Преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1992 года по МПК H02M7/5387 

о ю

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных устройствах электропитания радиоэлектронной аппаратуры в качестве вторичного источника питания, в частности преобразователя постоянного напряжения.

Известен преобразователь постоянного напряжения мостового типа, где узел запуска, функционирующий в режиме одновибратора, содержит составной транзистор, конденсатор, включенный в эмит- терную цепь транзистора, и стабилитрон, обеспечивающий смещение напряжения на базе этого транзистора.

В данном устройстве для осуществления запуска при достижении входным напряжением возбуждения определенного значения, в узле запуска необходимо подбирать постоянную времени цепочки из конденсатора и резистора, однако, с ростом входного напряжения возрастает мощность в силовой цепи, что приводит к частому выходу из строя транзисторов. Кроме того, происходит асимметричное насыщение силового трансформатора при одноразовом запуске и относительно высоком напряжении возбуждения на обмотке трансформатора.

Известен преобразователь постоянного напряжения мостового типа, содержащий два силовых транзистора и два конденсатора, силовой трансформатор и узел запуска, состоящий из дополнительного транзистора и RC-цепочки запуска.

Недостатком данного устройства является то, что при коротком замыкании на выходе преобразователя и выключении его генератор импульсов продолжает периодически воздействовать на один из его транзисторов с довольно высокой частотой, что приводит к быстрому выходу его из строя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразо- ватель постоянного напряжения, содержащий два силовых транзистора и два конденсатора, включенных по мостовой схеме, входная диагональ которой подключена к входным выводам для подключения к источнику постоянного напряжения, в выходную диагональ включена первичная обмотка трансформатора, подключенного вторичной обмоткой к выпрямителю с фильтром, базы силовых транзисторов подключены к управляющим обмоткам трансформатора, к базе одного из силовых транзисторов через коллектор- эмиттерный переход дополнительного транзистора подключена цепочка запуска, состоящая из последовательно соединенного конденсатора и резистора, при этом

база дополнительного транзистора подключена к одному из входных выводов, параллельно цепочке запуска включен фототиристор оптронной пары, светодиод

которой включен в последовательный контур, состоящий-из дополнительной обмотки трансформатора, диода, дополнительного резистора и параллельной RC-цепочки, при этом цепочка запуска через ограничитель0 ный резистор подключена к источнику постоянного напряжения.

Недостатком данного устройства является постоянно потребляемая мощность фототиристором оптронной пары при работе

5 преобразователя, что снижает КПД, особенно при высоковольтном входном напряжении возбуждения.

Цель изобретения - повышение КПД путем улучшения условий запуска.

0 Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе постоянного напряжения, содержащем два силовых транзистора и два конденсатора, включенных по мостовой схеме, входная диагональ кото5 рой подключена к входным выводам для подключения к источнику постоянного напряжения, в выходную диагональ включена первичная обмотка трансформатора, подключенного вторичной обмоткой к вы0 прямителю с фильтром, базы силовых транзисторов подключены к управляющим обмоткам трансформатора, к базе одного из силовых транзисторов через коллектор- эмиттерный переход дополнительного

5 транзистора подключена цепочка запуска, состоящая из последовательно соединенного коденсатора и резистора, через соответствующий резистор подключенная к входным выводам, при этом база дополни0 тельного транзистора подключена к одному из входных выводов, узел отключения цепочки запуска, содержащий первый и второй резисторы, конденсатор, оптопару, светоприемник которой включен последо5 вательно с цепочкой запуска, а светоизлуча- тель через введенный в цепь узла отключения цепочки запуска транзисторный ключ подсоединен к выводам для подключения источника питания, при этом

0 коллектор-эмиттерный переход транзисторного ключа зашунтирован последовательно соединенными первым резистором, конденсатором и вторым резистором, причем точка соединения последних подключена к базе

5 транзисторного ключа, а первый резистор совместно с конденсатором образуют вре- мязадающую RC-цепочку.

При таком включении, во время подачи входного напряжения возбуждения, цепочка запуска приводит в действие преобразователь и в зависимости от заряда времяза- дающей RC-цепочки узла отключения цепочки запуска выключается, т.е. в период работы данного устройства потребляемая мощность узлом отключения цепочки запу- ска полностью отсутствует. Кроме того, узел отключения цепочки запуска можно подключить к внешнему устройству (например, к блоку программного управления) и включить преобразователь дистанционно по за- данной программе.

На чертеже представлена принципиальная схема преобразователя постоянного напряжения.

