Однотактный преобразователь напряжения Советский патент 1991 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения - повышение надежности устройства путем его упрощения и повышение качества регулирования путем увеличения крутизны регулировочной характеристики.

На чертеже представлена схема одно- тактного преобразователя напряжения.

Устройство содержит положительный 1 и отрицательный 2 выводы источника питания, регулирующий транзистор 3, силовой трансформатор 4, первую 5 и вторую 6 первичные обмотки, первый 7 и второй 8 накопительные конденсаторы, диод 9, вторичные обмотки 10.1 и 10.2 силового трансформатора, выпрямительные диоды 11, сглаживающий LC-фильтр 12, нагрузку 13, звенья 14.1 -14.N и дроссель 15.

Кроме того, между концом первой первичной обмотки 5 и коллектором регулирующего транзистора 3 могут быть включены последовательно несколько указанных звеньев 14.1 - 14.N.

Устройство в установившемся режиме работает следующим образом.

На этапе включенного состояния регулирующего ключа 3 с относительной длительностью у происходит разряд первого накопительного конденсатора 7 через вторую первичную обмотку 6 и регулирующий ключ 3. При этом также происходит разряд второго накопительного конденсатора 8 током первой первичной обмотки 5 и передача энергии в нагрузку от вторичной полуобмотки 10.1 через выпрямитель 11 и сглаживающий фильтр 12. Диод 9 на этом интервале времени находится под запирающим напряжением. На интервале выключенного состояния регулирующего ключа 3 с относительной длительностью (1 - у) происходит заряд первого накопительного конденсатора 7 через диод 9 током первой первичной обмотки 5 и заряд второго накопительного конденсатора 8 через диод 9 током второй первичной обмотки 6, а также передача энергии в нагрузку 13 от вторичной полуобмотки 10.2 через выпрямитель 11 и сглаживающий фильтр 12. В предположении идеальности всех элементов, непрерывности изменения потоков в магнитных элементах и пренебрежении пульсациями напряжения на конденсаторах по сравнению с их средними значениями, а также из равенства вольт-секундных площадей для элементов схемы на этапах у и (1 - у) получены следующие соотношения:

Ud E(1-y)/1-(N + 1)y; Uc2 Ey/1 -(N + 1)у; (1 -y)(m + n2)/1 -(N + 1)у; где Е - напряжение источника питания;

UC1, Uc2 - напряжения на первом 7 и

втором 8 накопительных конденсаторах соответственно;

у- коэффициент заполнения длительности импульсов;

0 N - количество ячеек;

DH - напряжение на нагрузке 13; ni, П2 - числа витков вторичных полуобмоток 10.1 и 10.2 и витков первой первичной обмотки 5 соответственно.

5 На входе сглаживающего фильтра действует частично-модулированное по амплитуде напряжение, на интервале у его значение равно UC1 ni, а на интервале (1 - у) - Uc2 П2. Если выбрать отношение

0щ/П2 у/1 -у

при номинальном значении у, то указанные значения напряжения оказываются одинаковыми, при этом

11н Е(1 -y)m/1 -(N + 1)у

5 и нет необходимости в установке фильтра 12.

На одинаковых по виткам первой и второй (N-й) первичных обмотках на интервалах у и (1 - у) действуют одинаковые напряжения.

Путем изменения коэффициента связи между первой и второй (N-й) первичными обмотками можно свести практически к нулю пульсации тока в первой первичной об5 мотке. Из этого следует, что потребляемый от первичного источника ток носит непрерывный характер с очень малой величиной пульсаций, т.е. предложенное устройство обладает повышенной надежностью и обес0 печивает упрощение преобразователя при непрерывности потребляемого тока. Необходимую величину коэффициента связи можно обеспечить включением последовательно с первичной обмоткой 5 дросселя 15.

5При постоянных значениях UH, E, у крутизна регулировочной характеристики растет с ростом N. Таким образом, предложенное устройство обеспечивает повышение крутизны регулировочной характеристики.

0 Формула изобретения

1. Однотактный преобразователь напряжения, содержащий регулирующий транзистор, силовой трансформатор с двумя первичными обмотками, первая из которых своим началом подсоединена к положительному входному выводу, а вторая своим началом через первый конденсатор подключена к точке соединения эмиттера регулирующего транзистора с отрицатель0

5

ным входным выводом, второй конденсатор, диод и вторичные обмотки силового трансформатора, которые через выпрямитель и фильтр подключены к выводам для подключения нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности устройства путем его упрощения и повышения качества регулирования путем увеличения крутизны регулировочной характеристики, вторая первичная обмотка, диод и два конденсатора образуют звено, в котором анод диода с подключенной к нему отрицательной обкладкой второго конденсатора образуют первый вывод звена, катод

0

диода подключен к точке соединения начала обмотки и первого конденсатора, а конец обмотки с подключенной к нему положительной обкладкой второго конденсатора образуют второй вывод звена, причем звено своими первым и вторым выводами подключено между соответственно концом первой первичной обмотки и коллекторной цепью регулирующего транзистора.

2. Преобразователь по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что в коллекторную цепь регулирующего транзистора включено последовательно по крайней мере одно дополнительное, аналогичное указанному звено.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель изобретения - повышение надежности устройства путем его упрощения и повышение качества регулирования путем увеличения крутизны регулировочной характеристики. Преобразователь содержит регулирующий транзистор 3, силовой трансформатор 4 с первой 5, второй 6 первичными обмотками и вторичными обмотками 10.1, 10.2, первый 7 и второй 8 конденсаторы, диод 9 и выходную цепь (11, 12, 13), причем элементы 6, 7, 8 и 9 образуют звено. Включение звена или последовательно нескольких звеньев между концом первичной обмотки 5 и коллектором регулирующего транзистора 3 обеспечивает повышение надежности устройства путем его упрощения, так как используется только один регулирующий элемент, а также увеличение крутизны регулировочной характеристики. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. Л- 1 (Л С о ю 00 о