Преобразователь напряжения Советский патент 1981 года по МПК H02M3/155 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ- НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и касается преобразования и регулирования электрической энергии. Известен преобразователь напряжения, в котором два включенных параллельно силовых транзистора поочередно открываются током, пропорци ональным току их колле1Йгора..от обще го токового трансформатора L Известный преобразователь облада ет высоким коэффициентом усиления, так как им можно управлять короткими пусковыми и выключающими сигнала ми. . Недостаток его - повышени1е потер в силовых транзисторах при их переключении, когда суммарный ток баз равеи Нулю. Наиболее близким к изобретению т хническнм решением является преобра зователь напряжения, содержаиций два силовых транзистора, коллекторы которых соединены- друг с другом, с ко ллекторами соответствующих вспомогательиых транзисторов и с входным выводом, а эмиттеры соединены друг с другом через первичные обмотки трансформатора, соединенные с гласио-последовательно, к общей точке которых подключен выходной вывод, причем вторичные обмотки трансформатора включены последовательно между эмиттерами вспомогательных и базами соответствующих силовых транзисторов, кроме .того, базы вспомогательных транзисторов связаны с одним из выводов источника управляющего напряжения 2. При переключении силовых составных транзисторов не бывает момента, когда суммарный базовый ток равен иулю, вследствие чего в схеме 2 потери в силовых транзисторах ниже, чем в схеме |1. Недостаток известной схемы 2 состоит в относительно низком коэффициенте усиления - схема преобразователя напряжения в открытом состоянии нуждается в постоянном сигнале отпирания. Цель изобретения - повышение коэффициента усиления (достижение возможности управления короткими отпирающими и запирающими импульсами) при сохранении низкой величины потерь в силовых транзисторах. эта цель достигается тем, что в. преобразователе напряжения базы силовых и вспомогательных транзисторов объединены друг с другом, а второй вы&од источника управляющего напряжения присоединен к точке соединения миттеров вспомога,тельных транзисторов.

На чертеже представлена принципиальная схема преобразователя.

Преобразователь содержит силовые транзисторы 1/2, вспомогательные транзисторы 3, 4, трансформатор 5 с первичными обмотками 6, 7 и вторичньми обмотками 8, 9. Нагрузка Ю через преобразователь подключена к источнику питания 11 (Vntn-) управляющи цепи вспомогательных транзисторов 3, 4 через балластные резисторы 12, 13 подключены к источнику 14 управляющего напряжения ( )

Преобразователь работает следутощтл образом.

Положительный управляющий сигнал приоткрывает транзисторы 3, 4. Из-за отличия характеристик транзисторов через транзистор 3 пойдет несколько больший ток, чем через транзистор 4.

Вследствие этого транзистор 1 также откроется несколько больше ; транзистора 2, При этом на обмотках трансформатора 5 наводится напряжение с плюсом на началах обмоток, обозначенных точками. Напряжение на обнютке 8 обеспечивает положительное смещение транзистора 1 и отпирание транзистора 3..Напряжение на обмотке 9 запирает транзистор 4, сумма напряжений обмоток 8 и 9 запирает транзистор 2.

После намагничивания сердечника трансформатора S закрывается транзистор 3. На обмотках 8 и 9 наводится ЭДС самоиндукции, которая откроет транзисторы 4 и 2 и закроет транзистор 1. .

Так как переход в режим отсечки транзистора 1 .из-за рассасывания неосновных носителей в его базе наступает после отпирания транзистора 2, то-при переключении транзисторов в преобразователе не происходит повы-, шения напряжения на силовых клеммах преобразователя напряжения, т. е. динамические потери отсутствуют.

В дальнейшем процессы повторяются причем после первоначального отпирания одной пары транзисторов (3,1 или 4, 2) потребность в отпиргисяцем сигнале от источника 14 исчезает, так как вспомогательные транзисторы 3, 4 открываются от обмоток 8, 9 трансФорматора 5.

Для включения преобразователя напряжения достаточно от источника 14 управляющего напряжения подать сигнал, запирающий вспомогательные транзисторы 3,4.

Длительность этого сигнала onpei деляется временем запирания этих транзисторов.

Для исключения самозапмска преобразователя достаточно зашунтировать б-э переходы силовых транзисторов 1, 2 резисторами или от источника 14 подать слабый запирающий сигнал. В преобразователе напряжения выключение и удержание в закрытом

состоянии можно производить ОбЫЧНЫ1 4

стандартным образом, как в обычных транзисторых усилителях мощности.

На чертеже показан один из вариантов схемы. В других вариантах данного преобразователя напряжения можно первичные обмотки трансформатора включать в любые подходящие места (например, в коллекторы силовых транзисторов), можно использовать в качестве силовых и вспомогательных транзисторы разного типа проводимости, можно подключать ко входам вспомогательных транзисторов вместо обмоток 8 и 9 дополнительные обмотки или одну общую обмотку при шунтировании их база-эмиттерных переходов диодами и т. п.

Преобразователь напряжения позволяет резко упростить схему управления преобразователем или группой преобразователей, используемых, например, в бесконтактных автоматах защиты сети (БАЭС).

Формула изобретения

Преобразователь напряжения, содержащий Два силовых транзистора, коллекторы которых соединены друг с другом, с коллекторами соответствующих вспомогательных транзисторов и с входным выводом, а эмиттеры .соединены друг с другом через первичные обмотки трансформатора,.соединенные между собой согласно-последовательно, к общей.точке которых подключен выходной вывод, причем вторичные обмОтки трансформатора включены последовательно между эмиттерами, вспомогательных и базами соответствующих силовых транзисторов, креме того, базы вспомогательных транзисторов связаны с одним из выводов источника управляющего напряжения, отличаютцийся тем что, с целью повышения коэффициента усиления, базы силовых и вспомогательных транзисторов объединены дру с другом, а второй вывод источника управляющего напряжения присоединен к точке соединения эмиттеров вспомогательных транзисторов.

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР 470058 кл. Н 03 F 3/00, 1975.