Преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1991 года по МПК H02M7/538 

Os

О

со

х«

ьо со

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники.

Целью изобретения является снижение массы и габаритов.

На фиг. 1 приведена схема электрическая преобразователя постоянного напряжения; на фиг. 2 - диаграммы напряжений на его элементах.

Преобразователь постоянного напряжения содержит выходной трансформатор 1, первый 2 и второй 3 силовые транзисторы, шунтированные обратными диодами 4, 5, первый 6, второй 7. третий 8 и четвертый 9 резисторы, первый 10, второй 11, третий 12 и четвертый 13 оптроны, состоящие из первого 10.1 второго 11.1, третьего 12.1 и четвертого 13.1 фототиристоров, а также первого 10,2, второго 11.2, третьего 12.2 и четвертого 13.2 светодиодов, первый 14 и второй 15 разрядные транзисторы, первый 16 и второй 17 узлы согласования, первая и вторая RC-цепи, состоящие из конденсаторов 18, 19 и резисторов 20, 21 и блок 22 управления.

Преобразователь постоянного напряжения работает следующим образом.

Если до момента подачи импульсов 23 управления (фиг. 2) с выхода блока 22 управления конденсаторы 18 и 19 заряжены до входного напряжения, а транзисторы 2. 3, фоторезисторы и светодиоды оптронов 10, 11,12,13 выключены, то в момент поступления импульсов 23 управления положительной полярности (фиг. 2) открываются светодиоды 11.2 и 12.2, следовательно и их тиристоры 11.1, 12.1 и разрядный транзистор 14.

При этом одновременно протекают следующие процессы.

Напряжение на конденсаторе 19 через тиристор 11.1 и резистор 7 прикладывается к базе транзистора 2 и, открывая его, переводит транзистор 2 в режим насыщения и начинается формирование выходного напряжения.

При этом происходит частичный разряд коненсатора 19, по цепи 21, 19, 11, 7 через база-эмиттер транзистора 2,

Для постоянства тока базы транзистора 2 постоянная времени выбирается большой, чтобы за время открытого состояния транзистора 2 напряжение на конденсаторе 19 изменилось незначительно. Так как транзистор 3 и тиристор выключены, ток источника входного напряжения замыкается через резистор 8, тиристор 12.1 и транзистор 14 на время действия импульса управления. Состояния транзистора 3 и тиристора не изменяются.

За время действия импульса управления происходит разряд конденсатора 18 че5 рез резистор 20 и транзистор 14. Постоянная времени разряда этой цепи выбирается большой, чтобы за время открытого состояния транзистора 14 напряжение на конденсаторе 18 изменилось незначитель0 но.

После окончания действия импульсного управления транзистор 14 выключается и после дозаряда конденсатора 18 выключается и тиристор 12.1. а тиристор 11.1 итран5 зистор 2 остаются открытыми.

В следующий полупериод, когда импульс 23 управления имеет отрицательную полярность (фиг. 2), одновременно отпираются светодиоды 10,2, 13.2, их тиристоры

0 10,1, 13.1 и разрядный транзистор 15.

В этот полупериод одновременно про- тейкают следующие процесссы.

Разрядный транзистор 15 в течение своего открытого состояния шунтирует базу

5 транзистора 2. Это приводит к выключению тиристора 11.1 и транзистора 2 и окончанию формирования первой полуволны выходного напряжения (поз. 24 фиг. 2).

Транзистор 15 переводит ток разряда

0 конденсатора 19 из цепи базы транзистора 2 в цепь резистора 21 конденсатора 19 и транзистора 15. При этом постоянная времени цепи разряда выбирается большой, чтобы за время открытого состояния транзи5 стора 15 напряжение на конденсаторе 19 изменилось незначительно.

Так как тиристор 13.1 открыт, то ток от полюса источника входного напряжения в течение открытого состояния транзистора

0 15замыкается через негона минус.

Напряжение на конденсаторе 18 через открытый тиристор 10.1 подается на базу транзистора 3. который переходит в режим насыщения и фиксирует начало формирова5 ния следующей полуволны выходного напряжения (поз. 24 фиг. 2). Постоянная времени разряда конденсатора 19 выбирается большой, чтобы за время открытого состояния транзистора 3 напряжение на

0 конденсаторе 19 изменилось незначительно.

