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

ч-в

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания для преобразования и стабилизации постоянного напряжения.

Цель изобретения - улучшение мас- согабаритных показателей.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Одкотактный преобразователь содержит транзисторы 1 и 2, обратные диоды 3 и 4, выходной трансформатор 5 с первичной обмоткой 6, выходной обмоткой 7, выпрямительный диод 8, конденсатор выходного сглаживающего фильтра 9, блок 10 управления. Формирование траектории переключения транзисторов 1 и 2 осуществляется первой цепочкой из последовательно включенных вспомогательного диода 11 и конденсатора 12 и второй цепочкой из дополнительного диода 13, дросселя 1А и вспомогательной обмотки 15 выходного трансформатора 5.

Транзисторы 1 и 2 и обратные диоды 3 и 4 образуют мост, к одной из диагоналей которого подсоединены клеммы для подключения источника питания а в другую диагональ включена первичная обмотка 6 выходного трансформатора 5 с параллельно подсоединенной к ней первой цепочкой. Вторая цепочка первым выводом подключена к общей

0

5

0

транзисторов 1 и 2 конденсатор 12, как будет показано ниже, заряжен до напряжения питания с полярностью, указанной на чертеже без скобок, а в магнитном поле первичной обмотки 6 выходного трансформатора 5 под действием протекающего тока намагничивания накоплена энергия. После подачи блоком 10 управления сигнала на запирание транзисторов I и 2 их коллекторные токи спадают практически при нулевом напряжении. Это объясняется тем, что при уменьшении коллекторных токов транзисторов 1 и 2 ток намагничивания обмотки 6 открывает диод 11, напряжение на ней становится равным напряжению питания и следовательно, напряжения на транзисторах 1 и 2 равны нулю. Ток намагничивания обмотки 6 перезаряжает конденсатор 12, причем при большом запасе энергии конденсатор 12 перезарядится до напряжения питания (полярность показана в скобках), обратные диода 3 и 4 откроются и остаток энергии будет рекуперирован в источник питания преобразователя .

Блок 10 управления через определенный промежуток времени отпирает транзисторы 1 и 2, и спад напряжения на них происходит при практически нулевых коллекторных токах. В схеме

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах вторичного электропитания РЭА с высокочастотным преобразованием электроэнергии. Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей. Преобразователь содержит транзисторы 1 и 2, обратные диоды 3 и 4, силовой трансформатор 5. Вторичная обмотка 7 силового трансформатора 5 через выпрямитель 8 и сглаживающий фильтр 9 подключена к выходным зажимам. Блок управления 10 осуществляет одновременное включение и выключение транзисторов 1 и 2 с определенными частотой и продолжительностью импульсов в соответствии с заданным законом управления. К концу этапа включенного состояния транзисторов 1 и 2 конденсатор 12 заряжен до напряжения питания преобразователя. При выключении транзисторов 1 и 2 открывается дополнительный диод 11 и происходит перезаряд конденсатора 12. При включении транзисторов 1 и 2 конденсатор 12 перезаряжается по цепи: транзистор 2 - вспомогательный диод 13 - дроссель 14 - первичная обмотка 15 трансформатора 5. 1 ил.

точке диода 11 и конденсатора 12, вто-,, преобразователя с обратным включенирым - к входной клемме. Выходная обмотка 7 через выпрямительный диод 8 и конденсатор фильтра 9 соединена с выходными клеммами преобразователя . Управляющие электроды транзисторов 1 и 2 подсоединены к выходным зажимам блока 10 управления.

На чертеже в качестве примера изображен преобразователь с обратным включением выпрямительного диода, однако может быть использовано и прямое включение выпрямительного диода с соответствующим выходным сглаживающим фильтром.

Однотактный преобразователь постоянного напряжения работает следующим образом.

