Преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1989 года по МПК H02M7/5375 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и автоматики.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения защиты от входных перенапряжений.

На фиг. I показана схема преобразователя; на фиг. 2 и 3 - то же, другое исполнение.

В преобразователе (фиг. 1) между первым +EJ, и вторым -Е входными выводами последовательно включены силовой транзистор I, например, типа п- -V-n и нагрузка (преобразующий узел) 2. К выводу 4-Ej, г одключен первый вывод первого резистора 3, вторым выводом, соединенно го с первым выводом конденсатора 4. Второй вывод конденсатора 4 соединен с анодом первого диода 5 и эмиттером вспомогательного п-f-n-транзистора 6. Первый вьгоод конденсатора 4 подключен к выводу узла ограничения перенапряжений в вид стабилитрона 7 и эмиттеру управляющего р-п-р-транзистора 8, база которого соединена с первым выводом второго резистора 9. Второй вывод резистора 9 подключен к положительному полюсу ис- TO4HViKa узла опорного напряжения в виде стабилитрона 10 и коллектору транзистора 6. Коллектор транзистора 8 соединен с анодом первого блокирующего диода 11, катодом подключенного к базе транзистора 1 и к катоду второго блокирующего диода 12, анод которого соединен с одним выводов выхода блока 13 управления, другой вьгоод которого подключен к эмиттеру транзистора 1. Второй входной вывод -Eg соединен с катодом диода 5, базой транзистора 6, анодом стабилитронов 7 и 10.

При другом исполнении преобразователя (фиг. 2) узел ограничения перенапряжения выполнен в виде дополнительного п-р-п-транзистора 14, коллектор которого подключен к эмиттеру транзистора 8, а эмиттер - к входному вьгеоду -EJ. . База транзистора 14 через резистор 15 и интегрирующее звено 16 соединена с эмиттером транзистора 1.

Кроме того, между базой транзистора 6 и входным выводом -Ер может быть включен резистор 17, резистор 18 включен последовательно со стабипитро ном 10, а дополнительньй диод 19 шунтирует цепь элементов 10 и 18 (фиг.З)

0

Преобразователь работает следующим образом.

При подаче напряжения питания конденсатор 4 начинает заряжаться через резистор 3 и открывающийся при этом диод 5. До момента достижения напряжения на этом конденсаторе величины опорного напряжения стабилитрона 10 0 изменений в состоянии транзистора 1 и блока 13 управления не происходит.

Когда напряжение на конденсаторе 4 достигнет опорного напряжения, появится базовый ток транзистора 8 и 5 откроет его. Конденсатор 4 начинает разряжаться через переходы коллектор- эмиттер транзистора 8, диод 11, цепь базы транзистора 1 и нагрузку 2. Вследствие этого открьшается транзистор 1 0 и подает напряжение на нагрузку 2.

Одновременно с этим разряд коцден- сатора 4 приводит, вследствие изменения направления тока через него, к запиранию диода 5 и протеканию тока че- 5 рез базоэмиттерный переход транзистора 6, который вследствие этого открывается. Открывание транзистора 8 приводит к тому, что базовый ток транзистора 8 не зависит от величины напряжения стабилитрона 10, а зависит только от напряжения на конденсаторе 4 .

По мере увеличения напряжения на нагрузке 2 из-за открытого состояния транзистора 1 начинает работать блок 5 13 управления и через диод 12 транзистор 1 приходит в установивщийся режим работы. При появлении перенапряжения на входных выводах блок 13 управления реагирует так, что транзистор 1 призакрывается и переходит в линеный или полностью запертый режим.

Выбор напряжения стабилитрона 10 определяется условиями пуска преобразователя .

Выбор напряжения стабилизации стабилитрона 7 определяется так, чтобы напряжение на конденсаторе 4 не превышало допустимого напряжения для транзистора 8. Одновременно с этим необходимо, чтобы стабилитрон 7 не влиял на работу транзистора 8 в режиме пуска устройства, т.е., чтобы его напряжение стабилизации было больше, чем напряжение стабилизации 5 стабилитрона 10.

Величина резистора 3 может быть выбрана достаточно большой, во-первых, для уменьшения мощности в номинальном режиме работы при отсутствии

0

5

0

перенапряжений, во-вторых, для уменьшения тока, который протекает через стабипитрон 7 в режиме входных перенапряжений.