После окончания действия импульса управления (поз. 23 фиг. 2) транзистор 15 запирается и после дозаряда конденсатора 19

5 запирается тиристор 13.

В следующей полупериод напряжение

управления положительно, открываются

светодиоды 11.2, 12.2 и их фототиристоры

11.1, 12.1 и разрядный транзистор 14. Последний шунтирует базу транзистора 3,

вследствие чего выключаются тиристор 10.1 и транзистор 3 и заканчивается формирование второй полуволны выходного напряжения (поз. 24 фиг. 2). Далее процессы формирования выходного напряжения по- вторя ются.

Так как конденсаторы 18 и 19 разряжаются незначительно, то их дозаряд от источ- ника питания соответственно через тиристоры 12.1, 13,1 происходит почти мгновенно и задержка между выключениями тиристора 12.1 и транзистора 14, а также тиристора 13.1 и транзистора 15 незначительна.

Длительность импульсов управления от блока 22 управления выбирается таким образом, чтобы за время их длительности оп- тронные пары и транзисторы успевали как включаться, так и выключиться. Обычно время выключения оптронов и транзисторов больше, чем время их включения.

В качестве блоков сопряжения можно использовать импульсные трансформаторы, входы база-эмиттер транзисторов, используемых в качестве предварительного усиления и просто резистор.

Преобразователь позволяет работать и при замене местами светодиодов 12.2 и 13.2. В этом случае одновременно будут отпираться фототиристоры 11.1, 13.1 и 10.1, 12.1.

Преимуществом предлагаемого преобразователя напряжения является снижение массы и габаритов, благодаря исключению трансформаторов из управляющих цепей силовых транзисторов.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я . Преобразователь постоянного напряжения, содержащий выходной трансформа-

тор, вторичная обмотка которого присоединена к выходным выводам, средний вывод первичной обмотки подключен к первому входному выводу, а крайние выводы первичной обмотки подсоединены к коллекторам первого и второго силовых транзисторов, шунтированных обратными диодами, эмиттеры которых присоединены к второму входному выводу, а базы соединены соответственно через первый и второй резисторы с первыми выводами тиристоров первого и второго оптронов, третий и четвертый резисторы, блок управления, отличающийся тем, что, с целью снижения массы и габаритов, введены третий и четвертый оптроны, первая и вторая последовательные RC-цепи, первый и второй разрядные транзисторы, а также первый и второй узлы согласования, выходы которых присоединены к входам управления соответственно первого и второго разрядного транзисторов, включенных параллельно соответственно первой и второй последовательным RC-цепям, включенным между вторыми выводами тиристоров соответственно первого и второго оптронов и вторым входным выводом, при этом тиристоры третьего и четвертого оптронов, соединенные последовательно соответственно с третьим и четвертым резисторами, включены между вторыми выводами тиристоров соответственно первого и второго оптронов и первым входным выводом, а светодиоды первого и четвертого оптронов и входные выводы второго узла согласования, а также светодиоды второго и третьего оптронов и входные выводы первого узла согласования образуют две последовательные цепи, включенные параллельно-встречно между выходными выводами блока управления.

Фиг.з(

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель - снижение массы и габаритов. Устройство содержит выходной трансформатор 1, первый 2 и второй 3 силовые транзисторы, в цепи баз которых включены четыре резистора 6, 7, 8, 9, а также тиристоры четырех оптронов 10, 11, 12, 13. При положительной полярности импульса на выходе блока 22 управления включаются светодиоды оптронов 10, 13 и второй разрядный транзистор 15. При этом отпирается тиристор оптрона 10 и отпирает силовой транзистор 2. Одновременно разрядный транзистор 15 шунтирует базовый переход ранее открытого силового транзистора 3 и запирает его. После окончания импульса управления силовой транзистор 2 остается открытым, а конденсатор 19 дозаряжается через тиристор четвертого оптрона 13 до входного напряжения. При изменении полярности импульса управления процессы повторяются. 2 ил.