Синхронизируемый преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1982 года по МПК H02M7/537 H02M3/335 

(54) СИНХРОНИЗИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1

Устройство относится к источникам питания радиоэлектронной аппаратуры и может найти применение в устройствах электропитания узлов автоматики, средств связи и вычислительной техники.

Известны синхронизируемые преобразователи постоянного напряжения, содержащие силовой трансформатор, первичная обмотка которого средним выводом подключена к одному из входных выводов, силовая вторичная обмотка которого подключена .через выпрямитель и фильтр к нагрузке, два силовых транзистора, которые базовыми выводами через ограничительный резистор подключены к управляющей вторичной обмотке, коллекторными выводами - к крайним выводам первичной обмотки, а эмиттерные выводы объединены и через обмотку трансформатора тока подключены к другому входному выводу, причем между базовыми выводами обоих чсиловых транзисторов и этим входным включены соот ветственно переходы . коллектор-эмиттер синхронизирующих трансзиторов, зашунтированные диодами, включенными в обратном направлении, переходы база-эмиттер синхронизирующих транзисторов защунтированы диодами в обратном направлении, переходы база-эмиттер синхронизирующих транзисторов зашунтированы резисторами, а к их базовым выводам через ограничительные

5 резисторы подключен генератор 1.

Известен также синхронизируемый преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовые транзисторы, подключенные к выходным и управляющим трансформаторным обмоткам и синхронизирующие транзисторы, силовые цепи которых подключены к базам силовых транзисторов, а управляющие электроды - к генератору синхроимпульсов 2.

5 Общими недостатками известных синхронизируемых преобразователей являются невысокая надежность запуска при больших токах нагрузки, большом и длительном токе заряда конденсатора выходного фильтра, медленном нарастании напряжения питающей сети, обусловленная вероятной близостью параметров силовых транзисторов, а также малая надежность работы из-за отсутствия защиты от короткого замыкания. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является синхронизируемый преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовые транзисторы, коллекторы которых подсоединены к концам выходной обмотки трансформатора, базы присоединены к обмотке положительной обратной связи и к коллекторам синхронизирующих транзисторов, эмиттеры которых подключены к второму входному выводу, а базы - к входным выводам синхронизации, при этом средняя точка выходной обмотки трансформатора, подключенная к первому входному выводу, подсоединена также к одному из силовых электродов пускового транзистора, другой силовой электрод которого через ограничительный резистор связан с базами силовых транзисторов, а управляющий электрод связан с коллекторами этих же транзисторов через соответствующие диоды 3. Однако устройство обладает невысоким быстродействием и неоптимальным режимом работы силовых тра.нзисторов. Указанные недостатки объясняются тем, что пусковой транзистор работает в режиме насыщения. Это приводит к длительному его запиранию при рассасывании неосновных носителей. Запирание транзистора происходит только после установления наведенного напряжения на первичной обмотке и на резисти ном делителе, вследствие чего силовые транзиторы длительное время работают в неоптимальном режиме, а именно в области вторичного пробоя. Цель изобретения - повыщение быстродействия и улучщение режима работы силовых транзисторов. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве управляющий элетрод пускового транзистора подключен к первому входному выводу через резистор, причем управляющий переход этого транзистора защунтирован обратным диодом, а ограничительный резистор подсоединен к базам силовых транзисторов через введенные диоды. Кроме того, между эмиттерами силовых транзисторов и вторым входным выводом может быть включен резистивный датчик тока. На чертеже приведена принципиальная схема синхронизируемого преобразователя постоянного напряжения. Преобразователь содержит силовой трансформатор 1, первичная обмотка 2 которого средним выводом подключена к первому входному выводу 3, а силовая вторичная обмотка 4 через выпрямитель 5 и фильтр 6 подключена к выходным выводам нагрузки 7, два силовых транзистора п-р-п проводимости 8 и 9, базы которых через ограничительный резистор 10 подключены к управляющей вторичной обмотке И, коллекторык крайним выводам первичной обмотки 2, а эмиттеры объединены, причем между базовыми выводами обоих силовых транзисторов 8 и 9 и вторым входным выводом 12 включены соответственно силовые цепи синхронизирующих транзисторов 13 и 14, зашунтированные диодами 15 и 16, включенными в обратном направлении, причем управляющие переходы синхронизирующих транзисторов защунтированы резисторами 17 и 18, а к их управляющим входам через ограничительные резисторы 19 и 20 подключен генератор 21, кроме этого, преобразователь содержит пусковой транзистор 22, коллектор которого подключен к первому входному выводу, переход коллектор-база защунтирован резистором 23 смещения, а переход база-эмиттер защунтирован диодом 24, включенным в обратном направлении, причем база пускового транзистора 22 через диоды 25 и 26, включенные в прямом направлении, соединена с коллекторами силовых транзисторов 8 и 9, эмиттер через ограничительный резистор 27 и диоды 28 и 29, включенные в прямом направлении, соединен с базами силовых транзисторов 8 и 9 соответственно, а между эмиттерами силовых транзисторов 8 и 9 и вторым входным выводом включен резистивный датчик 30 тока. Устройство работает следующим образом. При нарастании напряжения на входных выводах отпирается пусковой транзистор 22 током, протекающим через резистор 23 смещения, переход база-эмиттер этого транзистора, ограничительный резистор 27, диоды 28 и 29 и открытые синхронизирующие транзисторы 13 и 14, которые управляются от задающего генератора 21. Длительность синхроимпульса генератора 21 равна времени рассасывания силовых транзисторов 8 и 9. При исчезновении импульса резисторы 17 и 18 обеспечивают запирание синхронизирующих транзисторов, а через переход коллектор-эмиттер пускового транзистора 22 резистор 27 и диод 28 течет запускающий импульс тока для силового транзистора 8, который при отпирании наводит ЭДС на первичной обмотке 2 силового трансформатора 1, а ЭДС на управляющей вторичной обмотке 11 поддерживает открытое состояние этого транзистора током, задаваемым ограничительным резистором 10 в течение отсутствия синхро-импульса с генератора 21. При этом пусковой транзистор 22 закрыт разницей падений напряжений переходов база-эмиттер и коллектор-эмиттер силового транзистора 8. При приходе следующего синхро-импульса транзистор 8. запирается, а после его пропадания включается силовой транзистор 9 запускающим импульсом тока через переход коллектор-эмиттер пускового транзистора 22, ограничительный резистор 27 и диод 29. В дальнейщем процесс аналогит1ен циклу переключения силового транзистора 8, который снова повторяется. В случае короткого замыкания нагрузки 7 на резистивном датчике 30 тока выделяется падение напряжения, выводящее силовые транзисторы 8 и 9 в линейный режим, ограничивая при этом ток их перегрузки.

