транротивление и уменьшает величину тока импульса запуска, что предотвращает перегорание транзисторов 1, 2. 2 з.п, ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в iCTO4HHKax вторичного электропитания :истем радиотехники, автоматики и вычислительной техники.

Целью изобретения является повьпле- чие надежности путем снижения тока запуска при перегрузке преобразователя.

На фиг, 1 представлена электрическая схема преобразователя; на фиг.2 - характеристика терморезистора (напри- мер, СТ5-); на фиг. 3 - схема реле времени; на фиг. 4 - схема реле времени (вариант исполнения).

Преобразователь (фиг. 1) содержит два силовых транзистора 1 и 2, вы- ходной трансформатор 3, переключанядий трансформатор 4. К вторичной обмотке выходного трансформатора 3 подсоединены выпрямительные диоды 5, 6 и конденсатор 7 фильтра. Преобразователь содер}кит также реле 8 времени, формирующее пусковой импульс, к которому присоединен терморезистор 9, служащий датчиком температуры перегрева силового транзистора 1. I Реле 8 времени подает пусковые им- I пульсы в базу транзистора 1 после Iвключения питания или при пропадании автоколебаний в преобразователе (на- пример, при перегрузке); при наличии автоколебаний реле времени выключается низким уровнем на коллекторе транзистора 1, после чего производится временная задержка на промежуток времени, превышающий период автоколеба- НИИ в преобразователе, а если импуль на вход запрета не поступает, то в базу транзистора 1 выдается пусковой импульс. При перегреве транзистора 1 на вход блокировки подается сигнал с терморезистора 9 и подача пусковых .Импульсов прекращается.

На фиг. 3 показана схема пусковог устройства - реле 8 времени и термо

зисторами 1, 2, увеличивает свое соп-

транзистор 1, По мере разогрева транзисторов 1, 2 терморезистор 9, имеющий хороший тепловой контакт с транзисторами 1, 2, увеличивает свое соп-

ротивление и уменьшает величину тока импульса запуска, что предотвращает перегорание транзисторов 1, 2. 2 з.п, ф-лы, 4 ил.

5

0 с 0 з

5

резистора 9. Реле 8 времени реализовано на широко распространенных элементах - RS-триггере 10, выходы которого соединены с базами последовательно соединенных первого 11 и второго 12 транзисторов, точка соединения которых соединена с базой третьего транзистора 13, эмиттер которого соединен с источником питания через терморезистор 9, а коллектор является выходом пускового устройства.

Входы RS-триггера 10 соединены с выходами компараторов 14 и 15 напряжения, входы которых соединены с постоянным делителем напряжения на резисторах 16 - 18, и времязадсцощей цепью на резисторе 19 и конденсаторе 20, Диод 21 подсоединен к конденсатору 20 для сброса внешним сигналом низкого уро;зня, а транзисторньпЧ ключ на элементах 22, 23 - для сброса напряжения на конденсаторе 20 внутренним сигналом с триггера 10.

Ка фиг. 4 приведен вариант выполнения устройства, в котором реле 8 времени заменено одной микросхемой - таймером HI006ВИ1. Остальные элементы аналогичны приведенным на фиг. 1 и 3. На фиг. 2 приведена характеристика терморезистора типа СТ5-1, име- гацего излом характеристики в диапазоне 110-120 0.

Преобразователь работает следующим образом.

После включения питания с выхода реле 8 времени (фиг. 1) начинают поступать импульсы тока в базу транзистора 1 . Длительность импульса (фиг.З, 4) определяется параметрами цепи разряда конденсатор.20 - резистор 22, а период повторения - цепями заряда (конденсатор 20 - резистор 22) и разряда (конденсатор 20 - резистор 22). Уровень напряжения на конденсаторе 20 определяет моменты переключения компараторов 14, 15 и, соответственно.

,, RS-триггера 10 и транзисторов 11 Величина тока определяется терморезистором 9, установленным в непосредственной близости от корпуса транзистора 1, причем чем выше температура.

-13.

