Однотактный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1990 года по МПК H02M7/537 H02M3/335 

10

15

25

Изобретение относи ся к электроехнике к может быть использовано в источниках вторичного электролита™ ия систем радиотехники, автоматики вычислительной техники.

Целью изобретения является повышеие надежности путем улучшения траекории переключения транзисторов одно- актного преобразователя постоянного апряжения.

На фиг. 1 приведена схема электриеская однотактного преобразователя постоянного напряжения; на фиг. 2 - диаграммы токов и напряжений на элеентах преобразователя.

Однотактный преобразователь постоянного напряжения содержит трансорматор, вторичная обмотка 2 которого присоединена к выходным выводам, 20 крайний вывод первичной обмотки 3 подключен к коллектору первого транзистора 4, база которого подключена к выходу блока 5 управления, первый 6 и второй 7 конденсаторы, первый 8, второй 9 и третий 1C диоды, стабилитрон 11, второй транзистор (2, первый 13, второй 14 и трети- j5 тиристоры, входные 16 и в;.., „ ые i выводы.

Преобразователь следующим образом.

В исходном состоянии и Б паузах между импульсами упраЕЧ :ощего напряжения 18 (фиг, 2) транзистор 4 заперт, а транзистор 12 открыт, тек как на его базу через стабилитрон 11 и резистор 13 подается положительное напряжение от входного вывода. Напряжение 19 стабилизации (фиг. 2) у стабилитрона 11 выбирается меньшим, чем. напряжение питания При этом от входного вывода через индуктивность первичной обмотки 3, открытый транзистор 12 и дчод 8 происходят резонансный заряд последов 17ель- но включенных конденсаторов 6 и 7.

Напряжение 20 (фиг. 2) на эквивалентной емкости последовательно включенных конденсаторов 6 и 7 и ток 21 (фиг. 2) заряда изменяется приблизительно по синусоидальному закону. При этом током заряда конден- саторов 6 и 7 осуществляется пере- магннчивание магнитопрояода трансформатора 1, поскольку от протекает через обкг чу 3, Напряжение 20 на конденсаторах 6 и 7 (фиг. 2) достигает максимума а гок 21 заряда

jj

as

0

45

30

55

5

0

j

s

0

5

0

5

(фкг, 2} при чтом переходит чераз нуль. Ч этих /СЛОРИЯУ AHOV 8 -запирается, что исключает гопадание напряжения отрицательной полярности на коллектор транзистор 12. Разряд конденсаторов 6 и 7 НЕ од преобразователя может происходить в дальнейшем через диод 9),

Емкость конденсатора 7 выбирается так, чтобы наибольшее напряжение 22 фиг, 2) на ней было бы меньшим, чем &шряжение стабилизации стабилитрона 11, поэтому разряд конденсатора 7 через диод 10 и стабилитрон 11 оказывается невозможным. При поступлении управляющего напряжения 18, падение напряжения на коллекторе транзистора 4 уменьшается настолько, что запирается стабилитрон 11 и транзистор 12. Как только напряжение на коллекторе транзистора 4 становится в процессе отпирания меньшим, чем напряжение на конденсаторе 7, отпирается диод 10. Конденсатор 7 начинает разряжаться по цепи диод 10 - промежуток коллектор-эмиттер транзистора 4 - резистор 14 - диод 9. Ток 23 разряда конденсатора 7 (фиг. 2) при этом направлен навстречу току 24 управления (фиг„ 2). Таким образом, создается контур нелинейной отрицательной обратной связи по току базы, которая -препятствует глубокому насыщению транзистора 4.

Одновременно происходит разряд конденсатора 6 через обмотку 3 и через диод 9 на входной источник напряжения. (Число витков полуобмотки, Г уисоединенной к конденсатору 6, для этого выбирается несколько меньшим, чем число витков полуобмотки, подключенной к транзистору 4). К концу импульса управления напряжение 18 на суммарной емкости с конденсаторов б и / снижается до напряжения на обметке 3. Избыточная энергия на конденсаторе 6 передается во входной источник напряжения и на выходные выводы. Направление тока разряда кон- дексзтора 6 в обмотке 3 совпадает с направлением тока транзистора 4 в мотке 3, и противоположно направлению тока заряда суммарной емкости последовательного соединения конденсаторов 6 и 7 в период закрытого состояния транзистора 4. Тем самым достигается работа магнитопровода трансформатора на полном цикле перемагничивания.

515S4053

После выключения транзистора 4 апряжение на дго коллекторе ает в результате вновь отпирамтся табилитрон 11 и транзистор 12. В езультате конденсаторы 6 и 7 вновь оэаряжаются, одновременно протекает роцесс перемагничивания магнитопро- ода трансформатора 1, как описано.

м р в 1-4 кл а д б м л д в м т с Д п в р с в в п р р ш л г т. д s з р

н

Из-за ограничения степени насыщения транзистора 4 уменьшается время его выключения. Дополнительное существенное уменьшение времени выключения транзистора 4 достигается путем подачи на его базу отрицательного импульса в момент окончания импульса управляющего напряжения через диод 9 от конденсатора 7. Отсюда оказывается возможным повышение рабочей частоты преобразователя. Одновременно уменьшаются потери энергии и достигается более благоприятная траектория выключения транзистора 4, что способствует повышению надежности преобразователя.

Формула изобретения

Однотактный преобразователь пос-

тоянного напряжения, содержащий трансформатор, вторичная обмотка которого присоединена к выходным выводам, средний вывод первичной об5

5

0

мотки подключен к первому входному рмтзоду, а первый крайний вывод первичной обмотки - к коллектору лерво- 1-4 о транзистора, За за которого подключена к выходу (ъюка управления, а эмиттер - к второму входному выводу и к эмиттеру второго транзистора, база которого присоединена к перво- м выведу первого резистораэ а кол- ч - к гервому выводу первого д. да, ьервкй конденсатор, первый вг во; котогого подсоединен к второму крайнему выводу первичной обмотки трансформатора, отличающин- с я тем, что, с целью повышения на- путем улучшения траектории переключения транзисторов преобразователя, введены второй и третий резисторы, второй и третий диоды, ст&Зититрон и второй конденсатор, включенный между вторым выводом первого конденсатора и вторым выводом первого диода, соергяеняым через второй дисд с базой первого транзистора, база-эмиттерный переход которого шунтирован вторым ре стором, а кол- лект ; г единен через третий дпо, т г выводок первого конденсатора т. -рез стабилитрон со вторье. выводе .хервого ре истора, при этом ба- s;.-эми т т ер ный переход второго тран- з. щ ят:грован третьим резистором .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель - повышение надежности путем улучшения траектории переключения транзисторов. Однотактный преобразователь постоянного напряжения содержит трансформатор 1 вторичная обмотка 2 которого присоединена к выходным выводам, а первичная обмотка 3 соединена с первым транзистором 4 и через первый 6 и второй 7 конденсаторы, а также первый диод 8 - с вторым транзистором 12. Управление осуществляется от первого транзистора 4 через стабилитрон 11 и первый резистор 13. При включении транзистора 4 происходит передача энергии в нагрузку и перезаряд конденсаторов 6, 7 через третий диод 10. Одновременно при снижении напряжения на коллекторе первого транзистора 4 ниже напряжения на втором конденсаторе 7, через второй диод 9 замыкается обратная связь, выводящая первый транзистор 4 из области насыщения. При окончании импульса управления с выхода блока управления 5 происходит форсированное запирание первого транзистора 4 через второй диод 9 и перемагничивание трансформатора 1 через второй транзистор 12. 2 ил.

О

о 18