Самовозбуждающийся преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1991 года по МПК H02M7/5375 

(fit/. 1

Изобретение относится к электротехни- КР и можег быть использовано в источниках вторичного электропитания систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники.

Цель изобретения - повышение КПД.

На фиг. 1 приведена схема электрическою преобразователя постоянного напряжения; на фиг. 2 и 3 - примеры исполнения узла запуска и схемы включения силовых транзисторов; на фиг. 4 - диаграммы токов и напряжений на элементах устройства.

Самовозбуждающийся преобразователь постоянного напряжения содержит, например, два силовых транзистора 1 и 2, образующие полумостовой преобразователь постоянного напряжения, управляющие переходы силовых транзисторов 1 и 2, включенных по схеме с общей базой, подключены к вторичным обмоткам 3 и 4 трансформатора 5 тока, первичная обмотка б которого включена в цепь выходного тока преобразователя постоянного напряжения, при этом управляющая обмотка 7 трансформатора 5 тока подключена через ключ 8 запуска и ограничительный резистор 9 к дополнительному источнику 10 постоянного напряжения, при этом параллельно выходным выводам подключен конденсатор 11.

Силовые транзисторы двухтактного преобразователя постоянного напряжения могут быть выполнены на двух транзисторах: высоковольтного 1 (2) и низковольтного 12 (13), включенного в цепь эмиттера высоковольтного транзистора 1 (2), при этом база низковольтного транзистора 12 (13) соединена с базой высоковольтного транзистора 1 (2) через последовательную цепь из двух диодов 14(15), шунтированных конденсатором 16 (17) смещения.

Кроме того цепь запуска двухтактного преобразователя постоянного напряжения может состоять из зарядного резистора 18 и накопительного конденсатора 19, образующих дополнительный источник напряжения, а также из транзисторного ключа 20, база которого присоединена к средней точке резистивного делителя 21 напряжения, включенного параллельно накопительному конденсатору 19, и отсекающего конденсатора 22, включенного между базой транзисторного ключа 20 и одной из вторичных обмоток трансформатора 5 тока.

Устройство работает следующим образом.

При замыкании на короткое время ключа 8 по обмотке 7 трансформатора 5 тока протекает импульс тока (23. фи1 4) Этот ток трансформируется в переход эмиттер-бпза

транзистора 2 через трансформатор 5. Выбором определенных значений напряжения источника 10, сопротивления резистора 9 и коэффициента трансформации трансформатора 5 обеспечивается величина тока эмиттера исходя из предельного импульсного тока на транзистор 2. При этом транзистор 2 открывается и через него заряжается конденсатор 11 и одновременно начинает

0 проходить ток нагрузки. Поскольку транзистор 2 включен по схеме с об.дей базой, суммарный ток конденсатора 11 и нагрузки не может быть больше, чем ток эмиттера (24. фиг, 4) транзистора 2, задаваемый выбором

5 параметров элементов 10,9, 3 и выбранный с учетом предельно допустимого тоха транзистора 2. После окончания запускающего импульса транзистор 2 остается в открытом состоянии благодаря действию положитель0 ной обратной связи через трансформатор 5. Через некоторое время сердечник трансформатора 5 тока входит в состояние насыщения, напряжения на обмотках уменьшаются (28, 29, фиг. 4) и транзистор 2

5 выключается. Ток нагрузки (24, фиг. 4) некоторое время сохраняет прежнее направление, осуществляя перезаряд конденсатора 11 через первичную обмотку трансформатора 5 тока, При этом напряжение на коллек0 торе транзистора 2 (27, фиг. 4) плавно возрастает от нуля до напряжения питания. Благодаря энергии, запасенной в сердечнике трансформатора 5, напряжение на его обмотках меняет знак (29, фиг. 4), обеспечи5 вая открывание транзистора 1. Когда через транзистор 1 начинаете нагрузку протекать ток (25, фиг. 4), он самоблокируется в открытом состоянии благодаря положительной обратной связи через трансформатор 5. Да0 лее ток нагрузки (26, фиг. 4) плавно возрастает, через некоторое время насыщается сердечник трансформатора 5 тока и т.д.