При снятии короткого замыкания с нагрузки 7 устройство продолжает работу, а силовые транзисторы 8 и 9 переходят в насыщенное состояние. Диоды 15 и 16 служат для защиты переходов эмиттер-база силовых транзисторов 8 и 9 и их управления.

Таким образом, силовые транзисторы при переключении проходят область вторичного пробоя значительно быстрее, чем в устройстве-прототипе, и импульсная мощность на силовых транзисторах уменьшается.

Формула изобретения

I. Синхронизируемый преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовые транзисторы, коллекторы которых подсоединены к концам выходной обмоки трано форматора, базы присоединены к обмотке положительной связи и к коллекторам синхронизирующих транзисторов, эмиттеры которых подключены к второму входному выводу, а базы - к входным выводам синхронизации, при этом средняя точка выходной обмотки трансформатора, подключенная к первому входному выводу, подсоединена также к одному из силовых электродов пускового транзистора, другой сило вой электрод которого через ограничительный резистор связан с базами силовых транзисторов, а управляющий электрод связан с коллекторами этих же транзисторов через соответствующие диоды, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и улучшения режима работы силовых транзисторов, управляющий электрод пускового транзистора подключен к первому входному выводу через резистор, причем управляющий переход этого транзистора зашунтирован обратным диодом, а ограничительный резистор подсоединен к базам силовых транзисторов через введенные диоды.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, между эмиттерами силовых транзисторов и вторым входным выводом включен резистивный датчик тока.

. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Заявка Великобритании № 1456338, кл. Н 02 М 3/335, 1976.

2.Заявка ФРГ № 2456779, кл. Н 02 М 3/335, 1978.

3.Патент Франции № 2238273, кл. Н 02 М 3/22, 1975.

ff

7

.

fff CI