Преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1991 года по МПК H02M3/00 

фиг.1

Изобретение относится к области электротехники, можег найти применение в ис- точнчкэх вторичного питания и является усовершенствованием устройства по авт. сп. N. 1330713.

Цепью изобретений является повышение надежное.™ за счет уменьшения среднего напряжения на транзисторе.

На фиг.1 дана электрическая схема устройства; из фиг.2 - диаграммы напряже- ний (р. - для известного устройства, б - для предлагаемого).

На фиг.2 прпня Ы следующие обозначения: г3хл - длительность включения ключа;

t - длительность фронта выключения;

1раэ - длительность разряда индуктивности трансформатора;

tn длительность паузы;

UK - напряжение на коллекторе ключа;

UOOM напряженно не выводе первич- ной обмотки трансформатора,

Поеобразователь (фиг.1) содержит подключенный к входному питающему выводу 1 силовой ключ (транзистор 2), управляемый блоком 3 управления, элзктрическуга на- грузку 4, например выходной трансформа- тор, первичная обмотка 5 которого подключена через диод 6 к выводу силового клю -ia 2 v- подсоединена к другому входному выводу 1, LCD-трехполюсник состоит из ди- ода 8, конденсатора 9 и последовательной цепи из дросселя 10 и диода 11. Последовательная цепь элементов 8 и 9 включена между входным выводом 7 и точкой соединения ключа 2 и диода 6, а LD-еэтвь 10-11 трехпо- люсника подсоединена дросселем 10 и входному выводу 1. Диод 6 зашунтирован резистором 12.

Преобразователь работает следующим образом.

При размыкании ключа 2 скорость нарастания напряжения на нем офаничивается конденсатором 9 - напряжение на левой обкладке конденсатора до окончания разряда индуктипности 5 поддерживается на уровне напряжения питания (диод 8 открыт).

Напряжение на ключе 2 в соответствии с работой предлагаемого преобразователя достигает значение 2Unnr + AD, где превы- шение напряжения (Jmn + Аи определяется конкретным типом преобразователя (с прямым или обратным включением диода), а также режимом работы, величиной индуктивности рассеяния.

После окончаний разряда индуктивности 5 напряжение на выводе первичной обмотки Уобм спадает с колебательных переходных процессов (фиг.2, б) до уровня

напряжения питания Упит. Напряжение UK на ключе 2 по цепи резистора 12 спадает к этому же значению, но с постоянной времени Ri2 Ск. Приложенный перепад напряжения (Unv-T + AD) прикладывается к конденсатору 9 LCD-трехполюсника. Однако, поскольку в контуре перезаряда конденсатора 9 (индуктивно-диодная ветвь 10-11, входные шины, обмотка 5 трансформатора и резистор 12) сопротивление резистора превышает (или равно) критическое знзчеЯЈ- (условие 1), процесс перезаряда в трехполюсн ике отсутствует и напряжение на его LD-ветви (и левой обкладке конденсатора 9) апериодически снижается до нуля.

При замыкании ключа 2 приложенным к LD-зетви 10-11 отрицательным скачком напряжения конденсатор 9 перезаряжается (левая обкладка от потенциала -Опит до + Упит), а при последующем размыкании процессы повторяются.

Таким образом, благодаря шунтированию диода 6, напряжение на ключе 2 после его размыкания не замораживается на уровня 2Unnr + AU, а снижается с постоянной времени г Ri2 CK (сравнительные диаграммы а и б, фиг.2), и, следовательно, снижается среднее значение напряжения на ключе (в 1,3-1,8 раза), увеличивается скважность и повышается надежность работы ключа.

Кроме того, введение резистора 12 фактически подключает параллельно обмотке 5 демпфирующую цепь, представленную резистором 12 и емкостью Ск, что позволяет эффективно демпфировать паразитный колебательный переходный процесс на обмотке 5 при выключении ключа 2. При обычном подключении такой демпфирующей цепочки неизбежно возникают дополнительные

потери, пропорциональные (С - вводимая с демпфирующей цепочкой емкость).

При демпфировании - с подбором сопротивления резистора 12, используется уже присутствующая а схеме емкость коллекторного перехода (так или иначе переза- рях аемая в каждом такте работы ключа), что и обеспечивает эффективность процесса, так как дополнительных потерь при этом не вносится к КПД преобразователя не снижается. Полученное преимущество при использовании преобразователя в источниках питания реализуется в уменьшении отрицательного влияния (связанного с указанного вида помехами) на аппаратуру.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения по авт, св. Ns 1330713, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет уменьшения среднего напряжения на транзисторе, блокирующий диод зашунтирован дополнительно введенным резистором, сопротивление которого выбрано из соотношения

YLT+LQт

2I С

V-к

где С - емкость конденсатора трехполюсни- ка;

Ск - емкость коллекторного перехода ключа;

Lfl и Ц - индуктивности дросселя трехполюсника и первичной обмотки выходного

0 трансформатора;

Т-период ко ля.

период коммутации преобразовате

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение во вторичных источниках электропитания. Цель изобретения - повышение надежности за счет уменьшения среднего напряжения на транзисторе. Преобразователь содержит управляемый силовой ключ 2, подключенный через диод 6 и первичную обмотку 5 выходного трансформатора к входным выводам, и узел ограничения скорости нарастания напряжения на ключе 2, выполненный в виде LCD-трехполюсника. Цель достигается шунтированием диода 6 резистором 12 при выборе его сопоотивле- ния из соотношения 2V Lr + Ц}/С R Т/С, где С - емкость конденсатора 9; Ск - емкость коллекторного перехода ключа 2jLg и Lf индуктивности дросселя 10 и обмотки 5; Т - период коммутации ключа. Преимущество при использовании преобразователя в источниках питания реализуется в уменьшении отрицательного влияния на аппаратуру. 2 ил.

Щиг.2