Полумостовой конвертор Советский патент 1978 года по МПК H02M3/335 

1

Изобретение относится к промьтшенной радиоэлектронике и может найти применение в устройствах элекропитания средств вычислительной техники и радиоэлектронной аппаратуры.

Известен инвертор с времязадающим дросселем, в котором симметрирована длительность полупериодов f 1. Однако такие инверторы сложно применять на высокие входные напряжения из-за необходимости последовательного соединения силовых транзисторов.

Известен также полумс5стовой конвертор, содержащий два основных транзистора, выходной трансформатор с рбмотками положительной обратной связи, подключенными к входам основных транзисторов через ограничительные резисторы, и вспомогательными обмотками, соединенными с обмотками положительной обратной связи, а также времязадающий двухобмоточный дроссель насыщения, одни концы обмоток которогосоединены через диоды с обмотками обратной связи, а другие - связаны с управляющими переходами основных транзисторов .

К недостаткам известного конвертора можно отнести то, что на повьшенных частотах-конвертора, порядка

S

20 кГц, -возникающая разница времени перемагничивания сердечника дроссел в прямом и обратном направлениях приводит к существенной асимметрии длительностей включенного состояния силовых транзисторов, следовательно, и продолжительности полупериодов напряжения на первичной обмотке,трансформатора. При этом сердечник трансформатора односторонне насыщается, резко возрастает коллекторный ток и рассеиваемая мощность одного из силовых транзисторов.

С целью симметрирования работы схемы предлагаемый полумостовой конвертор снабжен вспомогательными транзисторами коллектор каждого из которых подключен через диод к базе основного транзитора, переход база-змиттер зашунтирован резистором, а база через резистор соединена с другим концом обмотки дросселя, причем эмиттер подключен к выводу вспомогательной обмотки.

На чертежепредставлена схема описываемого конвертора, который состоит из основных транзисторов 1 и 2, вспомогательных транзисторов 3 и 4, насыщающегося дросселя 5, трансформатора б, защитных диодов 7 и 8, базовых резисторов 9-12, диодов 13-16, ограничитальных резисторов 17 и 18 обмоток дросселя 5, базовых - 19 и 20, дополнительных - 21 и 22, первичной 23 и вторичных - 24 и 25, выпрямительных диодов 26 и 27, конденсаторов 28гЗО и обмоток дросселя 31 и 32.

Описываемый конвертор работает следующим образом.

Предположим, что транзистор 1 закрыт, а транзистор 2 открыт положительным напряжением, поступающим на его базу через резистор 10 от обмотки 20. При этом происходит перемагничивание сердечника дросселя 5 от суммарного напряжения обмоток 20 и 22 по цепи: конец обмотка 20, диод 16, резистор 18, обмотка 32 дросселя 5 переход база-эмиттер транзистора 4, зашунтированный резистором 12, начало обмотки 22. Резистор 12 предотвращает открывание транзистора 4 от тока намагничиваниядросселя 5. Транзистор 3 заперт, поскольку на анод, включенного в его базовую цепь диода 15, подается суммарное отрицательное напряжение обмоток 19 и 21.

При насыщении сердечника дросселя 5 ток в цепи обмотки 32 резко возрастает, открывается транзистор 4, напряжение на резисторе 10 уменьшается. Транзистор 2 начинает запираться, возрастает сопротивление его коллекторной цепи вызывает уменьшение коллекторного тока и, в момент достижения тока намагничивания трансформатора 6, происходит изменение полярности напряжений на его обмотках. В результате отпирается транзистор 1, запираются транзисторы 2 и 4 и начинается обратное перемагничивание сердечника дросселя 5 по цепи: начало обмотки 19, диод 15, резистор 7, обмотка 31 дросселя 5, переход база-эмиттер транзистора 3, зашунтированный резистором 11, конец обмотки 21. При насыщении сердечника дросселя 5 отпирается транзистор 3, запирается транзистор 1 и, после изменения полярности на обмотках трансформатора, отпирается транзистор 2. Далее цикл повторяется. Диоды 13 и 14 предотвращают нарушение нормальной работы преобразователя изза напряжения обратной полярности на

коллекторах транзисторов 3 и 4. Поскольку в качестве транзисторов 3 и 4 можно использовать маломощные импульсные транзисторы с небольшими величиной и разбросом напряжения база-эмиттер, диоды 15 и 16 можно взять с малой величиной прямого падения напряжения, а напряжение дополнительных обмоток выбрать достаточной величины, го нетрудно получить время на перемагничивание дросселя 5 в прямом и обратном направлениях практически одинаковыми, обеспечив тем самым симметричность полуволны напряжения на первичной обмотке трансформатора 6

и работу последнего без насьвцения. Поскольку перемагничивание дросселя 5 происходит 6 слаботочных цепях транзисторов 3 и 4, габариты дросселя могут быть уменьшены.

Формула изобретения

Полумостовой конвертор, содержащий два основных транзистора, выходной

трансформатор с обмотками положительной обратной связи, подключенными к входам основных транзисторов через ограничительные резисторы, и вспомогательными обмотками, соединенными

с обмотками положительной обратной связи, а также времязадающий двухобмоточный дроссель насыщения, одни концы обмоток которого соединены через диоды с обмотками обратной связи, а

другие связаны с управляющими переходами основных транзисторов, о т л и чающийся тем, что, с целью симметрирования работы схемы, он снабжен вспомогательными транзисторами, коллектор каждого из которых подключен через диод к базе основного транзистора, переход база-эмиттер зашунтирован резистором, а база через резистор соединена с другим концом обмотки дросселя, причем эмиттер подключен к

выводу вспомогательной обмотки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР 502466, Н 02 М 7/537, 1974.

2. Радиотехника 8, 1968, с. 69, рис. 5.

: У i

±2S

ItrvVvSnnr

тт

26

Г

-в +

ч гзг г

и