Регулируемый однотактный конвертор Советский патент 1981 года по МПК H02M3/335 

1

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в источниках питания радиоэлектронной аппаратуры.

ifl3BecTeH однотактний конвертор, содержащий усилитель мощности, -выпрямитель, фильтр выходного напрях(ения и схему управления 1.

Недостатками данного конвертора являются низкие надежность и КПД из-за значительного времени рассасывания силовых транзисторов и больших динамических потерь при выключении, особенно в высоковольтных инверторах.

Известны также схемы, в которых используют дополнительные элементы в цепи базы (эмиттера) силового транзистора, ускоряющие процесс выключения 2, 31 и 14.

Недостатками этих устройств являются небольшая мощность и низкий КПД из-за больших потерь в цепях управления . Кроме того, они недостаточно эффективны, так как в них затруднет но получение мощных рассасывающих импульсов через базовую цепь силового транзистора.

Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому регулируемый однотактный конвертор, содержащий усилитель мощности с выходным трансформатором, вторичн-ая обмотка которого через выпрямитель и фильтр соединена со входом формирователя импульсов, выход которого связан с одним из входных выводов через первичную обмотку управляющего трансформатора, вторичная обмотка которого соединена со входом усилителя мощности, а второй общий вывод присоединен к одному из силовых электродов транзисторного ключа, управляющий вход которого через RC-цепочку подключен к одному из входных выводов, а также к одному из концов дополнительной обмотки управляющего трансформатора, второй конец которой присоединен к выходному силовому электроду транзисторного ключа, причем средняя точка RC-цепочки через диод соединена с выходом формирователя импульсов 4.

Недостатком указанного конвертора является то, что его работа при длительности управляющих импульсов меньшей, чем длительность рассасывающих (3-4 мс) импульсов, сопровождается насыщением управляющего трансформатора, что приводит к появлению

ложного импульса управления (фиг. 2, момент t , пунктир) после окончания рассасывающего импульса. Поскольку ложный импульс управления имеет затянутые фронты, увеличиваются динамические потери на переключение транзисторов усилителя мощности, что приводит к снижению надежности работы устройства, а при использовании конвертора в источника питания наличие ложного импульса управления резко увеличивает нестабильность выкодного напряжения (тока) .

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей конвер-. тора.

Поставленная цель достигается тем, что в конвертор введен шунтирующий транзистор, резистор и три диода, при этом выход формирователя импульсов через один из диодов соединен с первичной обмоткой управляющего трансформатора, через второй диод - с управляющим электродом шунтирующего транзистора, подключенного к одному из концов резистора второй конец которого присоединен к выходному силовому электроду транзисторного ключа, причем силовая цепь шунтирующего транзистора с последовательно включенным диодом шунтирует первичную обмотку управляющего трансформатора.

На фиг, 1 показана принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства..

Регулируемый однотактный конверто содержит усилитель 1 мощности, выпрямитель 2, фильтр 3 выходного напряжения, формирователь 4 импульсов, управляющий трансформатор 5, КС-цепь 6, развязывающий диод 7, дополнительную обмотку 8 управляющего трансформатора 5, транзисторный ключ 9, шунтирующий транзистор Ю, диод 11, ограничительный резистор 12, развязывающий диод 13 и запирающий диод 14, . .

Вход формирователя 4 импульсов соединен с выходом преобразователя напряжения, а выход - через диод 13 и через первичную обмотку трансформатора 5 - к одному из входных выводов. Вторичная обмотка трансформатора 5 подключена ко входу усилит-еля 1 мощности, причем параллельно первичной обмотке через диод 11 подключена силовая цепь демпфирующего транзистора 10,.база которого через резистор 12 соединена с выходом транзисторного ключа 9 и через диод 14 с выходом формиров$1теля 4 импульсов.

Общий вывод транзисторного ключа 9 соединен с общим выводом формирователя 4, последовательная КС-цепь 6 включена между входом транзисторного ключа 9 ,и одним из входных выводов,

развязывающий диод 7 - между выходом формирователя 4 и средней точкой КС-цепи б, а дополнительная обмотка 8 - между выходом транзисторного ключа 9 и одним из входных выводов.

Устройство работает следующим образом.

Формирователь 4 импульсов по сигналу обратной связи, Поступающему.с выхода конвертора, осуществляет широтную (частотную) модуляцию последовательности импульсов управления , которые через управляющий трансформатор Ь подаются на вход усилителя 1 мощности, обеспечивая стабилизацию выходного напряжения преобразователя на заданном уровне. В момент формирования управляющего импулса (фиг. 2, момент времени t-i) диоды 7, 13 и 14 .открыты, а диод 11 и транзистор 10 закрыты и через выход формирр ателя 4 импульсов протекает ток первичной обмотки управляющего трансформатора 5 и дополнительный ток через резистор НС-цепи 6.

Конденсатор КС-цепи разряжен, а транзисторный ключ 9 закрыт. В момент окончания управляющего импульса (фиг. 2, Момент времени t) диоды 7, 14 и 13 закрываются и НС-цепью 6 формируется импульс, поступающий на вход транзисторного ключа 9 .

Ключ 9 открывается и с помощью дополнительной обмотки 8 обеспечивает формирование на вторичной обмотке импульса, с помощью которого осуществляется формированное рассасывание базового заряда усилителя 1 мощности.

В момент времени 1(фиг. 2), когда заканчивается формирование рассасывающего импульса и напряжение на выходе транзисторного ключа 9 достигает величины, достаточной для открывания транзистора Ю, последний открывается и шунтирует первичную обмотку трансформатора 5, тем самым размагничивая его.

При последующем управляющем сигнале (фиг. 2Jмомент времени t) формирователь 4 импульсов через диод 7 разряжает конденсатор КС-цепи б, обеспечивая возможность формирования последующих рассасывающих импульсов .

Таким образом, предлагаемая схема конвертора позволяет расширить диапазон регулировки длительности управляющих импульсов в сторону ее уменьшения без увеличения динамических потерь на переключение транзистора усилителя мощности.

Формула изобретения

Регулируемый однотактный конвертор, содержащий транзисторный усилитель мощности с выходным трансформатором, вторичная обмотка которого через выпрямитель и фильтр присоеди на ко входу формирователя импульсов выход которого связан с одним из входных выводов через первичную обмотку управляющего трансформатора, вторичная обмотка которого соединена со входом усилителя мощности, . а второй общий вывод присоединен к одному из силовых электродов транзисторного ключа, управляющий вход которого через RC-цепочку подключен к одному из входных выводов, а также к одному из концов дополнительной обмотки управляющего, трансформатора, второй конец которой присоединен к выходному силовому электроду транзисторного ключа, причем средняя точка RC-цепочки через диод соединена с выходом формирователя импульсов, отличающийся тем, что с целью расширения функциональных возможностей, в него введен шунтирующий транзистор, резистор и три диода, при этом выход формирователя импульсов через один из диодов соединен с первичной обмоткой управляющего трансформатора, через :второй диод - с управляющим электродом шунтирующего транзистора,.подключенного к одному из концов резистора, второй конец которого присоединен к выходному силовому электроду транзисторного ключа, причем силовая цепь шунтирующего транзистора с последовательно включенным диодом шунтирует первичную обмотку управляющего трансформатора. Источники информации, принятые во внимание при экспер тизе 1.Патент США 3114096,кл.321-2, 1963. 2.Патент Франции 2245129, кл. Н 03 К 5/00, 1975.. 3.Патент ФРГ 1275669,кл. 21d25, 1968. 4.Авторское свидетельство СССР № 559321, кл. Н 02 М 3/335, 1978.

-

-0

г )