Однотактный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1993 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к электротехние, в частности к преобразовательной техике, и может быть использовано в сточниках вторичного электропитания. Целью изобретения является повышеие надежности и упрощение схемы устройтва.

На чертеже представлена принципильная электрическая схема однотэктного реобразователя постоянного напряжения.

Однотактный преобразователь постонного напряжения содержит трансформа- ор 1, имеющий первичную 2, вторичную 3 вспомогательную 4 обмотки, при этом втоичная обмотка соединена с выходными выводами, силовой транзистор 5, триггер, образованный первым транзистором б, и вторым транзистором 7, причем база первого транзистора б через диод 8 соединена с коллектором второго транзистора 7, а база этого транзистора подключена к коллектору первого транзистора 6. Первичная обмотка 2 трансформатора 1, силовой транзистор 5, второй транзистор 7 триггера и датчик тока 9 образуют последовательную цепь, включенную между входными выводами преобразователя. База первого транзистора 6 триггера подключена к средней точке делителя напряжения 10, который включен между базой силового транзистора 5 и датчиком тока. Эмиттер первого транзистора б подключен к средней точке последовательной цепи, состоящей из времязадающего резистора 11 и времязадающего конденсатора

12.Упомянутая времязадающая цепь подключена параллельно накопительному конденсатору ,13, один вывод которого соединен с датчиком тока, а второй вывод через резистор 14 подключен к базе силового транзистора 5. Вспомогательная обмотка 4 трансформатора 1 через выпрямитель 15 подключена к накопительному конденсатору 13, а через диод 16 и ограничивающий резистор 17 - к эмиттеру первого транзистора 6. Устройсуво содержит также блокирующий транзистор 18, включенный между базой второго транзистора 7 триггера и датчиком тока и балластный резистор 19.

Нижнее плечо делителя 10 может содержать резистор, либо стабилитрон 20, либо резистор и стабилитрон.

Однотактный преобразователь напряжения работает следующим образом. При подаче напряжения питания на входные выводы через балластный резистор 19 начинается заряд накопительного конденсатора

13,при этом все транзисторы в устройстве находятся в закрытом состоянии. По мере заряда конденсатора 13 происходит также заряд времязадающего конденсатора 12 че5

рез времязадающий резистор 11. Когда напряжение на времязадающем конденсаторе 12 превысит напряжение на базе первого транзистора 6 триггера, задаваемое делителем 10 на величину эмиттерно-базового напряжения, транзистор 6 открывается, что приводит к опрокидыванию триггера, т.е. к переходу транзистора б и 7 в открытое состояние. При этом образуется замкнутая

0 цепь для протекания базового тока силового транзистора 5 по контуру: накопительный конденсатор 13, резистор 14, базовый переход силового транзистора, второй транзистор 7 триггера, датчик тока 9.

5 Одновременно через базовый переход первого транзистора 6, диод 8 и второй транзистор 7 триггера происходит обнуление времяэадающего конденсатора 12.

Силовой транзистор 5 открывается,

0 появляется напряжение на обм.отках трансформатора 1. Напряжение со вспомогательной обмотки 4 через диод 16 и ограничительный резистор 17 подается на эмиттер первого транзистора 6, обеспечивая поддержание триггера в открытом состоянии. Через выпрямитель 13 происходит подзаряд накопительного конденсатора 13. Начинается процесс нарастания тока, протекающего по контуру: входные выводы,

0 первичная обмотка 2 трансформатора 1, силовой транзистор 5, второй транзистор 7 триггера, датчик тока 9. При достижении напряжением на датчике тока 9 величины, достаточной для срабатывания блокирую5 щего транзистора 18, последний открывается, вызывая запирание второго транзистора 7 и установку триггера в закрытое состояние. Коллекторный ток силового транзистора 5 переключается из цепи его эмиттера в

0 цепь базы и через резистор 14 втекает в накопительный конденсатор 13. Происходит процесс форсированного рассасывания силового транзистора 5 в режиме обрыва эмиттера, который заканчивается закрыти5 ем силового транзистора 5. Схема возвращается в состояние, при котором закрыты все транзисторы устройства. Это состояние сохраняется в течение времени, необходимого для заряда времязадающего конденса0 тора 12 до порогового напряжения, задаваемого делителем 10. В дальнейшем процессы повторяются.