Если вместо стабалитрона 7 установлен транзистор 14 (фиг. 2), который включается с появлением напряжения на нагрузке 2, чем шунтируется конденсатор Д то дальнейшее увеличение напряжения на нем прекращается, например, при возникновении перенапряжений. Введение транзистора 1А позволяет увеличить сопротивление резистора 3, т.е. повысить КПД.

Введение интегрирующего звена 16 дает возможность повысить надежность работы устройства за счет того, что транзистор 14 включается после пуска с задержкой от начала появления напряжения Ef,. Этим исключается ложный сброс схемы пуска, когда напряжение Ер еще не успело нарасти до требуемого, необходимого для подхватывания блоком 13 управления,

В преобразователе может быть уменьшен базовый ток транзистора 6; С началом разряда конденсатора 4 открывается транзистор 6. Ток разряда конденсатора 4 проходит через диод 19, при этом шунтируется цепь элементов 10 и 18, чем обеспечивается глубокий разряд конденсатора 4. Резистор 18 заащщает стабилитрон 10 от больших прямь1х токов, а резистор 17 ограничивает базовый ток транзистора 6.

В предлагаемом техническом решении обеспечивается автоматический запуск устройства без применения пусковых кнопок. Одновременно с этим на всех полупроводниковых приборах, кроме силового транзистора, напряжение имеет достаточно малые значения.

Формула изобретения

1. Преобразователь постоянного напряжения содержащий включенный последовательно в цепь питания силовой транзистор первого типа проводимости, подключенный коллектором к первому входному вьгеоду преобразователя и связанного базой с выходом блока управления и с коллектором управляющего транзистора второго типа проводимости, эмиттер которого через первый резистор соединен с коллектором сило

5

0

вого транзистора, а база соедине1га с первым выводом второго резистора, и вспомогательный транзистор первого типа проводимости, отличающийся тем, что, с целью расгщгре- ния функциональных возможностей путем обеспечения защиты от входных перенапряжений, между эмиттерами управляющего и вспомогательного транзис торов включен введенный конденсатор,. вспомогательный транзистор эмиттером соединен через введенньш зарядный диод с вторым входным выводом преобра- , коллектором соединен с вторым выводом второго резистора и через введенный узел опорного напряжения - с вторым входным выводом преобразователя, а цепь его базы соединена с вторым входным выводом преобразователя, связь базы силового транзистора с коллектором управля ощего транзистора и выходом блока управления выполнена через вЕеденнь е прямовключенные 5 первый и второй блокирующие диоды соответственно, а между эмиттером управляющего транзистора и вторым входным выгодой преобразователя включен вве- денньм узел ограничения еренапряжс- ний,

2.Преобразователь по п. 1, о т- личающнйс я тем, что узел опорного напряжения выполнен в виде первого стабилитрона.

3.Преобразователь по п, 1, о т - ли чающийся тем, что в цепь базы вспомогательного транзистора введен третий резистор, а узел опорного напряжения выполнен в виде первого стабилитрона с последовательно включенным четвертым резистором розан встречно-включенным дополш телы ным диодом.

4.Преобразователь по п. 1, о т - личающийся тем, что узел ограничения перенапряжений выполнен в виде второго стабилитрона.

5.Преобразователь по п. 1, о т - личающийся тем, что узел ограничения перенапряжения выполнен в ввде дополнительного транзистора первого типа проводимости, вход которого соединен с выходом введенного интегрирующего звена, подключенного входом между эмиттером силового тран- зистора и вторым входным выводом преобразователя .

0

5

0

5

0

5

ч

1527695

Vj

Г/

., I

2 П:

Г/

7VZ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и автоматики. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения защиты от входных перенапряжений. Силовой транзистор 1 включен в цепь питания нагрузки 2 и в нормальном режиме находится в открытом состоянии. При входных перенапряжениях силовой транзистор 1 переводится в линейный режим, ограничивая напряжение на нагрузке 2 с помощью блока 13 управления. При пуске конденсатор 4 заряжается до напряжения стабилизации первого стабилитрона 10. Затем открываются транзисторы управляющий 8 и силовой 1. При последующем разряде конденсатора 4 открывается вспомогательный транзистор 6 и, шунтируя первый стабилитрон 10, обеспечивает глубокий разряд конденсатора 4. Второй стабилитрон 7 ограничивает напряжение на управляющем транзисторе 8. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

.г С

./

/ -4 PTt

a

-6

X«

,

i:

-f/r

r

-t

Й/з.г

i i