Однотактный конвертор Советский патент 1981 года по МПК H02M3/335 

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к однотактным конверторам, и может быть использовано для питания постоянным током устройств радиоэлектроники.

Известны однотактные транзисторные конверторы с размагничивающей обмоткой f 1 .

Недостатком данных конверторов являются увеличенные габариты и масса, обусловленные работой сердечника трансформатора на частном магнитном цикле.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является однотактный конвертор, содержащий трансформатор с обмоткой размагничивания, первичная обмотка которого связана через силовой транзистор со входными выводами, вторичная - через последовательно-соединенные диод и LCD-фильтр с выходными выводами j

Однако известный конвертор обладает пониженным КПД, сложен по конструкции.

Невысокий КПД конвертора объясняется значительными потерями энергии в цепи обмотки размагничивания на резисторе в эмиттерной цепи дополнительного транз.истора. Амплитуда

размагничивающего тока,и, следовательно, потери в цепи размагничивания увеличиваются при увеличении напряжения источника питания и могут быть существенными при большом диапазоне изменения последнего. Конструкция конвертора усложнена из-за наличия дополнительной обмотки трансформатора.

10

Цель изобретения - увеличение КПД и упрощение конструкции конвертера.

Указанная цель достигается тем, что обмотка размагничивания связана со входными выводами через два пос15ледовательно соединенных полевых транзистора разных типов проводимости с объединенными истоками, затвор каждого из которых соединен со стоком другого полевого транзистора.

20

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого конвертора} на фиг. 2цикл перемагничивания сердечника трансформатора) на фиг. 3 - вольтамперная характеристика цепи из по25левых транзисторов.

Конвертор содержит трансформатор 1, первичная обмотка которого соединена через силовой транзистор 2 со входными выводами 3 и 4, а вторич30ная обмотка через последовательно

соединенные диод 5 и LCD-фильтр, состоящий из диода 6, дросселя 7 и конденсатора 8,соединена с выходными выводами 9 и 10. Обмотка размагничивания трансформатора 1 соединена со входными выводами 3 и 4 через последовательно соединенные полевые транзисторы 11 и 12.

Конвертор работает следующим образом.

В исходном состоянии транзисторы 11 и 12 заперты под действием напряжения источника питания (точка С на вольт-амперной характеристике, фиг.З При отпирании силового тра нзистора 2 напряжение источника питания прикладывается к первичной обмотке трансформатора 1, под действием ЭДС вторичной обмотки через от.крывающийся диод 5 энергия передается в LGOr фильтр и нагрузку, подключаемую к выходным выводам 9 и 10. Транзисторы 11 и 12 .заперты под действием суммы напряжений источника питания и обмотки размагничивания (точка О на вольт-амперной характеристике,фиг.3) По мере роста тока намагничивания трансформатора рабочая точка на петле леремагничивания (фиг. 2) перемещается по линии М. В точке N происходит отключение силового транзистора 2. При этом полярность напряжений обмоток трансформатора 1 изменяется на обратную, диод 5 запирется, диод 6 открывается, энергия, запасенная в дросселе 7; передается в нагрузку. Ток намагничивания трансформатора 1 замыкается через цепь из полевых транзисторов 11 и 12, что соответствует перемещению рабочей Точки из р в точку А (фиг. 3). По мере перемагничиванйя сердечника трансформатора 1 рабочая точка на вольтамперной характеристике (фиг. 3) пегмещается из А в точку В, что соответствует движению из точки N в точку L по линии M-KL на петле перемагничиванйя (фиг..2). При достижении точки В на фиг.-З (точки L на фиг. 2) транзисторы 11 и 12 лавинообразно запи-раются, перемагничивающий ток уменьшается до нуля, что соответствует точке М на фиг. 2. При этом напряжения на обмотках трансформатора 1 становятся равньдми нулю, транзисторы 11 и 12 заперты под действием напряжени.я источника питания (точка С на фиг. 3).. Далее описанные процессы повторяются.

При регулировании или стабилизации выходного напряжения конвертора с помощью устройства управления с ШИМ происходит смещение точки N (пунктир на фиг. 2). Точка.1непод, вижна, ее положение на петле перемагничиванйя определяется только током пика вольт-амперной характеристики цепи из полевых транзисторов 11 и 12.

В отличие от известного в предлагаемом конверторе амплитуда размагничивающего тока не зависит от нап ряжения источника питания, вследствие ;чего уменьшены потери в цепи размагничивания. Потери уменьшены также

5 ввиду исключения резистора из цепи размагничивания. Конструкция конвертора проще, так как исключена обмотка обратной связи трансформатора. Проще обеспечить требуемую амплитуду

0 тока разма.гничивания, определяемую только током пика вольт-амперной характеристики цепи из полевых транзисторов . Эта цепь может быть выполнена по интегральной технологии в одном

r корпусе, т.е. в виде отдельного полупроводникового прибора. При этом еще более упрощается схема конвертора и повышается его надежность.

Формула изобретения

Однотактный конвертор, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого соединена с входными выводами через силовой транзистор, вторичная обмотка соединена с выходными выводами через Диод и LCD.-фильтр, а обмотка размагничивания соединена с входными выводами через ключевой

0 элемент, отличающийся тем, что; с целью упрощения и повышения КПД, в качестве указанного ключевого элемента использов.аны дв,а полевых транзистора разного типа проводимости, истоки которых объединены, а затвор каждого из которых соединен со стоком другого полевого транзистора.

Источники информации, 50 принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 2826731, кл. 321-2, опублик. 1958.

2.Сб. Проблемы преобразователь1ной техники, Киев, Наукова Думка,

55 1979, ч. Ill, с. 149, рис.2а.

v

3 ч

-с о-

да

- I

(риг 2

(риг.З