Преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1977 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к преобразователям постоянного напряжения, используемым, например, в качестве вторичных источников питания.

Известны преобразователи постоянного напряжения 1 и 2, в которых осуществляется защита силовых транзисторов от перенапряжепий. Однако падежная защита обеспечивается только в схемах преобразователей вольтодобавочного типа, в которых дроссель сглаживающего фильтра включеп в цепь питания, а конденсатор фильтра - на выход преобразователя. В схемах же преобразователей, в которых дроссель сглаживающего фильтра включен после выпрямителя, не обеспечивается полная защита силовых транзисторов от перенапряжения.

Преобразователь 2 может обеспечивать защиту при любом включении дросселя при помощи дополнительной емкости, подключенпой через диоды к силовым электродам транзисторов преобразователя. Однако для разряда этой емкости параллельно ей включен дополнительный резистор, что приводит к дополнительным потерям в устройстве.

Целью изобретения является повыщеиие КПД преобразователя. Это достигается тем, что преобразователь постоянного напряжения, содержащий выходной траисформатор с выпрямителем и LC-фильтром, причем одна обкладка конденсатора LC-фильтра подсоединена к общему входному-выходному выводу, а другая через дроссель - к выходу выпрямителя и другому выходному выводу, транзисторы, к соответствующим силовым электродам которых подсоедипена через диоды одна обкладка дополнительного конденсатора, а другая связана с общим выводом, снабжен всномогательными диодами, первый из которых соединен с общей точкой указанных диодов, обкладкой дополнительного конденсатора и выходом выпрямителя, а второй - с общим выводом и другой обкладкой дополнительного конденсатора, причем последняя связана через третий диод с другими выводами.

Третий днод может быть подключен другим выводом или к выходному, или к входному выводу.

Последовательно с третьим вспомогательным диодом может быть включен четвертый вспомогательпый диод, причем между их общей точкой и общим выводом подключен второй дополнительный конденсатор.

На фиг. 1 дана схема описываемого преобразователя; па фиг. 2 - графики напряжений, поясняющне его работу.

Преобразователь содержит силовые транзисторы 1 и 2, блок 3 управления траизисторами, выходной трансформатор 4 с первичными 5 и 6 и дополиительиымп 7 и 8 обмотками.

диоды 9 выходного выпрямителя, дроссель 10 и конденсатор И сглаживающего фильтра, диоды 12 и 13, дополнительный конденсатор 14, вспомогательные диоды 15-17, входной 18 и дополнительный 19 конденсаторы, вспомогательный диод 20, источник питания 21 и нагрузку 22.

11реобразователь работает следующим образом.

Предположим, что открыт силовой транзистор 1. Напряжение эмиттер-коллекторного переходов , силового транзистора 2 равно 2 СУ пит (см. фиг. 2).

После запирания транзистора 1 ток в об4р10мотке 5 уменьшается до величины -

Из-за индуктивностей рассеивания в обмотках 5 и 6 и донолнительных обмотках 7 и 8 на выходных клеммах силового транзистора 1 возникает перенапряжение. Величина этого перенапряжения ограничена суммой напряжений . Конденсатор 14 от тока перенанряжения заряжается через диод 12, диод 16 и источник питания 21 (см. фиг. 2, временной участок АБ). Разряд этого конденсатора происходит после окончания перенапряжения (временной участок БВ) через диоды 15 и 17 в день нагрузки. Конденсатор 14 разряжается до напряжения Сшм, так как на временном участке БВ напряжение в точках подключения диодов 15 и 17 равно (7пит.

Таким образом, величина перенанряжения на эмиттер-коллекторном нереходе транзистора 1 (2) ограничена 2LmiT, т. е. не превышает максимального напряжения C/S-KI в режиме открытого состояния транзистора 2.

Режим открытого состояния и переключения силового транзистора 2 аналогичен описанному. В случае большого внутреннего импеданса источника 21 на клеммы этого источника включается входной конденсатор 18.

Для уменьшения индуктивности рассеивания контура защиты от перенапряжений транзисторов между клеммой диода 16 и клеммой преобразователя постоянного напряжения моЛ1ет быть включен дополнительный конденсатор 19, а для исключения протекания через этот конденсатор переменной составляющей тока питания преобразователя напряжения включается диод 20.

При реальном выиолнении схемы преобразователя может оказаться технологически удобнее подключить диод 16 к выходной клемме преобразователя напряжения. При необходимости в этом случае дополнительный конденсатор 19 и диод 20 могут быть включены Б цепь, соединяющую конденсатор 14 и диод 17 с выходной клеммой регулятора.

Величина перенапряжения при указанном включении соединительного диода равна

.

Предлагаемая схема может использоваться как для двухтактных, так и для однотактных преобразователей напрял :ения.

Формула изобретения

1. Преобразователь постоянного напряжения, содержащий выходной трансформатор с выпрямителем и LC-фильтром, причем одна обкладка конденсатора фильтра подсоединена к общему входному-выходному выводу, а

другая через дроссель - к выходу выпрямителя и другому выходному выводу, транзисторы, к соответствующим силовым электродам которых подсоедипена через диоды одна обкладка дополнительного конденсатора, а другая

связана с общим выводом, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, он снабжен вспомогательными диодами, первый из которых соединен с общей точкой указанных диодов, обкладкой дополнительного конденсатора и выходом выпрямителя, а второй- с общим выводом и другой обкладкой дополнительного конденсатора, причем последняя связана через третий диод с другими выводами.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что третий диод подключен другим выводом к выходному выводу.

3.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что третий диод подключен к

входному выводу.

4.Преобразователь по пп. 2 и 3, о т л и ч ающийся тем, что последовательно с третьим вспомогательным диодом включен четвертый вспомогательный диод, причем между их общей точкой и общим выводом подключен второй дополнительный конденсатор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 441632, кл. Н 02М. 3/10, 1970.

2.Моин В. С. и Лаптев Н. Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М.,

«Энергия, 1972, с. 430, рис. И е.