Преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1981 года по МПК H02M7/537 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропитания с преобразованием постоянного напряжения в переменное.

Известеп транзисторный инвертор 1, содержаи1ий двухтактный усилитель мощности на транзисторах, задающий генератор с выходны.м трансформатором, вторичные обмотки которого связаны с входными цепями транзисторов, и дополнительные блокирующие цепочки, подключенные через диод к входным цепям транзисторов.

Недостатком такого инвертора является неодинаковая длительиость открытого состояния транзисторов в плечах усилителя мощности, обусловленная различным временем рассасывання зарядов в нх базах из-за разброса параметров транзисторов. Это приводит к несимметричному режиму работы усилителя мощности, в результате чего возникают донолнительные потери в трапзисторах, снижаюпше общий КПД иивертора.

Известен также преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовой транзисторный инвертор, схему управления транзисторами инвертора с трансформаторным выходом и вспомогательные цепочки, подключенные каждая через диод к базоколлекториому переходу транзистора соответствующего плеча инвертора |2.

Недостатком известного преобразователя является низкий КПД, обусловленный увеличенными как статическими потерями Б транзисторах силового инвертора из-за малой глубины насыщения, так п динамическими потерямп из-за отличия коэффициента насыщения от единицы при переменiibiv .

Наиболее близким рещенпем к изобретению по технической сун ности и достигаемому результату является преобразователь постоянного напряжения СЗ, содержа1НИЙ инверторную ячейку, выполненную на снловых транзисторах, к одному из силовых электродов которы.х подсоединен входной вывод, трансформатор, узел унравлення с выходным управляющим трансформатором, одна из вторичных обмоток которого с последовательно включенным резистором нодключена к базо-эмиттерному переходу соответствующего транзистора, базоколлекторный переход которого зашунтироиан ценочкой из последовательно соединенных трансформаторной обмотки и диода, насыщающийся дроссел).

Недостатком известного преобразователя является сложность схемы устройства.

Целью изобретения является упрощеиие схемы устройства.

Эта цель достигается тем, что насыщающийся дроссель выполнен многообмоточным, и каждая его обмотка включена в упомянутую цепочку, шунтирующую базоколлекторный переход соответствующего транзистора, причем в качестве трансформаторной обмотки в данной цепочке использована вторичная обмотка управляющего траисформатора.

На фиг. 1 приведена схема преобразователя иостоянного напряжения; на фиг. 2 - эпюры напряжений.

Преобразователь постоянного напряжения выиолнен на транзисторах 1,2, в базоэмиттериую цепь каждого из которых включены вторичная обмотка 3 выходного управляющего трансформатора 4 схемы 5 управления и базовый резистор 6, а в базо-коллекторную цепь включены пеночкн 7, 8, каждая из которых состоит из последовательио-согласно включенных дополнительной обмотки 9 трансформатора 4, обмотки 10 многообмоточного дросселя 11 насыщения и дподов 12, 13. Нагрузка 14 преобразователя подключена к вторичной обмотке силового траисформатора 15.

Нреобразователь иостоянного наи П жения работает следующим образом.

Нри полярности напряжений на обмотках 3 управляющего траисформатора 4 схемы 5, показанной без скобок, траизнстор 1 открыг п насьпцеи, траизнстор 2 и диод 12 закрыты, к обмотке 10 дросселя 11 вспомогательной цепи 7 прикладывается напряжение

(7,2 t/9 - t/д- I и кб,

где Ug - напряжение на обмотке 9 трансформатора 4;

:i , Kf) - падение напряжения иа открытом диоде 12 и папряжепие коллектор-базаиасыщеиного

транзистора 1.

Параметры дросселя 11 выбирают так, что его насыщение происходит раньше изменения полярности напряжения на обмотках 3, 9 трансформатора 4.

При насьпцении магнитопровода дросселя 11 к коллектор-базовому переходу транзистора 1 нрнкладывается напряжение

и,, и,-и,.

В результате транзистор 1 выходит из режима насыщения, его коэффициент усиления по току увеличивается, а базовый ток уменьниается. Длительность пребывания транзистора 1 в активной области выбирают такой, чтобы она была достаточной для рассасывания избыточных зарядов в его базе к моменту изменения нолярности

наиряжений на обмотках трансформатора 4.

После изменения нолярности наиряжений на обмотках 3, 9 (показаны в скобках)

в насыщенное состояние переходит транзистор 2, транзистор 1 и диод 12 запираются. Магнитопровод дросселя 11 иеремагничивается в обратном направлеини под действием напряжеппя (1), где U- -падение напряжения на открытом диоде 13. Далее описанные процессы повторяются апалогпчно.

Указанное включение дросселя иасьпцепия обеспечивает насыщенный режк.м работы транзисторов силового инвертора на большей частн открытого нолуиериода, н результате снижаются статические потери i; иих, а переключение транзиеторов проиеходит при работе их уже в активной области, в результате исключаются динамические потери, обусловлениые протеканием ерез транзиеторы «сквозных токов, что повышает общий КПД преобразователя.

Форм у л а и 3 о б р е т

е и и я

Преобразовате,ть постоянного напряжения, содер;кащий ииверторную ячейку, вынолненную иа силовых транзисторах, к одиому из силовых электродов которы.ч нодсоедииен входной вывод, трансформатор, узел уиравления с выходным уиравляюнти.м трансформатором, одна из вторичных об.моток которого с иоследовательио включеиИ з1м резистором подключена к базо-эмиттерному переходу соответствующего транзистора, базо-коллекторный переход котоpoio зашунтирован ценочкой нз нос.чедовательно соединенных трансформаторной обмотки и диода, насыщающийся дроссель, отличающийся тем, что, с целью упрощеиия схемы устройства, насыщающнйся дроссель выполнен многообмоточны.м, и каждая его обмотка включеиа в упомянутую цецочку, шунтирующую базо-ко.тлскторный переход соответствующего транзистора, причем в качестве трансформаторной обмотки в данной цеиочке использоваиа вторичная обмотка унравляющего трансформатора.

Источнпкн информации.

принятые во внимаиие при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2486909/24-07, кл. Н 02 М

7/537, 1977.

2.Сб. «Современные задачи преобразователей техники, вып. 4, Киев, 1975, с. 320, рис. 4.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке 2442476/24-07, кл. Н 02 М 7/537, 1977.