Таким образом, после прохождения запускающего импульса от источника 10 пре5 образовагель начинает работать в автогенераторнсм режиме. Цепь запуска при этом отключается и в дальнейшей рабо- ге не участвует.

В предлагаемом преобразователе на0 дежность работы высоковольтных транзисторов 1 и 2 может быть повышена путем обеспечения для них режима с разрывом эмиттера. Для этого в схеме по фиг. 1 достаточно включить низковольтные транзисто5 ры 12 и 13, как показано на фиг. 2. При поступлении запускающего импульса на преобразователь по фиг, 2 практически одновременно открываются транзисторы 12, 13 и 2 (из-за значительной величины последовательного сопротивления конденсатора

17). При насыщении трансформатора 5 тока раньше закрывается транзистор 13 благодаря воздействию на его базу запирающего напряжения на конденсаторе 17 При этом ток через эмиттер транзистора 2 прекращается и коллекторный ток переключается на цепь ,/обеспечивая форсированное выключение транзистора 2.

Таким образом, в предлагаемом преобразователе на этапе запуска конденсатор 11 заряжается через высоковольтный транзистор 1 (2), работающий в режиме стабилизаторе тока.

Узел запуска на фиг. 3 отличается наличием элементов, нормирующих амплитуду тока запускающего импульса (резисторы делителя 21). Так, при подаче питающего напряжения начинают заряжаться конденсаторы 19 и 22 через резисторы 18 и 21. Блокинг-генератор на транзисторе 8 выработает импульс запуска лишь тогда, когда напряжение в средней точке делителя 21 достигнет порогового напряжения отпирания.

Формула изобретения

1. Самовозбуждающиися преобразователь постоянного напряжения содержащий два соединенных последовательно силовых транзистора, подключенные крайними входными выводами, точка соединения которых соединена со средним входным выводом через конденсатор и с выходным выводом через первичную обмотку трансформатора тока, вторичные обмотки которого подключены к управляющим переходам

силовых транзисторов, цепь запуска, состоящую из дополнительного источника напряжения и последовательной цепи из управляющей обмотки трансформатора то5 ка и ключа запуска, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, введен ограничительный резистор, включенный последовательно с управпяющей обмоткой трансформатора тока и ключом запуска

0 между выводами дополнительного источника напряжения, при этом силозые транзисторы включены по схеме с оСщей базой.

2.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что каждый из силовых

5 транзисторов содержит последовательно включенные высоковольтный и низковольтный транзисторы, базы которых соединены через последовательную цепь из двух диодов, шунтированных конденсатором смеще0 имя.

3.Преобразователь по пп. 1 и 2, о т л и- чающийся тем, что дополнительный источник напряжения состоит из включенных последовательно зарядного резистора

5 и накопительного конденса- ера. включенных между вхоаными выводами.

4.Преобрьзорdie/iD по пп 1 -3, о т л и- ч а ю ш и 1 с я ч-м, что кпюч зяпускз выполнен в видь трг зчстора, базз кото0 рого присоединена .ч среднему аыводу DR- зистивного делитепя напряжения, подключенного дополнительному источнику напряжения и через отсекающий конденсатор к выводу одной лз вторичных

5 обмоток трансформатора тока.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания Цель - повышение КПД. Устройство содержит силовые транзисторы 1, 2 включенные по схеме с общей базой, управляющие пе гходы которых присоединены к вторичным обмоткам 3, 4 трансформатора 5 тока Силовые транзисторы 1, 2 соединены с выходными выводами, шунтированными конденга рам 11 через первичную обмотку 6 трэнсформато- рр 5 тока. При включении преобразователя при кратковременном замыкании ключа & запуска протекает импульс тока через уп- разляк цуюобмотг :рачсформзтора 5 тока Так кзк токи СИЛОВУХ транзисторов 1, 2 определяются гоком эмиттер,- указанных транзисторов топр включение преобразователя токи г 1човь,х транзисторов 1, 2 определяются только величиной напряжения дополнительного источника 10 напряжения, ограничительном р зистором 9 и коэффициентом трансформации трансформатора 5 тока. 3 з.п ф-лы, 4 ил. |СЛ

Фиг. 3

23

2

15

26

27

28

29

ФигЛ