Однотактный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1992 года по МПК H02M3/335 

со о

00

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания.

Известен преобразователь постоянного напряжения с разделительным трансформатором и внешним возбуждением. Преобразователь содержит задающий генератор, полевой транзистор, база которого подключена к выходу задающего генератора, а эмиттер - к общей шине, трансформатор, первичная обмотка которого подключена между источником входного напряжения и стоком транзистора, и выпрямитель, подключенный к вторичной обмотке трансформатора.

Преобразователь имеет относительно небольшой КПД, что является его основным недостатком.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является однотактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовой трансформатор, первичная обмотка которого через силовой ключ подключена к входным выводам, между которыми включен конденсатор, а вторичная обмотка через выходной выпрямитель и фильтр соединена с выходными и входными выводами блока управления, выход которого подключен к входу задающего генератора, выход которого подключен к управляющему входу силового ключа. Выходное напряжение регулируется путем изменения частоты задающего генератора при постоянной длительности импульса.

Недостатком прототипа является относительно небольшой КПД.

Цель изобретения - повышение КПД устройства.

Указанная цель достигается в одйотактном преобразователе постоянного напряжения, содержащем силовой трансформатор, первичная обмотка которого через силовой ключ подключена к входным выводам, а вторичная обмотка через выходной выпрямитель и фильтр соединена с выходными выводами, и блок управления, выход которого соединен с управляющим входом силового ключ за счет использования в качестве последнего транзистора со статической индукцией, управляющий вход которого через введенные последовательно соединенные первый резистор и диод подключен к выходу введенного дополнительного выпрямителя. Вход последнего соединен с выходом введенного пьезотрансформатора, вход которого через второй введенный резистор подключен к входным выводам преобразователя.

На чертеже представлена принципиальная схема преобразователя постоянного напряжения.

Преобразователь содержит трансформатор 1, выпрямитель 2 с фильтром, блок 3 управления, транзистор 4 со статической индукцией, пьезоэлектрический трансформатор 5, дополнительный выпрямитель 6,

два резистора 7 и 8, диод 9, Трансформатор 1 имеет две обмотки: первичную и вторичную. Первичная обмотка первым своим выводом подключена к первому входному выводу преобразователя и первому выводу

резистора 8. Между входными выводами преобразователя включен блок 3 управления. Второй вывод первичной обмотки трансформатора 1 подключен к стоку транзистора 4, затвор которого подключен к первому выводу резистора 7. Второй вывод Лоследнего подключен к аноду диода 9. Выход блока 3 управления подключен к затвору транзистора 4. Второй вывод резистора 8 подключен к первому электроду секции

возбуждения пьезоэлектрического трансформатора 5. Общий вывод выпрямителя б подключен к общей шине, истоку транзистора 4 и второму электроду секции возбуждения трансформатора 5. Электрод

генераторной секции трансформатора 5 подключен к входному выводу дополнительного выпрямителя 6, выходной вывод которого подключен к катоду диода 9. Выводы вторичной обмотки трансформатора 1 подключены к входным выводам выпрямителя 2 с фильтром, выход которого подключен к выходным клеммам.

Резистор 7 предназначен для получения необходимого режима по затвору

транзистора 4. Резистор 8 является токоограничивающим элементом.

)л подаче входного напряжения UBX в преобразователе в отсутствие сигналов управления с блока 3 через транзистор 4 могут

относительно длительное время протекать большие токи, что может отрицательно повлиять на надежность устройства. Для устранения этого осуществляется запирание транзистора 4 отрицательным напряжением по затвору, поступающим с вУхода выпрямителя б через диод 9 и резистор 7. При подключении питания в пьезоэлектрическом трансформаторе 5 возбуждаются ударные колебания (дйбротность трансформатора обычно составляет более 100), которые с его генераторной секции поступают на вход выпрямителя 6 и преобразуются в постоянное отрицательное напряжение. Это запирающее напряжение может поддерживаться относительно длительное время на затворе транзистора 4 за счет сглаживающего конденсатора на входе выпрямителя 6.

В рабочем режиме, при наличии управляющих сигналов со схемы 3 устройство работает следующим образом.

При появлении на выходе схемы 3 управления положительного импульса напряжение на затворе транзистора 4 становится положительным, транзистор 4 оказывается (форсированно) открытым и в первичной обмотке трансформатора 1 течет большой ток. При этом,полученное ранее запирающее напряжение на выходе выпрямителя 6 устраняется (разряжается сглаживающий конденсатор на выходе выпрямителя 6).

При поступлении с выхода схемы 3 управления отрицательного импульса на затвор транзистора 4, он оказывается закрытым и в первичной обмотке трансформатора не протекает ток. Сигналы вторичной обмотки трансформатора 1 преобразуются выпрямителем 2 с фильтром в постоянное напряжение, поступающее на выходные выводы. Транзистор 4 является быстродействующим силовым элементом, обладающим очень малым сопротивлением канала в открытом состоянии (0,1-0,01 Ом).

Малые потери мощности при переключении транзистора 4 и в статическом состоянии обеспечивают повышение КПД устройства. Надежность работы преобразователя при этом обеспечивается запиранием транзистора 4 в начальный период при включении преобразователя.

Формула изобретения Однотактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовой трансформатор, первичная обмотка которого через силовой ключ подключена к входным выводам, а вторичная обмотка через выходной выпрямитель и фильтр соединена с выходными выводами, и блок управления, выход которого соединен с управляющим входом силового ключа, отличающийс я тем, что, с целью повышения КПД, в качестве силового ключа использован транзистор со статической индукцией, управляющий вход которого через введенные последовательно соединенные первый резистор и диод подключен к выходу введенного дополнительного выпрямителя, вход которого соединен с выходом введенного пьезотрансформатора, вход которого через второй введенный резистор подключен к входным выводам преобразователя.

Изобретение относится к электротехнике и может быть испольэовано .8 системах вторичного электропитания. Цель изобретения - повышение КПД. В однотактном преобразователе в качестве силового ключа использован транзистор 4 со статической индукцией. При включении преобразователя транзистор 4 оказывается открытым и. для его принудительного запирания используется пьезотрансформатор 5, выходное напряжение которого через дополнительный выпрямитель 6, первый резистор 7 и диод 9 подается на затвор транзистора 4. По окончании процесса запуска начинает работать блок управления 3 и его выходные сигналы поступают в цепь затвора транзистора4.1 ил.уЁ