Преобразователь напряжения Советский патент 1983 года по МПК H02M7/537 H02M3/335 

(5) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении вторичных источников питания и усилителей мощности.

Известны схемы двухтактных преобразователей напряжения, которые благодаря их существенной простоте и экономичности находят большое применение tl ЗОднако коммутационные помехи, воз-JQ никающие при работе преобразователя, ограничивают область применения указанных схем.

Одной из причин возникновения таких помех являются инерционные ,5 свойства электронных переключателей, обладающих временем их запаздывания как на включение, так и на выключение. В результате этого, в момент переходных процессов, когда оба 20 переключателя меняют свое состояние (один из выключенного во включенное, а другой наоборот - из включенного в выключенное), оказываются сразу

включены оба переключателя. Время такого состояния крайне мало, однако ввиду.того, что один переключатель становится нагрузкой для другого, в цепи первичного источника питания преобразователя возникают значительные импульсные перегрузки по току, которые способствуют возникновению выбросов напряжения по цепи общего питания.

В ряде случаев для снижения времени выключения силовых транзисторов, играю(цих роль электронных переключателей, устанавливают всевозможные формирующие цепочки в базовой цепи этих транзисторов (|ли повышается напряжение их питания) 27.

Однако данные способы только снижают время одновременного пребывания обоих транзисторов во включенном состоянии, но не устраняют его полностью.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь напряжения, содержащий силовые транзисторы, коллекторы которых подсоединены к концам пер вичной обмотки выходногЬ трансформатора, средняя точка которой подключена к первому входному выводу, эмит теры присоединены ко второму входному выводу, а управляющие переходы - к блоку управления, при этом коллектор каждого из силовых транзисторов через соответствующие цепи для защиты от сквозных токов связаны с базой силового транзистора противоположного плеча С 3 J Недостатком известного преобразователя является наличие коммутационных помех импульсного характера, снижающих надежность самого преобразователя и создающих импульсные помехи по общим проводам питающего напряжения. Цель изобретения - повышение наде ности преобразователей напряжения и снижение импульсных помех, возникающих при его работе, за счет устранения сквозных токов и ограничения обратного напряжения на входе силовых транзисторов. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе напряжения цепи для защиты от сквозных токов выполнены в виде электронных пе реключателей, входы которых подсоеди нены к коллекторам силовых транзисторов, а одни из силовых электродов подсоединенные к базам силовых тран зисторов противоположных плеч, соединены также с соответствующими вхо дами введенного узла ограничения обратного управляющегонапряжения, выход которого подключен к другим силовым электродам электронных пере ключателей. При этом узел ограничения обратного управляющего напряжения ,с цель повышения надежности при работе в широком диапазоне изменения темпера туры и входного напряжения, может быть выполнен в виде двух встречнопоследовательно соединенных диодов, одни из электродов которых образуют входы узла, а другие - объединенные - выход узла, причем последние подключены через стабилитрон. зашунтированный конденсатором ко второму входному выводу устройства. На чертеже представлена принципиальная схема преобразователя. )4 Средняя точка первичной обмотки выходного трансформатора I соединена с первым входным выводом 2, подключенным к источнику питания. Крайние выводы той же обмотки выходного трансформатора 1 соединены с коллекторами силовых транзисторов 3 и k, эмиттеры которых соединены со вторым входным выводом 5. Цепи 6 и 7 управления силовыми транзисторами установлены между базами и эмиттерами транзисторов 3 и 4 соответственно. При этом обмотки 8 и 9 цепей 6 и 7 управления могут быть вторичными обмотками как выходного трансформатора 1, так и любого другого трансформатора блока i пpaвлeния. Схема ограничения обратного управляющего напряжения 10 силовых транзисторов 3 и входами подключена кбазам этих транзисторов. Каждый электронный переключатель 11 и 12 установлен между базой одного из силовых транзисторов k и 3 и выходом схемы ограничения обратного управляющего напряжения 10. Управляющие же входы этих электронных переключателей 11 и 12 соединены с коллекторами силовых транзисторов 3 и 4 соответственно. Один из вариантов схемы электронного переключателя содержит входной управляющий транзистор 13 (10 и выходной коммутирующий транзистор 15 (1б) . Преобразователь напряжения работает следующим образом. При запуске cxef преобразователя напряжения на выходе схемы ограничения обратного управляющего напряжения 10 формируется постоянное отрицательное напряжение, величина которого не должна превышать предельно допустимых значений напряжения между базой и эмиттером силовых транзисторов 3 и 4. Состояние электронных переключателей 12 (П) определяется состоянием силовых транзисторов k (З). Причем включенному состоянию переключателя соответствует включенное состояние силового транзистора. Таким образом, коммутирующие транзисторы (15) 16, находятся во включенном состоянии, когда включены силовые транзисторы 3 С). При 55этом в статическом состоянии на базе второго силового транзистора k (3) имеется запирающее напряжение с бло ка управления и ключевой транзистор

5

15 (16) шунтирован диодом 18 (17) схемы 10 ограничения, смещенным в прямом направлении и не влияет на работу схемы. В динамическом состоянии, поступающее на базу второго силового транзисторов 4 (З) положительное отпиракмцее его напряжение будет закорочено на выход схемы 10 ограничения коммутирующим транзистором 15 (16) до тех пор, пока не выключится первый силовой транзистор 3 (). И только после выключения этого транзистора 3 С) выключается коммутирующий транзистор 15 (16) электронного переключателя 11 (12) и обеспечивается включение второго силового транзистора k (3). Благодаря этому исключается возможность одновременного открытого состояния обоих силовых транзисторов и источник питания не получает импульсных перегрузок, благоприятствующих развитию коммутационных поме по цепям питания, что значительно повышает надежность устройства.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание, ори экспертизе

с. .

3.Авторское свидетельство СССР № 570163, кл. Н 02 М 5/293, 1975.