Преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1991 года по МПК H02M7/5383 

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

Целью изобретения является повышение надежности преобразователя постоянного напряжения путем исключения режима од- нополупериодной синхронизации.

На фиг, 1 приведена электрическая схема преобразователя постоянного напряжения; на фиг. 2 -диаграммы напряжений на элементах преобразователя; на фиг. 3 - траектория движения рабочей точки по петле гистерезиса магнитопроводов трансформатора и дросселей насыщения.

Преобразователь постоянного напряжения содержит транзисторы 1 и 2 и трансформатор 3. Источник смещения 4 выполнен на трех последовательно соединенных диодах, шунтированных конденсатором, и резисторе. Диоды синхронизации 5 и 6 подключены катодами к точкам соединения базовых обмоток 7 и 8 и базовых резисторов 9 и 10. Первая об.мотка 11 насыщающегося дросселя 12 и первая обмотка

13насыщающегося дросселя 14 подключены соответственно к эмиттерам транзисторов 1 и 2 и вторым выводам базовых резисторов 9 и 10 соответственно. Вторые обмотки 15 и 16 каждого из дросселей 12 и

14подключены к встречно-параллельно включенным диодам 17 и 18. Блок управления подключен к анодам диодов синхронизации 5 и 6.

Устройство работает следующим образом.

На интервале 0 -ti включен транзистор 2, транзистор 1 закрыт. Полярность напряжения на обмотках трансформатора 3 показана на фиг. 1 без скобок. Под действием тока базы, протекаемого через обмотку 13 и ограничительный резистор 10, рабочая точка насыщающегося дросселя 14 находится в области насыщения (положение 20 на фиг. 36) и он не оказывает влияния на работу преобразователя. Рабочая точка

трансформатора 3 перемещается по восходящей ветви петли гистерезиса из положения 21 на фиг. За. В момент времени t ti происходит импульс синхронизации от блока управления 19 (фиг. За). Ток синхронизации, протекая по цепи выход блока 19, диод 5, базо-коллекторный и базо-эмиттерный переходы транзистора 2, обеспечивает его форсированное запирание. Уменьшение тока базы транзистора 2 вызывает появление

на обмотке 13 дросселя 14 импульса отпирающей полярности для транзистора 2 (полярность обозначена без скобок) за счет ЭДС самоиндукции (фиг. 2г). Рабочая точка этого дросселя переходит в положение 22

(фиг. 36). Однако за счет того, что к переходу база-эмиттер транзистора 2 приложено запирающее напряжение источника смещения и (фиг. 2д), транзистор 2 вновь не включается, а рабочая точка трансформатора 3 находится в положении 23 (фиг. За). После запирания транзистора 2 открывается диод 6 и начинает протекать ток по цепи выход блока управления 19, диод 6, резистор 9, обмотка 11 дросселя 12, первичная

обмотка трансформатора 3, поддерживая индукцию и напряженность магнитного поля в сердечнике трансформатора 3 на уровне, соответствующему моменту прихода синхроимпульса на интервале действия

синхроимпульса (точка 23, фиг. За). На обмотке 11 дросселя 12 появляется импульс напряжения за счет перемагничивания сердечника током синхронизации. Рабочая точка этого дросселя переходит из положения

22 в положение 20 (фиг. 36), т.е. в область насыщения. При этом дроссель 12 насыщается и напряжение на обмотке 11 становится равным нулю (фиг. 2е). В момент времени t t2 синхроимпульс заканчивается (фиг. 2s), ток синхронизации начинает уменьшаться и на обмотке 11 дросселя 12 формируется за счет ЭДС самоиндукции импульс отпирающей для транзистора 1 полярности (фиг. 26). Одновременно за счет спада

тока синхронизации, протекающего через первичную обмотку трансформатора 3, появляется основной импульс напряжения на первичной и базовой 7 обмотках трансформатора 3 в отпирающей полярности для транзистора 1. В итоге к управляющему переходу транзистора прикладывается в отпи- рающем напряжении сумма напряжений обмотки 11 дросселя 12 и базовой обмотки 7 трансформатора 3 (фиг.2в), что обеспечивает надежное отпирание транзистора 1. Рабочая точка трансформатора Зпереходит в положение 25 и далее на нисходящий вертикальный участок петли гистерезии (фиг. За) и на выходной обмотке формируется импульс напряжения (фиг. 2е). Рабочая точка дросселя 18 переходит из положения 20 в положение 26, а затем под действием тока базы возвращается в положение 20. При этом на обмотке 11 формируется импульс обратной запирающей полярности, который может вызывать сбой работы мультивибратора (фиг. 26, пунктир). Для исключения сбоя работы и ограничения амплитуды прямого и обратного импульса напряжения вторые обмотки дросселей 12 и 14 шунтируют диодами 17 и 18, включении- ми встречно-параллельно, что дает возможность повысить надежность и исключить сбои в работе преобразователя. При увеличении мощности преобразователя число диодов может быть увеличено.

Переключение транзисторов на собственной частоте, т.е. режим однополу- периодной синхронизации в данной схеме, исключается за счет того, что время пере- магничивания сердечников дросселей 12 и 14 в несколько раз превышает длительность импульса мультивибратора на собственной частоте. Поэтому в случае захода рабочей точки трансформатора 3 в область насыщения и последующей за этим сме- ны полярности напряжения на обмотках

трансформатора 3 включение другого транзистора происходит только после подачи и, затем снятия синхроимпульса Таким образом, исключается перегрузка одного из транзисторов мультивибратора по току, что существенно влияет на надежность и КПД устройства.

Формула изобретения Преобразователь постоянного напряжения, содержащий трансформатор, вторичная обмотка которого присоединена к выходным выводам, а крайние выводы первичной обмотки подключены к эмиттерам двух транзисторов, коллекторы которых присоединены к первому входному выводу, а базы - к первым выводам двух базовых обмоток, вторые выводы которых подключены к первым выводам двух базовых резисторов и к первым выводам двух диодов синхронизации, вторые выводы которых обьединены и присоединены к выходу блока управления, источник смещения, образованный последовательно соединенными диодами, шунтированными конденсатором причем анод нижнего диода подсоединен к второму входному выводу, а катод верхнего диода подключен к средней точке первичной обмотки трансформатора, и через резистор - к первому входному выводу, о т- личающийся тем, что, с целью повышения надежности путем улучшения запуска преобразователя и исключения режима однополупериодной синхронизации, введены четыре диода и два двухобмоточ- ных дросселя насыщения, вторые обмотки каждого из которых присоединены к двум встречно-параллельно включенным диодам, первые обмотки включены соответственно между вторыми выводами базовых резисторов и крайними выводами первичной обмотки трансформатора.

ВГ

В

26

20

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель - повышение надежности путем улучшения запуска преобразователя и исключения режима однополулериодной синхронизации. Устр-во содержит транзисторы 1, 2 и трансформатор 3, а также источник смещения 4, двухобмоточные дроссели насыщения 12. 14 и блок управления 19. При поступлении импульса синхронизации с вы

f Фиг.З