Транзисторный конвертор Советский патент 1981 года по МПК H02M3/335 

(54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ КОНВЕРТОР

I

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропитания промышленных установок, причем особенно эффективно при использовании в низковольтных источниках питания с радиоизотопными термоэлектрическими генераторами.

Известны однотрансформаторные транзисторные конверторы с токовой обратной связью, содержащие насыщающийся силовой трансформатор, два транзистора и диоды, в которых ток нагрузки является током базы открытого транзистора, что обеспечивает токовую обратную связь 1 и 2.

Наиболее близким к изобретению является конвертор с повыщенным коэффициентом преобразования, силовая часть которого выполнена по схеме с выводом средней точки первичной обмотки трансформатора, а вторичная цепь - по схеме несимметричного удвоения напряжения 3.

Недостатками известного конвертора являются его относительно больщие габариты и сравнительно низкая надежность. Это объясняется тем, что в схеме каждая из

первичных полуобмоток трансформатора работает только половину периода, что увеличивает его габариты. Кроме того, на переходе эмиттер-база одного из транзисторов схемы могут возникать больщие обратные напряжения, поскольку включенный в базовую цепь диод не обеспечивает надежной защиты указанного перехода из-за больщого технологического разброса обратных сопротивлений диода и перехода эмиттер-база транзистора. Это приводит к снижению надежности схемы.

Цель изобретения - повыщение надежности и снижение габаритов конвертора. Поставленная цель достигается тем, что в транзисторный конвертор, выполненный по дифференциальной схеме, содержащий

15 трансформатор, в цепь первичных полуобмоток которого включены силовые цепи транзисторов, база первого из которых связана с первым выводом вторичной обмотки трансформатора, переход эмиттер-база второго транзистора защунтирован диодом или

20 резистором, а его база через конденсатор связана со вторым выводом вторичной обмотки трансформатора, присоединенной к

выходным выводам, параллельно которым включен второй конденсатор, первый вывод которого через диод соединен с первым выводом вторичной обмотки трансформатора, введены диод и резистор, при этом диод включен параллельно переходу эмиттер-база первого транзистора, между базой которого и первым выводом вторичной обмотки трансформатора включен резистор, а второй выходной вывод подсоединен к коллектору первого транзистора.

На чертеже приведена схема конвертора на п-р-п-транзисторах.

Конвертор содержит трансформатор 1 с первичной 2 и вторичной 3. обмотками. Отвод от средней точки первичной обмотки 2 соединен с первым положительным входным выводом источника 4 питания. Концы первичной обмотки 2 соединены с коллекторами транзисторов 5 и 6, эмиттеры которых соединены со вторым отрицательным выводом источника 4 питания, а их переходы эмиттер-база шунтированы диодами 7 и 8. База транзистора 5 соединена с первым концом вторичной обмотки 3 через цепочку, состоящую из параллельно включенных резистора 9 и диода 10, а база транзистора 6 подключена - ко второму концу обмотки 3 через конденсатор 11. Нагрузка 12, зашунтированная конденсатором 13, одним своим выводом подключена через диод 14 к первому концу вторичной обмотки 3 а другим - к коллектору транзистора 5.

Схема работает следующим образом.

При открытом транзисторе 5 напряжение источника 4 приложено к первичной обмотке 2 трансформатора 1. Под действием ЭДС вторичной обмотки 3 конденсатор 11 заряжается через диод 10, переход эмиттер-база транзистора 5 -и диод 8 до напряжения, приближенно равному упомянутой ЭДС. При этом транзистор 5 остается открытым, а транзистор 6 заперт падением напряжения на диоде 8.

Под действием напряжения, приложенного к первичной обмотке 2 трансформатора I, перемагничивается его магнитопровод. В момент насыщения магнитопровода резко возрастает намагничивающий ток трансформатора 1, а следовательно, и ток коллектора транзистора 5. В результате чего он выходит в активную область. Папряжение на транзисторе 5 увеличивается, а на вторичной обмотке 3 уменьщается. Транзистор 5 закрывается, а транзистор 6 открывается. ЭДС вторичной обмотки 3 меняет знак и ее ток протекает через конденсатор 11, переход эмиттер-база транзистора 6, источник питания 4, первичную полуобмотку 2, конденсатор 13 с подключенной к нему нагрузкой 12 и диод 14. При этом к конденсатору 13 прилагается сумма напряжений вторичной обмотки 3 трансформатора 1, конденсатора 11, источника питания 4 и первичной полуобмотки 2 трансформатора 1, а напряжение эмиттер-база запертого транзистора 5 равно падению напряжения на диоде 7, ток через который задает высокоомный резистор 9.

Коэффициент преобразования конвертора примерно равен 2 (К. + 1), где KT - коэффициент трансформации трансформатора 1, тогда как у известной схемы он

примерно равен 2Ку + 1, что позволяет соответственно уменьшить габариты трансформатора. Так как напряжение эмиттербаза запертых транзисторов равно прямому падению напряжения на диоде (0,5 + + 1 В), то схема обладает повышенной

надежностью.

Формула изобретения

Транзисторный конвертор с токовой обратной связью, содержащий трансформатор, в цепь первичных полуобмоток которого включены силовые цепи транзисторов, база первого из которых связана с первым выводом вторичной обмотки трансформатора,

переход эмиттер-база второго транзистора защунтирован диодом или резистором, а. его база через конденсатор связана со вторым выводом вторичной обмотки трансформатора, присоединенной к выходным выводам, параллельно которым включен второй конденсатор, первый вывод которого через диод соединен с первым выводом вторичной обмотки трансформатора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения надежности преобразователя, введены диод и резистор, при этом диод включен параллельно переходу эмиттербаза первого транзистора, между базой которого и первым выводом вторичной обмотки трансформатора включен резистор, а второй выходной вывод подсоединен к коллектору первого транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3.Патент Франции № 1287239, кл. Н 02 М, 1961. ш