Мостовой транзисторный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1992 года по МПК H02M7/5387 

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

Целью изобретения является расширение области применения.

Сущность изобретения поясняется чертежом,

На фиг. 1 приведена электрическая схема преобразователя; на фиг. 2 -диаграммы напряжений на элементах преобразователя; на фиг. 3 и 4 - схема электрическая и диаграммы напряжений варианта подключения светодиодов при регулировании выходного напряжения; на фиг. 5 - варианты выполнения блока управления.

Мостовой преобразователь постоянного напряжения содержит четыре транзистора 1-4, базовая цепь каждого из которых состоит из первого 5-8, второго 9-12, третьего 13-16 и четвертого 17-20 фототиристоров; первого 21-24, второго 25-28, третьего 29-32 и четвертого 33-36 резисторов, а также из последовательной RC-цепи 37-40 и управляющего транзистора 41-44.

Блок 45 управления преобразователя подключен к светодиодам 5-20, связанным оптическими связями с соответствующими фототиристорами Кроме того, при необходимости регулирования выходного напряxj Ы XS О

жения преобразователя два светодиода, например, подключаются к выходу блока 45 управления через управляемую линию 46 задержки. Блок 45 управления может быть выполнен в виде мультивибратора на операционном усилителе 47, выход которого через буферный усилитель на комплементарной паре транзисторов 48 подключен к выходным выводам блока управления.

Устройство работает следующим образом. Блок управления формирует пря- моугольные импульсы управления светодиодами с длительностью положительных и отрицательных полуволн, равной полупериоду (фиг. 2а).

При положительной полуволне выходного напряжения блока 45 управления одновременно открываются светодиоды фототиристоров 5, 8, 9,12,14,17,15, 20. При этом одновременно в схеме происходят следующие процессы.

Отпираются силовые транзисторы 1 и 4, так как открыты фототиристоры 5, 9 и 8, 12. Происходит формирование на выходных выводах положительной полуволны выходного напряжения (фиг. 2г). Происходит заряд конденсаторов в цепях 37. 40, после заряда которых фототиристоры 17 и 20 выключаются (фиг. 26),

Включаются транзисторы управления

42,43, так как открыты фототиристоры 14 и 15 в их базовых цепях. Открытые транзисторы 42 и 43 шунтируют соответственно базы транзисторов 2 и 3 в течение времени, пока цепи 38, 39 не перезарядятся (фиг. 2в) через переходы база - эмиттер транзисторов 42 и

43.За этот промежуток времени фототиристоры 6 и 7 успевают выключиться, что приводит к выключению транзисторов 2 и 3, работавших в предыдущем полупериоде. После разряда конденсаторов цепей 38 и 39 выключаются фототиристоры 14, 15 и одновременно с ними выключаются транзисторы 42, 43.

В следующий полупериод отпирается другая группа фототиристоров 6, 7, 10, 11, 13, 16, 18,19, и при этом через транзисторы 2 и 3 происходит формирование на нагрузке отрицательной полуволны выходного напряжения (фиг. 2г), причем процессы в схеме в этот полупериод аналогичны предыдущему (см. фиг. 2а,б,в). Длительность импульсов управления не обязательно выбирать равной полупериоду, они могут быть намного короче (см. фиг. 2д). При этом необходимо, чтобы их длительность была достаточной для устойчивого отпирания оптронных пар.

Время разряда конденсаторов RC-це- пей 38-40 регулируется с помощью соответствующих переменных резисторов и выбирается из условия обеспечения запирания соответствующих фототиристоров, шунтируемых открытыми транзисторами управления 41-44 при разряде RC-цепей.

Если требуется регулирование выходного напряжения, то без изменения общей структуры преобразователя напряжения, светодиоды, например, фоторезисторов 13,

0 15 в базовых цепях транзисторов 41 и 43, подключенных к базовым цепям силовых транзисторов 1 и 3, исключают из цепей последовательно соединенных светодиодов и включают их к выходу управляемой линии

5 задержки 46, включенной к выходу блока управления 45 (см. фиг. 3 и 4). Работа схемы в этом случае поясняется диаграммами, приведенными на фиг. 4.

Работает схема аналогично описанному

0 с той лишь разницей, что фототиристоры 13, 15 в базовых цепях транзисторов, связанных с силовыми транзисторами 1, 3, управляются импульсами от управляемой линии задержки 16, включенной на выход блока 45

5 управления (фиг. 1, 3 и 4г). До поступления импульсов от управляемой линии 46 задержки преобразователь работает аналогично описанному.

