Преобразователь напряжения Советский патент 1980 года по МПК H02M7/537 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике.и предназначено для питания различной аппаратуры регулируемым напряжением постоянного тока. 5

Известен инвертор, в котором регулирование выходного напряжения,осуществляется при помощи изменения длительности проводящего состояния силовых транзисторов l.

Недостатком этого инвертора является то, что величина запирающего силовые транзисторы тока ограничивается сопротивлением дополнительного резис гора. Поэтому время рассасыва- t5 ния неосновных носителей имеет значительную величину, что приводит к сужению области регулирования выходного напряжения.

Наиболее близким по технической 20 сущности к предлагаемому является инвертор, содержащий инверторную ячейку, в каждом из силовых транзисторов которой базо-эмиттерный переход зашунтирован резистором и си.повой цепью 25 с включенным в -нее диодом вспомогательного транзистора, к базо-эмиттерному. переходу которого подключена последовательная цепь, состоящая из Казового резистора и Быпpямитeльнoгq 30

диода, кроме того, один из выводов трансформатора управ.пения подключен к базе каждого из силовых транзисторов, причем эмиттерами силового и вспомогательного трг нзисторов включен конде.чсатор, который одним из своих электродов соединен с базовым резистором силового транзистора f2,

Недостатком инвертора является то, что величина напряжения на конденсаторах, являющегося запирающим для силовых транзисторов, не может быть выбрана остаточной вследствие уменьшения КПД инвертора. В результате ограничивается величина тока рассасывания неосновных носителей, что ведет к увеличению времени рассасывания и сужению диапазона .регулирования выходного напряжения, а также к увеличению динамических потерь мощности. Кроме Toio, в известном инверторе не обеспечивается режим форсированного отпирания силовых транзисторов, что также ведет к-сужению диапазона регулирования и снижению КПД.

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования выходного напряжения и повышение КПД,

Указанная цель достигается тем, что Вуправляющей цепи каждого силового транзистора последовательно со вторичной обмоткой трансформатора ут

равления включена дополнительная обмотка, причем точка их соединения подключена к базовому резистору силового транзистора, а крайняя точка дополнительной обмотки соединена с общей точкой соединения базового резистора вспомогательного транзистора и выпрямительного диода.

На чертеже представлена принципиальная схема инвертора.

Инвертор собран по полумостовой схеме и содержит емкостной делитель на конденсаторах 1 и 2, силовые транзисторы 3 и 4, в базовую цепь каждого из которых вкл1рчены последовательно соединенные вторичная 5 (6) и дополнительная 7 (8) обмотки выходного трансформатора 9 системы 10 управления. Эмиттер ка5кдого силового транзистора через последовательно соединенные конденсатор 11 (12) .и выпрямительный диод 13 (14) соединен с крайней точкой дополнительной -обмотки 7 (8), а через базовый резистор 15 (16) с точкой соединекп я основной 5 (б) и дополнительной 7 (8) обмоток. Между базой каждого силового транзистора и точкой соединения конденсатора 11 (12) и выпрямительного диода 13 (14)включены последовательно соединенные дополнительный диод 17 (18) и вспомогательный транзистор 19 (20), залгунтированные резистором 21 (22). Базы вспомогательных транзисторов 19 и 20 через резисторы 23 и 24 подключены к точкам соединения выпрямительных диодов 13 и 14 и крайних точек дополнительных обмоток 7 и 8 трансформатора 9. Нагрузка 25 подключена ко вторичной обмотке силового трансформатора 26. Инвертор может быть выполнен также и по любой другой известной схеме, например мостовой, сО; средней точкой и т.д.

Система 10 управления вырабатывает двухполярные импульсы, модулируемые по длительности, которые трансФорматором 9 передаются в базовые цепи силовых транзисторов 3 и 4.

Если на концах обмоток 5 и 7 трансформатора 9, обозначенных точкой, наводится положительный потенциал по отношению к концам обмоток без точки (на чертеххе показано без скобок)., то транзистор 3 в это время форсированно отпирается значительным по величине, током заряда конденсатора 11, протекающим по цепи: конец обмотки 5, обозначенный точкой, переход базаэмиттер транзистора 3, конденсатор 11, диод 13, конец дополнительной обмотки 7 без точки. После заряда конденсатора 11 величина базового тока транзистора 3 ограничивается сопротивлением резистора 15, Вспомогательный транзистор 19 во время открытого состояния силового транзистора 3 заперт напряжением диода 13, силовой

транзистор 4 - напряжением обмотки 6

I

Во время паузы в управляющем сигнале напряжение на обмотках трансформатора 9 близко к нулю. При этом вспомогательный транзистор 19 отпирается базовым током, протекающим по цепи: плюс конденсатора 11, базовый резистор 15, дополнительная обмотка 7, резистор 23, переход база-эмиттер транзистора 19, минус конденсатора 1 Силовой транзистор 3 форсированно запирается током, протекающим по цепи: плюс конденсатора 11, переход эмиттербаза транзистора 3, диод 17, переход коллектор-база транзистора 19, минус конденсатора 11. Силовой транзистор 4 в это время заперт напряжением конденсатора 12, прикладываемым в обратном направлении к переходу эмиттербаза через диод 18 и открытий вспомогательный транзистор 20. Транзистор 20 oTKptjT по аналогии с транзистором 19. Таким образом, в инверторе во время паузы в управляющем напряжении оба силовых транзистора надежно заперты.

При смене поляркости управляющего напряжения (показано на чертеже в скобках) происходит форсированное отпирание силового транзистора 4, а силовой транзистор 3 остается в запертом состоянии. При этом процессы в инверторе протекают аналогично описанному .ранее.

Таким образом, в инверторе как включение, так и выключение силовых транзисторов происходит форсированно Соответствующий выбор напряжения на конденсаторе 11 (12) осуществляется выбором количества винтов дополни- тельной обмотки (удается свести время включения и выключения, т.е. рассасывания, силовых транзисторов к минимуму) . в результате расширяется диапазон возможного регулирования выходного напряжения и повышается КПД инвертора.

ФорГ1ула изобретения

Преобразователь напряжения, содер жащий инверторную ячейку, в каждом из силовых транзисторов которой базоэмиттерный переход зашунтирован резистором и силовой цепью с включенным в нее диодом вспомогательного транзистора, к базо-эмиттерному переходу которого подключена последовательная цепь,- состоящая из базового резистора и выпрямительного диода, кроме того,один из выводов трансформатора управления подключен к базе каждого из силовых транзисторов, причем между эмиттерами силового и вспомогательного транзисторов вклзочен конденсатор, который одним из своих электродов соединен с базовым резистором силового транзистора, о т л ичающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования выходного напряжения и повышения КПД, в управляющей цепи каждого силового транзистора последовательно со вторичной Обмоткой трансформатора управления включена дополнительная обмзтка, причем точка их соединения подключена к базовому резистору силового транзистора, а крайняя точка дополнительной обмотки присоединена к общей точке соединения базового резистора вспомогательного транзистора и выпрямительного диода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 551783, кл. Н 02 М 7/537, 1977.

2.Авторское свидетельство СССР № 610270, кл. Н 02 М 7/537, 1978.

Чг

fff

-и