Однотактный транзисторный конвертор Советский патент 1979 года по МПК H02M3/335 

I

Изобретение относится к устройствам силового преобразования энергии постоянного напряжения и может быть использовано в качестве источника питания в различных радиоэлектронных и электротехнических приборах и системах.

Известны однотактные конверторы, у которых паразитные колебания во вторичной, обмотке трансформатора, обуслов.тенные ее индуктивностью и е.мкостью запертого диода, отсутствуют, так как у таких конверторов устранен режи.м прерывистых токов 1 .

Известен также однотактный конвертор, содержащий транзистор, база которого через узел управления подсоединена к одной из обмоток трансформатора, выходная обмотка которого через диод подключена к конденсатору 2, где гашение паразитных колебаний вторичной обмотки трансформатора осуществляется RC цепью.

Однако параметры гасящей цепи выбираются таким образом, чтобы устранять только высокочастотные колебания контура, в котором роль индуктивного элемента играет индуктивность рассеяния трансформатора-Lg.

Такая RC цепь действует гораздо менее эффективно в режиме прерывистых токов однотактного конвертора, когда требуется гасить колебания с гораздо более низкой частотой, которая обусловлена основной индуктивностью вторичной обмотки -Li, и емкостью запертого диода, так как . Уменьшение амплитуды этих низкочастотных колебаний, которые могут вызвать сбои в работе конвертора и сделать его неработоспособным, при изменении параметров гасящей RC цепи снижает КПД конвертора.

Целью изобретения является снижение амплитудных паразитных низкочастотных колебаний во вторичной обмотке трансформатора однотактного транзисторного конвертора при сохранении режима прерывистых токов, то есть повышение надежности его работы.

Эта цель достигается тем, что однотакт0 ный транзисторный конвертор содержит транзистор, база которого через узел управления подсоединена к одной из обмоток трансформатора, выходная обмотка которого через диод подключена к конденсатору, причем В него введены два ключа и две диоднорезистивные цепи, основной вход первого ключа соединен с началом выходной обмотки трансформатора, управляющий вход названного ключа подключен к основному входу второго ключа и через первую диодно-резистивную цепь к точке соединения диода и конденсатора, управляющий вход второго ключа через вторую диодно-резистивную цепь соединен с началом вторичной обмотки, а выходы ключей подключены к точке соединения конца вторичной обмотки и диода. На чертеже изображена схема однотактного конвертора. Конвертор содержит транзистор 1, трансформатор 2, первый 3 и второй 4 ключи, первую 5 и вторую 6 диодно-резистивные цепи, конденсатор 7, диод 8 и узел управления 9. В коллектор транзистора 1 включена первичная обмотка трансформатора 2, конец вторичной обмотки которого соединен с анодом диода 8 и выходами ключей 3 и 4. Начало вторичной обмотки подключено ко входам ключа 3 и диодно-резистивной цепи 6, а также к одному из концов конденсатора 7, другой конец которого соединен со входом диодно-резистивной цепи 5 и катодом диода 8. Выходы диодпо-резистивных цепей 5 и 6 подключены к управляющим входам ключей 3и 4 соответственно, а основной вход ключа 4соединен с управляющим входом ключа 3. Дополнительная управляющая обмотка трапсформатора 2 подключена ко входу узла управления 9, выход которой соединен с базой транзистора 1. Устройство работает следующим образом. Транзистор I, управляемый импульсами узла управления 9, переключает коллекторный ток, создаваемый источником питания Е в первичной обмотке трансформатора 2. Вследствие этого во вторичной и дополнительной обмотках трансформатора 2 возникают импульсы напряжения. В режиме прерывистых токов конвертора ток, накопленный в магнитном поле сердечника трансформатора 2, во время закрытого состояния транзистора 1 успевает полностью разрядиться через вторичную обмотку в нагрузку, после чего во вторичной цепи возникают паразитные колебания. Частота и амплитуда их определяются параметрами колебательного контура, состоящего из индуктивности вторичной обмотки и емкости запертого диода 8. Однако в этот момент из-за исчезапия напряжения на вторичной обмотке, закрывается второй ключ 4, -так как вторая диодно-резистивная цепь 6 закрываетсяг. Тогда напряжением на конденсаторе 7 через первую диодно-резистивную цепь 5 открываетя первый ключ 3, шунтируя вторичную обмотку и гася паразитные колебания. Когда во время разряда обмотки трансформатора 2 открыт диод 8, ключ 3 закрыт. Это обеспечивается тем, что диодно-резистивная цепь 5 заперта. А при закрытом диоде 8 и открытом транзисторе 1 во время накопления тока в первичной обмотке ключ 3 также закрыт, так как вход его щунтирован открытым вторым ключом 4. Таким образом, открывание ключа 3 достигается только во время и ;чезания напряжения на вторичной обмотке, а закрывание ключа 3 - при появлении на ней напряжения любой полярности. В режиме непрерывных токов ключ 3 всегда заперт, так как на вторичной об.мотке всегда присутствует прямое или обратное напряжение. Следовательно, щунтированием вторичной обмотки в определенные моменты времени устраняются паразитные колебания, которые,попадая через дополнительную обмотку в узел управления 9, могут вызвать сбой в работе конвертора в режиме прерывистых токов. Таким образом, применение данной схемы позволяет повысить надежность работы однотактного конвертора, так как с ее помощью устраняются помехи от паразитных колебаний во вторичной обмотке трансформатора. Формула изабретения Однотактный транзисторный конвертор, содержащий транзистор, база которого через узел управления подсоединена к одной из обмоток трансформатора, причем выходная обмотка последнего через диод подключена к конденсатору, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности, в него введены два ключа и две диодно-резистивные цепи, причем основной вход первого ключа соединен с началом выходной обмотки трансформатора, управляющий вход - с основным входом второго ключа и через первую диодно-резистивную цепь - с точкой соединения диода и конденсатора, управляющий вход второго ключа через вторую диодно-резистивную цепь соединен с началом вторичной обмотки трансформатора, а выходы ключей подключены к точке соединения конца вторичной обмотки трансформатора Л диода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Коссов О. А. Усилители мощности на транзисторах в режиме переключений. М., «Энергия, 1971, с. 305-306. 2.Патент США № 3515974, кл. Н 02 М 3/32, 1970.