При положительном значении напряже0 ния на выходе узла 46 отпирается фототиристор 13, вследствие чего отпирается транзистор 41 и шунтирует цепь базы 1 (фиг. 4д), что приводит к выключению транзистора 1. Одновременно запирается фототири5 стор 5. После окончания разряда конденсатора цепи 37 фототиристор 13 запирается и транзистор 41 выключается и запирает фототиристор 9. В отрицательный полупериод, когда отпирается фототири0 стор 15 и транзистор 43, шунтируется цепь базы транзистора 3 и далее процесс повторяется.

Для устойчивой работы преобразователя необходимо, чтобы длительность управ5 ляющих импульсов была достаточной для отпирания оптронных пар, а время разряда конденсаторов цепей 37 и 39 достаточной для запирания фототиристоров 5 и 7.

На фиг. 4д приведена форма выходного

0 напряжения. Регулируя время задержки можно изменять выходное напряжение в широких пределах.

Таким образом, в преобразователе регулирование выходного напряжения проис5 ходит за счет среза заднего фронта путем искусственного выключения в каждом полупериоде соответствующего транзистора верхних плеч преобразователя.

Блок управления может быть выполнен

по схеме мультивибратора на операциейком усилителе 47 (фиг. 5). При этом на выходе блока управления получают переменное прямоугольное напряжение равной скважности.

Таким образом простота узла управления силовыми транзисторами мостового преобразователя позволит расширить область его применения.

Формула изобретения 1. Мостовой транзисторный преобразователь постоянного напряжения, состоящий из блока управления и четырех силовых транзисторов, базовая цепь каждого из которых содержит последовательную цепь из первого резистора, первого и второго фототиристоров и второго резистора, включенную соответственно между базой силового транзистора и первым входным выводом, а также последовательную RC-цепь и транзистор управления, включенный силовыми выводами между точкой соединения первого и второго фототиристора и вторым входным выводом, две последовательные цепи управляющих светодиодов, связанных оптическими связями с соответствующими фототиристорами, подключенные к выходным выводам блока управления, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, в базовую цепь каждого силового транзистора введена последовательная цепь из третьего фототиристора, третьего резистора, четвертого фототиристора и четвертого резистора, включенная соответственно между базой транзистора управления и первым входным выводом, при этом точка соединения третьего фототиристора и третьего резистора соединена через последовательную RC-цепь с 0 вторым входным выводом, а каждая из цепей управления содержит светодиоды, связанные соответственно с первым, вторым и четвертым фототиристорами двух силовых транзисторов противоположных плеч, а так 5 же светодиоды, связанные с третьими фототиристорами базовых цепей двух других силовых транзисторов.

2. Преобразователь поп, отличающийся тем, что светодиоды. связанные с 0 третьими фототиристорами базовых цепей двух силовых транзисторов, подключенных силовыми выводами к первому или второму входному выводу, включены встречно параллельно и присоединены к выходу блока 5 управления через управляемую линию задержки.

3. Преобразователь по пп. 1 и 2, о т л и- чающийся тем, что резисторы последовательных RC-цепей выполнены регулируе- 30 мыми.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель - расширение области применения. Устройство состоит из четырех силовых транзисторов 1-4, базовая цепь каждого из которых содержит первый, второй, третий и четвертый 5-20 фототиристоры; первый, второй, третий и четвертый 21-36 резисторы, а также последовательную RC-цепь 37-40 и управляющий транзистор 41-44. Блок 45 управления вырабатывает равноскважное прямоугольное напряжение, которое поступает на светоди- оды, связанные с фототиристорами 5-20 оптическими связями, Светодиоды 5-20 подключены к выходу блока 45 управления. Таким образом, поочередно отпираются фототиристоры 5 9, 17, 14, 8, 15, 12, 20 или 6, 10, 13, 18. 7, 11, 16, 19. При этом оказываются открытыми либо силовые транзисторы 1, 4, либо 2, 3. Таким образом происходит формирование переменного напряжения в диагонали мостового преобразователя. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. сл С

V И ЙЗЗ Й25

ь// ъ// в// п// к// п// и// ъ// KIJ IMJ IK3J IK3J 1КП IHJ UOj

// i// ъ// ъ// п// ъ// ъ// к// Ы IOIJ IEHJ ItXJ IfrU

И27 И35 И28 И36

5 # 8 9# V & Kfy П / 20//

6 7 to 8 fff W 79

X- NT

/3

/5

ФигЗ