Транзисторный конвертор Советский патент 1982 года по МПК H02M3/335 

1

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к преобразователям напряжения, и может быть использовано для питания радиоапп ратурь.

Известны преобразователи напряжения, содержащие силовой трансформатор, выходная обмотка которого подключена к нагрузке через выпрямитель и LC-фильтр LH.

Недостатками этих преобразователей являются большая пульсация питающего напряжения, возникающая в момент переключения транзисторов в преобразователе, большой уровень высокочастотных помех и большие динамические потери в транзисторах.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь постоянного напряжения, у которого для устранения указанных выше недостатков используется дроссель с сердечником, включающийся между транзисторами, диодно-резистивной цепочкой и источником питания 21.

Однако данный преобразователь имеет низкий КПД из-за потерь в дросселе и конструктивно сложен из-за наличия дросселя.

Цель изобретения - повышение КПД и упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в транзисторном конверторе, содержащем переключающие транзисторы, одни из силовых электродов которых

10 подсоединены к концам первичной сз1бу мотки выходного трансформатора, средняя точка которой подключена к одно- му из входных выводов и к цепи пуска, а управляющие электроды подсое15динены к обмоткам положительной обратной связи, причем другой входной вывод -соединен с другими транзистор- ными электродами мерез электромагнитный элемент , последний выполнен

М в виде первичной обмотки .трансфорг , матора, началом присоединенной к другим транзисторным электродам, а вто ричная обмотка образует LC-фильтр 3 ao выпрямителя, причем начало вторичной обмотки соединено с положительным вы ходным выводом. Кроме того, трансформатор выбран из условия, что коэффициент трансформации у него Пд п,,где По коэффициент трансформации выходного трансформатора. На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. Преобразователь постоянного на- . пряжения содержит транзисторы ,и 2, включенные по двухтактной схеме, базы через обмотки выходного трансформатора 3, диод k, резисто.ры 5 и 6 и конденсатор 7 под лючены к источнику питания для обеспечения запусков преобразователя постоянного напряжения, трансформатор 8. Началом первичной обмотки трансформатор 8 соединен с эмиттерами транзисторов преобразователя постоян ного напряжения, концом - с источником -питания, а вторичная обмотка сов местно с конденсатором 9 образует LC-фильтр выпрямителя 10. Причем начало вторичной обмотки соединенр с положительным выходным выводом. Тран форматор 8 служит для повышения КПД, упрощения конструкции и уменьшения пульсаций выходного напряжения. Преобразователь постоянного напряжения работает следующим образом. При подаче питания (в указанной на схеме полярности) в цепи делителя -7 протекает ток, который создает на диодно-резистивной цепочке и 5 напряжение смещения, приоткрывающее оба транзистора преобразователя. Из-за неизбежного разброса параметров транзисторов 1 и 2 токи коллекторов в момент запуска преобра зователя оказываются различными. Раз ностный ток, проникающий в цепи первичной обмотки трансформатора 3, наводит во всех его обмотках ЭДС. Напряжение положительной обратной связи в обмотках возбуждения лавинообра но открывает один из транзисторов, например первый, и закрывает второй. При изменении тока от нуля до тока намагничивания сердечника формируется вершина импульса, который через выпрямитель 10 и вторичную обмотку трансформатора 8 поступает в нагрузку. При насыщении трансформатора 3 сопротивление в коллекторной цепи транзистора 1 падает и все напряжение питания, прикладывается к первичной обмотке трансформатора 8. Так как трансформатор 8 не насыщен, то в нем протекают следующие процессы: в момент резкого увеличения тока начинает сказываться ЭДС самоиндукции, препятствующая нарастанию тока; ЭДС, возникающая в первичной обмотке, прикладывается к переходу эмиттербаза и ускоряет закрывание транзистора 1; ЭДС, возникающая в его вторичной обмотке выпрямляется выпрямителем 10 и суммируется с напряжением, снимаемым с выходной обмотки трансформатора 3. Так как при насыщении трансформатора 3 напряжение на его. обмотках уменьшается, то напряжение, снимаемое со вторичной обмотки трансформатора 8, стремится поддержать напряжение на нагрузке, тем самым уменьшая пульсации выходного напряжения преобразователя напряжения; энергия, запасенная в его первичной обмотке в момент переключения транзисторов 1 и 2, трансформируется в нагрузку, тем самым повышая КПД преобразователя напряжения. При следующем переключении транзисторов (транзистор 2 открыт, транзистор 1 закрыт) процесс переключения повторяется. Использование новых элементов и связей трансформатора 8 выгодно отличает прео(5разователь от известного, так как за счет использования энергии при переключении транзисторов КПД преобразователя повысился. KpqMe того, если коэффициент трансформации дополнительного трансформатора выбран из условия Пд - Пд, то снижается коэффициент пульсации выходного напряжения преобразователя за счет дополнительного заполнения пауз между выпрямляемыми основными импульсами, а использование одного пакета дополнительного трансформатора (вместо двух у известных схем) упрощает и удешевляет конструкцию преобразователя. Формула изобретения 1. Транзисторный конвертор, содержащий переключающие транзисторы, одни из силовых электродов которых подсоединены к концам первичной обмотки выходного трансформатора, средняя точка которой подключена к одному из входных выводов и к цепи пуска, а управляющие электроды подсоединены к обмоткам положительной обратной связи, причем другой входной вывод соединен с другими транзисторными электродами через электромагнитный элемент, отличающийс я тем, что, с целью повышения КПД и упрощения конструкции, электромагнитный элемент выполнен в виде первичной обмотки трансформатора, началом присоединенной к другим транзисторным электродам, а вторичная обмотка образует LC-фильтр выпрямителя, причем начало вторичной обмотки соединено с положительным выходным выводом.

2. Конвертор по п. 1, о т л и - , чающийся тем, что, с целью уменьшения пульсаций выходного напряжения, коэффициент трансформации трансформатора пд выбирается изусловия Пд По, где По - коэффициент трансформации выходного трансформатора.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Рогинский В.Ю. Преобразователи тока. М., Военное издательство Министерства обороны СССР, I960,

с. 29. .

2.Авторское свидетельство СССР ff 29038i, кл, Н 02 М 7/537, 1968.