Преобразователь постоянного напря- жения содержит силовые транзисторы 1 и 2, конденсаторы 3 и 4, включенные по мостовой схеме, трансформатор 5 с первичной обмоткой 6, вторичной обмоткой 7, подключенной к выпрямителю с фильтром 8, и уп- равляющими обмотками 9 и 10, дополнительный транзистор 11, цепочку запуска, состоящую из последовательно соединенного конденсатора 12 и резистора 13, подключенную через резистор 14 к входным выводам преобразователя, узел 15отключе- ния цепочки запуска, содержащий первый 16 и второй 17 резисторы, конденсатор 18, оптопару 19, светоприемник 20 которой включен последовательно с цепочкой запу- ска, а светоизлучатель 21 - через последовательно соединенный транзисторный ключ 22 к входным выводам для подключения источника питания или к внешнему блоку 24 программного управления, раз- рядное сопротивление 23, при этом параллельно коллектор-эмиттерному переходу транзисторного ключа 22 подключены сопротивление 17 и времязадающая RC-це- почка16 и 18.

Преобразователь постоянного напряжения работает следующим образом.

При подаче постоянного напряжения питания на вход преобразователя и соответственно на узел 15 отключения цепочки запуска через светоизлучатель 21 оптопары 19, резистор 17, конденсатор 18 и резистор 16 начинает протекать базовый ток транзистора 22, что приводит к открыванию последнего и проте.канию его коллекторного тока через светоизлучатель 21, от которого включается светоприемник 20 оптопары 19. От входного напряжения происходит заряд конденсатора 12 через резистор 14, светоприемник 20 и резистор 13. Придостижении на конденсаторе 12 напряжения, при котором происходит лавинообразный пробой дополнительного транзистора 11, разрядный ток конденсатора 12 протекает через транзистор 11, управляющий переход силового транзистора 2 и ограничительный резистор 13. Происходит запуск преобразователя. Одновременно, по мере заряда конденсатора 18, базовый ток транзистора 22 уменьшается, что приводит к уменьшению его коллекторного тока, в результате ток через светоизлучатель 21 оптопары 19 также уменьшается, что приводит к erb закрытию, это в свою очередь закрывает светоприемник 20 оптопары 19, и узел 15 отключения цепочки запуска прекращает работать. Аналогичным образом работает узел 15 отключения цепочки запуска, если его подключить к внешнему блоку 24 программного управления, тем самым расширив его функциональные возможности. При выключении входного напряжения конденсатор 18 разряжается через резисторы 17 и 23, подготавливая тем самым узел 15 отключения цепочки запуска к повторному включению.

Таким образом, узел отключения цепочки запуска обеспечивает надежный запуск преобразователя при минимальных потерях его мощности во время запуска и полного отсутствия потребления тока в номинальном режиме, что повышает КПД, надежность устройства в целом и расширяет область его применения.

Формула изобретения 1, Преобразователь постоянного напряжения, содержащий два силовых транзистора и два конденсатора, включенных по мостовой схеме, входная диагональ которой подключена к входным выводам, а в выходную диагональ включена первичная обмотка трансформатора, подключенного вторичной обмоткой к выпрямителю с фильтром, базы силовых транзисторов подключены к управляющим обмоткам трансформатора, к базе одного из силовых транзисторов через коллектор-эмиттерный переход дополнительного транзистора подключена цепочка запуска, состоящая из последовательно соединенных конденсатора и резистора, и через соответствующий резистор подключена к входным выводам, при этом база дополнительного транзистора подключена к одному из входных выводов, узел отключения цепочки запуска, содержащий первый и второй резисторы, конденсатор, оптопару, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, светоприемник оптопары включен последовательно с цепочкой запуска, а светоизлучатель через введенный в цепь узла отключения цепочки запуска транзисторный ключ подсоединен к выводам для подключения источника питания, при этом коллектор-эмиттерный переход транзисторного ключа зашунтирован

последовательно соединенными первым ре-2. Преобразователь по п. 1, о т л и ч а юзистором, конденсатором и вторым резисто-щ и и с я тем, что в качестве выводов для

ром, причем точка соединения последнихподключения источника питания использоподключена к базе транзисторного ключа.ваны входные выводы.

Использование: в различных устройствах электропитания радиоэлектронной аппаратуры в качестве вторичного источника пи;ания, в частности преобразователя напряжения с повышенной выходной мощностью. Сущность изобретения: отключение в номинальном режиме узла запуска 22, обеспечивающего запуск силовых транзисторов 1 и 2. Узел запуска состоит из конденсатора 13 с последовательно включенным резистором 12 и параллельно включенного транзистора 11. Включение и отключение узла запуска осуществляется оптопарой 14, све- топриемник 15, которой последовательно включен с цепочкой запуска, а светоизлуча- тель 16 через последовательно соединенный транзисторный ключ 17 к входным клеммам преобразователя или к внешнему блоку программного управления, При подаче входного напряжения транзисторный ключ 17 включается, включает светоизлуча- тель 16оптопары 14 и через светоприемник 15 осуществляется подача напряжения на цепочку запуска, которая в свою очередь запускает л реобразователь. По мере заряда конденсатора 19 транзисторный ключ 17 закрывается, оптопара 14 прекращает функционировать, тем самым выключая цепочку запуска. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.