Преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1990 года по МПК H02M3/18 

Ц3иг.1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания для бестрансформаторного повышения постоянного напряжения и получения напряжения противопол ожной полярности.

Цель изобретения - повышение КПД и надежности.

На фиг.1 показана схема преобразователя постоянного напряжения. в постоянное; на фиг.2 - эпюры напряжения.

Преобразователь содержит управляющий вход 1, транзисторные ключи 2 и 3 противоположной полярности, диодный выпрямитель 4, входной 5 и выходной 6 выводы, причем общая точка соединения двух диодов выпрямителя 4 через конденсатор 7 подключена к общей точке соединения коллекторов ключей 2 и 3. Эмиттер ключа 3 соединен с входным выводом 5, а эмиттер ключа 2-е общим выводом 8. Выходы выпрямителя 4 соединены соответственно с выходным 6 и общим 8 выводами. Выход порогового элемента 9 соединен с базой ключа 2, а выход порогового элемента 10 - с базой ключа 3. Входы пороговых элементов 9 и 10 объединены в общую точку, соединенную с выходом интегратора 11, входом соединенного с управляющим входом 1. Конденсатор 12 и нагрузка 13 включены между выходным 6 и общим 8 выводами.

Преобразователь работает следующим образом.

В исходном состоянии на управляющем входе 1(фиг,1) имеется нулевой уровень (потенциал корпуса). При этом на выходе порогового устройства 9 устанавливается нулевой уровень, ключ 2 закрыт, а пороговое устройство 10 открыто, на его выходе присутствует низкий уровень потенциала Е- АЕ, ключ 3 открыт, конденсатор 7 заряжен до уровня источника питания Е, на его левой обкладке - положительный потенциал на правой - отрицательный. При подаче на управляющий вход 1 прямоугольных импульсов (фиг.2а) через интегратор 11 на вход пороговых устройств поступают импульсы, представляющие управляющий сигнал, и имеют пологие фронт и срез. При достижении управляющим сигналом порогового значения 14 (фиг,26) выходной сигнал порогового устройства 10 (фиг.2в) становится равным Е, ключ 3 закрывается, напряжение на конденсаторе 7 при этом остается неизменным, равным Е. По мере роста управляющего сигнала в промежутке между пороговыми значениями 14 и 15 оба ключа 2 и 3 закрыты. При достижении управляющего сигнала порогового значения 16 открывается пороговое устройство 9, на его выходе формируется положительный импульс (фиг.2г), которым открывается ключ 2 и закорачива- ется на корпус положительная (левая) обкладка конденсатора 7. При этом с правой обкладки конденсатора устройства снимается отрицательное напряжение (фиг.2д), которым заряжается выходной конденсатор 12. При последующем изменении управляющего сигнала от значения 16 до 17 вновь закрыты оба ключа 2 и 3. а при значении управляющего сигнала меньше точки 17 открывается ключ 3 и далее все сначала. Вели- чина пульсации Л U напряжения на нагрузке 13 (фиг. 2е) определяется для данного значения нагрузки величиной емкости конденсатора 12, которая должна быть много меньше конденсатора 7, чтобы напряже- ние на конденсаторе 12 было близко к напряжению на конденсаторе 7. Однако конденсатор 7 можно иметь как угодн о большим, следовательно, можно достичь как угодно малой пульсации АУи близости выходного напряжения по величине к величине Е.

Из фиг. 2 видно, что нет такого момента времени, когда бы были открыты одновременно ключи 2 и 3 благодаря интегратору 11, который определяет длительность т , когда закрыты оба ключа в динамическом режиме. Предлагаемый преобразователь постоянного напряжения в постоянное обеспечивает возможность временного разделения моментов включения последовательно соединенных ключей. При этом исключается протекание сквозных токов через ключи, что повышает КПД устройств, его надежность, исключает образование помех в цепи пита- ния.

Формула изобретения Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий входной, выход- ной и общий выводы для. подключения соот- ветственно источника питания и нагрузки, а также управляющий вход, два транзисторных ключа и диодный выпрямитель на двух диодах, общая точка соединения которых подключена к первому выводу, первого конденсатора, соединенного вторым выводом с коллектором первого ключа, эмиттер которого соединен с общим выводом, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности,допални- тельно введены два пороговых элемента, интегратор, включенный между управляющим входом и общей точкой соединения входов пороговых устройств и второй конденсатор, причем проводимость второго ключа выбрана противоположной проводимости по отношению к первому ключу, выход первого порогового элемента подключен к базе первого ключа, выход второго порогового элемента подключен к базе второго ключа, эмиттер которого соединен с входным выводом, а коллектор - с

коллектором первого ключа, положительный вывод диодного выпрямителя соединен с выходным выводом и с первым выводом второго конденсатора, подключенного вторым выводом к общему выводу, к которому подключен отрицательный вывод диодного выпрямителя.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания для бестрансформаторного повышения постоянного напряжения и получения напряжения противоположной полярности. Цель изобретения - повышение КПД и надежности. Устройство состоит из интегратора 11, выходом соединенного с входами пороговых элементов 9, 10, выходы которых соединены с базами соответственно транзисторных ключей 2, 3. Эти транзисторные ключи имеют проводимости противоположной полярности. Коллекторы ключей 2,3 через конденсатор 7 подключены к общей точке соединения диодного выпрямителя 4. Эмиттеры ключей 2,3 соединены соответственно с входным 5 и общим 8 выводами. Выпрямитель 4 выходом соединен с выходным 6 и общим 8 выводами, к которым также подключены конденсатор 12 и нагрузка 13. Указанное выполнение устройства позволяет обеспечить разделение моментов включения ключей 2,3 и исключить протекание через них сквозных токов, а также образование помех в цепи питания. 2 ил.

Фиг. г