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

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано в источниках вторичного электропитания и является усовершенствованием преобразователя по авт.св. № 1614081.

Цель изобретения - расширение области применения и повышение надежности путем обеспечения питания блока управления стабильным выходным напряжением преобразователя.

На фиг.1 представлена электрическая схема преобразователя; на фиг.2 - временные диаграммы токов и напряжений на элементах преобразователя.

Однотактный преобразователь постоянного напряжения содержит силовой трансформатор 1, вторичная обмотка 2 которого соединена через выпрямитель 3, дроссель 4 и фильтр 5 с выходными выводами, блок 6 управления, вход питания которого шунтирован первым конденсатором,транзисторный ключ 8, присоединенный к первичной обмотке 9 силового трансформатора 1, первый 10, второй 11, третий 12 и четвертый 13 резисторы, первый 14 и второй 15 диоды, обратный диод 16, стабилитрон 17, второй 18, третий 19 и четвертый 20 конденсаторы, трансформатор 21 управления, пороговый элемент 22, содержащий однопереходной транзистор 23 и резисторы 24 и 25, первый транзистор 26, а также дополнительный пороговый элемент 27, третий диод 28 и включенный последовательно с вторым диодом 15 размыкающий ключевой элемент 29, причем последовательно с третьим диодом 28 может быть включен вспомогательный преобразователь напряжения (не показан).

Дополнительный пороговый элемент 27 может быть выполнен по известным схемам, например, на основе интегральных микросхем КР142. КР140. К554 и др.

Размыкающий ключевой элемент 29 может быть выполнен по известным схемам, например, на основе полевого транзистора со статической индукцией, биполярного транзистора n-p-п типа с соединенными через резистор коллектором и базой и др.

сл

с

о о о

ю

S3

Однотактный преобразователь постоянного напряжения работает следующим оЬразом.

При подаче входного напряжения (диаграмма 30 входного напряжения, фиг.2) через резисторы 10 и 12 начинается медленный заряд конденсатора 18 (диаграмма 31 напряжения на конденсаторе 18, фиг,2). При достижении напряжения на нем значения, соотаетствующего порогу срабатывания однопереходного транзистора 23, конденсатор 18 быстро разряжается через эммт- терный переход однопереходного транзистора 23 и резистор 25. Возникающий на резисторе 25 импульс напряжения через конденсатор 20, ограничивающий его длительность, прикладывается к управляющему входу транзисторного ключа (диаграмма 32 импульсов на управляющем входз транзисторного ключа 8, фиг,2). Транзисторный ключ 8 открывается, и энергия от входного источника через силоаой трансформатор 1, дроссель 4 и диод 3 поступает на заряд конденсатора 19, который благодаря резонансным свойствам контура, образованного вторичной обмоткой 2 силового трансформатора 1,соединенной через диод 3 с дросселем 4 и конденсатором 19, и благодаря наличию индуктивности DLC-фильтра 5 заряжается до напряжения, существенно превышающего номинальное выходное напряжение (диаграмма 33 напряжения на конденсаторе 19, фиг.2). Одновременно с зарядом конденсатора 19 через диод 15 и размыкающий ключевой элемент 29 происходит заряд конденсатора 7 (диаграмма 34 напряжения на конденсаторе 7, фиг.2). Емкость последнего невелика, однако ввиду небольшого значения тока, потребляемого блоком 6 управления,энергии, запасенной этим конденсатором, хватает для обеспечения нормальной работы блока управления до следующего такта заряда, и так как разряд конденсатора 7 к очередному такту разряда незначительный, то отвод части энергии, запасаемой конденсатором 19 для питания блока управления, не влияет на работу силовой части преобразователя.

Через определенное число тактов работы выходное напряжение преобразователя достигает в момент времени ц порога срабатывания дополнительного порогового элемента 27 (диаграмма 35 напряжения на выходе преобразователя фиг 2), пыходной сигнал которого переводит рачмиыющий ключевой элемент 29 в зчк-рьпос состояние. При этом дальнейшее пипи пе блока управления ооущссгвпчртсп о- гик преобразователя Во прг МЯ (П |Н тм1г) ГРСТОЯ ния транзисторного ключа 8 через него и первичную обмотку 9 силового трансформатора 1 протекает полуволна тока практически синусоидальной формы (диаграмма 36

тока через транзисторный ключ 8, фиг.2).

После первого такта работы и подачи питающего напряжения на блок 6 управления последний формирует на выходе управляющие импульсы, которые через

0 трансформатор 21 управления поступают на управляющий вход транзисторного ключа 8 и через резистор 11 - на базу транзистора 26, что приводит к периодическим, синхронно с работой транзисторного ключа

5 8 разрядам конденсатора 18 через диод 14 и транзистор 26. В результате напряжение на конденсаторе 18 не может достигнуть порогового и запускающие импульсы не формируются, а режим работы транзистор0 ного ключа 8 определяется только блоком 6 управления, который посредством частотно-импульсной модуляции обеспечивает стабилизацию выходного напряжения. При номинальном режиме работы к моменту

5 очередного включения транзисторного ключа 8 конденсатор 19 полностью разряжается на DLC-фильтр 5, а наличие на входе DLC- фильтра 5 диода препятствует его перепо- люсовке, что создает идентичность

0 начальных условий в каждом такте работы преобразователя. При попадании выходного напряжения, например, под действием на блок 6 управления внешнего сигнала блокировки, перестает открываться и би5 полярный транзистор 26, давая возможность для формирования запускающих импульсов.

Запускающие импульсы из-за очень низкой частоты их следования не обеспечи0 вают появления выходного напряжения. При снятии сигнала блокировки преобразователь запускается аналогично его запуску при первом включении

Таким образом, благодаря введенным

5 дополнительному пороговому элементу 27, третьему диоду 28 и размыкающему ключевому элементу 29 обеспечивается переключение питания блока б управления после выхода на номинальный режим - от выхода

0 преобразователя.

Указанное переключение питания гарантирует устойчивую работу преобразователя во всем диапазоне токов нагрузки; от холостого хода до максимального значения.

5 При этом благодаря литанию стабильным напряжением исключается повышение потери мощности Б блоке 6 управления. Бее это существенно повышает надежность и расширяет область применения преобразователя.

Формула изобретения

Однотзктный преобразователь постоянного напряжения поавт.св. № 1614081,отличающийся тем, что, с целью расширения области применения и повышения надежности путем обеспечения питания блока управления стабильным выходным напряжением преобразователя, введены дополнительный порогорый элемгнт, третий диод и включенный последовательно с вторым диодом размыкающий ключевой элемент, вход управления которого через дополнительный пороговый элемент соединен с выходным выводом преобразователя и первым выводом третьего диода, второй вы вод которого соединен с вторым входным выводом блока управления.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель изобретения - расширение области применения и повышение надежности путем обеспечения питания блока управления стабильным выходным напряжением преобразователя. Эта цель достигается тем, что в преобразователь постоянного напряжения введены дополнительный пороговый элемент, третий диод и нормально замкнутый ключевой элемент, благодаря которым обеспечивается переключение питания блока управления после выхода на номинальный режим - от выхода преобразователя, 2 ил.

Фиг. 1JO

-ff-ff11Л

33

-tfh п,.п п п п п

3H

ffЛчЛЛчЛчЛчГчЛ

36

ifЛ АЯП А Л П fU ;

%/

П

%/