Однотактный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1990 года по МПК H02M3/335 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания. Цель изобретения - повышение КПД. Однотактный преобразователь постоянного напряжения содержит силовой трансформатор 2 и трансформатор тока 6, первичные обмотки 3 и 7 которых соединены последовательно и через транзистор 1 подключены к входным выводам. Цепь формирования траектории переключения транзистора 1 состоит из конденсатора 9, первого диода 10, второго диода 11, вторичной обмотки 8 трансформатора тока 6. Конденсатор 9 при запирании транзистора 1 заряжается через первый диод 10 током первичных обмоток 3 и 7. При отпирании транзистора 1 происходит перезаряд конденсатора 9 под действием напряжения на вторичной обмотке 8 трансформатора тока 6. Для ограничения тока перезаряда может быть использован дроссель 12. 1 ил.

J

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

Цель изобретения - повышение КПД.

На чертеже показана схема предлагаемого однотактного преобразователя постоянного напряжения.

Однотактный преобразователь постоянного напряжения содержит транзистор 1, силовой трансформатор 2 с первичной обмоткой ,3 и вторичной обмоткой 4, подключенной к цепи нагрузки 5.

Для формирования траектории переключения транзистора введены трансформатор 6 тока с первичной 7 и вторичной 8 обмотками, конденсатор 9, первый диод 10, второй диод 11 и дроссель 12.

Первичные обмотки 3 и 7 трансформаторов 2 и 6 соединены последовательно и через транзистор 1 подключены к входным выводам преобразователя. К этим же выводам подключена последовательная цепь, состоящая из согласно включенных диодов 10 и 11 и вторичной обмотки 8 трансформатора 6. Е эт же цепь может быть последовательно включен дроссель 12. Конденсатор 9 подключен одним выводом к коллектору транзистора 1 , а другим выводом - к общей точке диода 10 и обмотки 8 трансформатора 6.

Однотактный преобразователь постоянного напряжения работает следующим образом.

Транзистор 1 переключается с определенными частотой и скважностью сигналами , подаваемыми на его базу. В установившемся режиме работы преобразователя, в конце каждого интервала включенного состояния транзистора 1 конденсатор 9 заряжен до напряжения питания с полярностью, показан ҐНой на чертеже без скобок. После подачи запирающего импульса на базу транзистора 1 его коллекторный ток начинает уменьшаться. При этом ток намагничивания трансформаторов 2 и 6 начинает перезаряжать конденсатор 9 через открывающийся диод 10. Вследствие этого напряжение на коллекторе транзистора 1 начинает нарастать плавно с нуля, и спад коллекторного тока происходит в благоприятных условиях.

На интервале выключенного состояния транзистора 1 происходит размаг0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ничивание сердечников трансформаторов 2 и 6. При этом, если нагрузка . подключена к вторичной обмотке 4 трансформатора 2 через обратный диод, то происходят передача энергии в нагрузку и одновременный перезаряд конденсатора 9 до напряжения с полярностью, указанной в скобках, величина ко- которого определяется приведенным к первичной обмотке 3 напряжением нагрузки и энергией, накопленной в индуктивности рассеяния обмотки 3 трансформатора 2 и индуктивности намагничивания трансформатора 6. Если используется преобразователь с прямым включением выпрямительного диода, то напряжение на конденсаторе 9 определяется индуктивностями намагничивания трансформаторов 2 и 6.

В момент подачи отпирающего импульса на базу транзистора 1 напряжение на нем быстро уменьшается до нуля, а коллекторный ток благодаря индуктивности рассеяния обмоток трансформаторов начинает плавно нарастать. Если индуктивности рассеяния малы, то в цепь перезаряда конденсатора 9 может быть включен дополнительный , дроссель 12. После перехода транзистора 1 в насыщение, напряжение конденсатора 9 прикладывается к обмотке 8 трансформатора 6 и на ней, а соответственно и на обмотке 7 появляется напряжение, полярность которого показана в скобках. На этом этапе в зависимости от направления включения выпрямительного диода в нагрузке 5 происходит или накопление энергии в магнитном поле трансформатора 2 или прямая передача энергии в нагрузку.

Ток, протекающий по обмоткам 3 и 7, трансформируется в обмотку 8 и, протекая по цепи конденсатор 9 - транзистор 1 - диод 11 - обмотка 8, перезаряжает конденсатор 9. Напряжение на конденсаторе 9 меняет свой знак (полярность на чертеже показана без скобок) и начинает нарастать до тех пор, пока не открывается диод 10. После этого напряжение на конденсаторе 9 становится равным напряжению питания, и цепь формирования траектории переключения транзистора 1 готова к следующему циклу работы. В даль) нейшем процессы в преобразователе повторяются.

Время перезаряда конденсатора 9 зависит от тока первичной обмотки 3 I трансформатора 2 и с увеличением выходной мощности уменьшается. При малых токах нагрузки конденсатор 9 полностью может и не перезаряжаться. Однако динамические потери в транзисторе 1 не возрастают, так как коммутируемая им мощность уменьшается.

Формула изобретения

Однотактный преобразователь постоянного напряжения, содежащий i транзистор, эмиттер которого соединен с первым входным выводом преобразователя, а коллектор через последовательно соединенные первичные обмотРедактор И. Касарда

Составитель В.Моим Техред М.Ходанич

Заказ 2094

Тираж 500

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ки силбвого трансформгтора и трансформатора тока соединен с вторым с. входным выводом лреобразователя, причем вторичная обмотка силового трансформатора подключена к выходной цепи преобразователя, и цепочку из последовательно соединенных конденсатора и первого диода, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения КПД, конденсатор одним выводом соединен с коллектором транзистора, а другим выводом через первый диод - с первым входным выводом преобразователя и через последовательно соединенные вторичную обмотку трансформатора тока и введенный второй диод - с вторым входным выводом преобразователя.

Корректор А. Осауленко

Подписное