В установившемся режиме блок 10 управления осуществляет одновременное включение и выключение транзисторов 1 и 2 с определенными частотой и продолжительностью импульсов в соответствии с заданным законом управления. К концу интервала включенного состояния

40

45

50

55

ем выпрямительного диода с прерьшис- тым током намагничивания трансформатора в момент включения транзисторов 1 и 2 обмотки 6 и 7 трансформатора 5 полностью обесточены, поэтому рост коллекторного тока начинается с нуля. В преобразователях с непрерьгеным током намагничивания трансформатора 5 или с использованием прямого включения выпрямительного диода 8 это обеспечивается индуктивностями рассеяния обмоток 6 и 7. Кроме того, приведенный ток обмотки 15 к обмотке 6 в момент включения транзисторов 1 и 2 также всегда равен нулю, поскольку ток дросселя 14 в предшествующий момент времени отсутствовал. I

С течением времени в обмотке 6 трансформатора 5 растет ток намагничивания и накапливается магнитная энергия, а при прямом включении выпрямительного диода 8 происходит и передача энергии в нагрузку. В это

0

5

0

5

ем выпрямительного диода с прерьшис- тым током намагничивания трансформатора в момент включения транзисторов 1 и 2 обмотки 6 и 7 трансформатора 5 полностью обесточены, поэтому рост коллекторного тока начинается с нуля. В преобразователях с непрерьгеным током намагничивания трансформатора 5 или с использованием прямого включения выпрямительного диода 8 это обеспечивается индуктивностями рассеяния обмоток 6 и 7. Кроме того, приведенный ток обмотки 15 к обмотке 6 в момент включения транзисторов 1 и 2 также всегда равен нулю, поскольку ток дросселя 14 в предшествующий момент времени отсутствовал. I

С течением времени в обмотке 6 трансформатора 5 растет ток намагничивания и накапливается магнитная энергия, а при прямом включении выпрямительного диода 8 происходит и передача энергии в нагрузку. В это

515

же время начинается колебательный перезаряд конденсатора 12 по цепи: транзистор 2 - диод 13 - дроссель 14- обмотка 15 трансформатора 5, при этом ток в указанном контуре имеет синусоидальную форму. При отсутствии обмотки 15 и идеальном колебательном контуре конденсатор 12 перезарядился бы до напряжения, равного напряжению в момент включения транзисторов 12,но противоположной полярности (показана без скобок) . К моменту выключения транзисторов 1 и 2 конденсатор 12 должен перезарядиться до напряжения

питания с тем, чтобы спад коллекторного тока транзисторов 1 и 2 происходил при нулевом напряжении на йих. Однако из-за потерь в контуре даже в случае начального напряжения на конденсаторе 12, равного напряжению питания, этого не происходит. В предлагаемом преобразователе дополнительная энергия для перезаряда конденсатора 12 до напряжения питания вводится в контур с помощью обмотки 15 трансформатора 5.

Таким образом, в предлагаемом преобразователе, как и в известном,обеспечивается формирование безопасной траектории переключения транзисторов, при этом принципиальная схема содержит меньшее количество элементов и поэтому имеет лучшие массогабаритные показатели.

0

5

0

5

0

5

426

Формула изобретения

Однотактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий два транзистора и два обратных диода, коллектор первого транзистора и катод первого обратного диода соединены с первым входным выводом, а эмиттер второго транзистора и анод второго обратного диода - с вторым входным выводом, выходной трансформатор, первичная обмотка которого включена между точками соединения эмиттера первого транзистора с катодом второго обратного диода и коллектора второго транзистора с анодом первого обратного диода, а его вторичная обмотка через выпрямитель и сглаживающий фильтр подключена к выходным выводам, и две цепочки, первая из которых содержит включенные последовательно конденсатор и вспомогательный диод, а вторая- включенные последовательно дополнительный диод, дроссель и вспомогательную обмотку выходного трансформатора, блок управления, подключенный к управляющим входам транзисторов, о т - личающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, первая цепочка подсоединена параллельно первичной обмотке выходного трансформатора, а общая точка соединения конденсатора и дополнительного диода подключена к первому выводу второй цепочки, второй вывод которой соединен с вторым входным выводом.