При выполнении делителя 10 несимметричным, т.е. при включении стабилитрона в

5 нижнее плечо делителя, схема приобретает свойство контролировать питающее напряжение. Триггер можеть переключаться только в том случае, если напряжение на накопительном конденсаторе 13 превышает напряжение пробоя стабилитрона 20, вклюценного в нижнее плечо делителя 10. Таким образом, при первоначальном включении обеспечивается задержка, необходимая для выхода питающих напряжений на номи- нальное значение, а при выключении уст- ройства происходит срыв генерации раньше, чем питающие напряжения упадут ниже величины, необходимой для обеспечения токов базы силового транзистора 5 и второго транзистора 7.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого технического решения обусловлена повышением надежности и снижением затрат на изготовление ввиду упрощения схемы устройства. В предлагав- мом однотактном преобразователе постоянного напряжения обеспечивается эффективное запирание силового транзистора по способу обрыва эмиттера независимо от режима работы преобразователя (начальный запуск, установившийся режим, короткое замыкание на выходе), повышение допустимого напряжения на коллекторе силового транзистора после его запирания, защита этого транзистора от перегрузок по току, так как в каждом цикле работы преобразователя осуществляется контроль тока. Наличие в предлагаемом устройстве время- задающей цепи и триггера, сбрасывающего в конце паузы в работе преобразователя, и включающего силовой транзистор, обеспечивает в отличие от прототипа формирование необходимой формы как запирающего, так и отпирающего тока базы. Форсированное отпирание силового транзистора спо- собствует уменьшению динамической мощности, выделяемой на силовом транзисторе и также повышает надежность его работы.

Формула изобретения

1. Однотактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий трансформатор, вторичная обмотка которой соединена с выходными выводами, а первичная обмотка вместе с силовым транзистором и датчиком тока образует последовательную цепь, подключенную к входным выводам, блокирующий транзистор, входом подключенный к датчику тока, накопительный конденсатор, через балластный резистор присоединенный к входным выводам, через базовый резистор - к базе силового транзистора, а через выпрямитель - к вспомогательной обмотке трансформатора, триггер, состоящий из первого и второго транзисторов, причем коллектор первого транзистора подключен к базе второго транзистора, коллектор которого через диод соединен с базой первого транзистора триггера, отличающийся тем, что, с целью повышения надежного путем обеспечения надежного запуска и упрощения схемы, второй транзистор триггера включен в последовательной цепи между силовым транзистором и первым выводом датчика тока, эмиттер первого транзистора подключен к введенным вре- мязадающим конденсатору и резистору, которые образуют последовательную цепь, включенную параллельно накопительному конденсатору, база первого транзистора подключена к средней точке введенного делителя напряжения, включенного между базой силового транзистора и вторым выводом датчика тока, вспомогательная обмотка через диод и ограничивающий резистор подключена к эмиттеру первого транзистора, а блокирующий транзистор включен между вторым выводом датчиком тока и базой второго транзистора.

2, Преобразователь по п. отличающийся тем, что, с целью упрощения, в плечо делителя напряжения, соединенного с вторым выводом датчика тока, включен стабилитрон.

Использование: в источника вторичного электропитания. Сущность изобретения: устройство содержит трансформатор 1, первичная обмотка 2 которого вместе с силовым транзистором 5 и датчиком тока 9 образуют последовательную цепь, подклюо ценную к входным выводам преобразовате-. ля. Накопительный конденсатор 13, через соответствующие рззисторы 19, 14 подключенный к входным выводам и силовому транзистору 5, через, выпрямитель 15 соединен с вспомогательной обмоткой 4 трансформатора 1. Триггер состоит из первого 6 и второго транзисторов 7. противоположного, типа пррводимости. Эмиттер первого транзистора 6 подключен к средней точке последовательной РС цепи, включенной па- .раллельно накопительному конденсатору с.13, В устр-ве обеспечивается эффективное запирание силового транзистора 5 no- способу обрыва эмиттера независимо от режима преобразователя. Наличие вре- мязадающей PC цепи 4 триггера, срабатывающего в конце паузы. в работе преобразователя и включающего силовой транзистор 5, обеспечивает формирование необходимой формы как запирающего, так и отпирающего тока базы. 1 з.л. ф-лы, 1 ил. СП С 00 00 ел Ј CJ