Транзисторный конвертор Советский патент 1976 года по МПК H02M3/325 

1

Изсбретекие относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в системах электропитания для преобразования постояршого напряжения низкого уровня в постоянное напряжение высокого уровня.

Известные используемые для зтой задачи транзисторные конверторы с обратной связью по току нагрузки имеют ограниченный коэффициентпреобразовшшя напряжения (диапазон выходных напряжений) .

Цель кзооретения - расширение диапазона выходных, напряжений.

Для этого кыхоцлой трансформатор имеет дополнительную вторичную обмотку, включенную последовательно в выходную цепь конвертора, через вьотрямитепьньш диод.

Схема пре.цлагаемого конвертора приведена на чертеже.

Конвертор содержит трансформатор 1 с обмотками. Первичная обмотка 2 имеет вьтод от средней точки, соедине шой с минусом источника питания 3 и первой 4 и второй 5 вторичными обмотками. Начало и конец первичной обмотки 2 трансформатора 1 соединены соответственно с коллекторами транзисторов 6 и 7, эмиттеры которых

соединены с плюсом источника 3. База транзистора 7 соединена с анодом диода 8, катод которого соединен с плюсом источника 3. База транзистора 6 соединена с общей точкой анода диода 9 и концом вторичной обмотки 4, начало которой через конденсатор 10 соединено с базой транзистора 7. Катод диода 9 соединен с плюсовым зажимом нагрузки 11 конвертора и параллельно ей включенным конденсатором 12. Минусовьш зажим нагрузки 11 соединен с началом вторичной обмотки 5, конец которой соединен с началом первичной обмотки 2.

Устройство работает следующим образом.

При открытом транзисторе 6 напряжение источника 3 приложено к полуобмотке первичной обмотки 2 трансформатора 1. Ток базы транзистора 6 протекает по контуру: переход эмиттер-база транзистора 6, вторичная обмотка 4, заряжающийся конденсатор 10, диод 8. В этот полупериод конденсатор 10 заряжается практически до напряжения на вторичной обмотке 4, а конденсатор 12 разряжается на нагрузку 11. Диод 9 препятствует разряду конденсатора 12 через цепь вторичной обмотки. Транзистор 7 заперт напряжением на диоде 8.

Коммутация транзистора 8 осуществляется за счет насыщения сердечника трансформатора I с

последуюшлм ростом коллекторного тока открытого транзистора и выходом его из состояния насыщения. При этом падение напряжения на нем возрастает, и уменьшается напряжение на вторичной обмотке 4, а следовательно и базовью ток транзистора б. Условие нахождения транзистора 6 в режиме насыщения нарушается, он закрьтается, и открывается транзистор 7.

При открытом транзисторе 7 ток нагрузки 11 замыкается по контуру: нагрузка 11, вторичная обмотка 5, коллекторная полуобмотка 2, источник 3, переход эмиттер-база транзистора7 разряжающийся конденсатор 10, вторичная обмотка 4, диод 9, заряжающийся конденсатор 12 и нагрузка 11.

В этот полупериод к нагрузке 11 приложено суммарное напряжение: источника питания V j; конденсатора 10 V2 (примерно равное напряжению на вторичной обмотке 4), напряжение вторичных обмоток V2, Vj и напряжение коллекторной полуобмотки первичной обмотки 2.

Напряжения между электродами закрытых транзисторов равны на транзисторе 7

Уэб-ид; икб ид+2и1,

где Уд - падение напряжения на диоде 9; на транзисторе 6

U3Q (Uc+Uj) 2U;; (и, +u-,).

где Uj - напряжение вторичной обмотки 4; напряжение на нагрузке

+U2+2Ui.

Из этих уравнений следует, что напряжение на транзисторах при одном и том же напряжении на нагрузке существенно меньше, чем в известной схеме.

Формулаизобретения

Транзисторньш конвертор с обратной связью по току нагрузив, содержащий два транзистора, эмиттеры которых соединены с первым зажимом источника питания и выходной трансформатор, первичная обмотка которого включена между коллекторами транзисторов и имеет отвод от средней точки, соединенный со вторым зажимом источника питания, а первая вторичная обмотка включена через

конденсатор между базами транзисторов, причем база первого транзистора соединена через первый диод с первым выходным зажимом конвертора, встречно-параллельно входу второго транзистора включен второй диод и между выходными зажимами конвертора включен конденсатор, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона выходных напряжений, второй выходной зажим конвертора соединен с началом второй вторичной обмотки, конец которой соединен с коллекто ром первого транзистора.

4

2 2

12

0 3

+

10