тем больше сопротивление терморезистора 9 и, следовательно, меньше величина тока пускового импульса, это обеспечивает надежный запуск преобразователя при низких температурах, когда коэффициент передачи транзистора существенно падает. После открывания транзистора 1 потенциал его коллектора падает, и этим отрицательным фронтом через диод 21 (фиг. 3, 4) быстро разряжается конденсатор 20; как следствие, выход компаратора 15 переходит в высокое состояние, через RS-триггер 10 и транзисторы 11, 12 запирается транзистор 13, предотвраая дальнейшее поступление пускового тока в базу транзистора 1. Если при этом соблюдается условие поддержания автоколебаний для двухтактных преобразователей, определяемое параметрами нагрузки и элементов схемы, то в прео-бразователе возникают автоколебания, каждый отрицательный перепад напряжения на коллекторе транзистора 1 приводит к разряду емкости коненсатора 20 и, следовательно, блокированию подачи пускового импульса с реле 8 времени в базу транзистора 1, Перемагничивание сердечника трансформатора 3 током, проходящим через транзисторы 1 или 2 и первичную обмотку, сопровождается возникновением ЭДС во вторичных обмотках, которая

через резистор (фиг. 1, 4) подается на первичную обмотку переключающего трансформатора 4. ЭДС с вторичных обмоток трансформатора 4 подается на базы транзисторов 1 и 2, Насыщение сердечника тр-ансформатора 4 приводит к уменьшению ЭДС во вторичной обмотке, а это, в свою очередь, приводит к запиранию открытого в данный момент времени транзистора 1 или 2, уменьшению тока в первичной обмотке трансформатора 3, перемагничиванию в противоположном направлении сердечников трансформаторов 3 и 4, а следовательно, еще большему запиранию перехода открытого транзистора 1 или- 2 и открыванию запертого транзистора 2 или I Далее процесс повторяется. Элементы 5 - 7 служат для выпрямления и

фильтpau и вторичных напряжений.

-13.

047706

В случае кратковременной перегрузки вторичных цепей трансформатора 3 может произойти срыв автоколебаний, при этом пусковые импульсы начинают вновь поступать с задержкой, необходимой для заряда конденсатора 20 через резистор 19 до уровня напряжения на инверсном входе компаратора 14. 10 Для нормальной работы преобразователя его собственная частота должна быть всегда выше частоты повторения пусковых импульсов. Это необходимо для того, чтобы разряд конденсатора 20 че15

рез диод 2 и транзистор 1 открьшание транзистора 13.

опережал

В случае длительной перегрузки подача пусковых импульсов продолжается до тех пор, пока температура корпуса транзистора не превысит точку излома температурной характеристики терморезистора 9 (фиг. 2), после чего в результате существенного увеличения сопротивления терморезистора 9 величина пусковых импульсов существенно снизится (на 1-2 порядка), т.е. практически на базу транзистора 1 будут подаваться микротоковые импульсы, ко- .торые к тому же будут шунтироваться низкоомным базовым резистором. После снятия перегрузки преобразователь запускается описанным выше способом.

Использование изобретения позволяет повысить не только надежность .самого преобразователя, но и-защитить выходные цепи.

Формула изобретения

40

1, Преобразователь постоянного напряжения, содержащий двухтактный автогенератор, вторичная обмотка выходного трансформатора которого сое- динена через выпрямитель и фильтр с выходными выводами, средний вывод первичной обмотки подключен к первому входному выводу, а крайние выводы соединены через два силовых транзистора с вторым входным выводом, реле

5

времени, включенное последовательно с резистором между первым входным выводом и базой одного из силовых транзисторов, коллектор которого присоединен к входу запрета реле времени, вход питания которого подключен к входным выводам, отличающий- с я тем, что, с целью повышения надежности путем снижения тока запуска

1|фи перегрузке преобразователя, ре- . истор выполнен с положительной тер- г|(озависимостью и имеет малое теплово Сопротивление с силовыми транзисто- .

I 2, Преобразователь По п, 1, о т- личающийся тем, что двух- актный автогенератор выполнен по :хеме с базовым коммутирующим транс- (юрматором,

3, Преобразователь по п. 1, о т- личающийср тем, что реле иремени выполнено на основе RS-триг ера, выходы которого подключены к |()азам первого и второго транзисто- ов, соединенных последовательно и иключенных между входными выводами питания, при этом входы RS-триггера

t

О 20 0 50 80 ЮО 120 т Фи8.2

Вход

-V

.присоединены к выходам первого и второго компараторов, первые входы которых присоединены к резистивному делителю напряжения, а вторые входы - к точке соед,инения конденсатора и резистора времязадаюдей цепи, соединенной через диод с входом запрета реле времени, параллельно выходным выводам которого включен третий транзистор, проводимость которого противоположна проводимости первого и второго транзисторов, база которого подключена к точке соединения первого и второго транзисторов, причем параплельно конденсатору вре- мязадающей цепи включен четвертый транзистор, база которого подключена к базе второго транзистора.

1

+V

Фи.З

Шшт

-UMLOI

Фи.Ч