Транзисторный преобразователь постоянного напряжения

 

Союз Советсиик

Социвлистичесиик

Республик (1I)1001369

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 13.11.81 (21) 3354322/24-07 с присоединением заявки.яЪ (23 ) П рнори тет

Опубликовано 28.02.83. Бюллетень М 8 (5! )М. Кл.

Н 02 И 3/335

Гееударетвевай кеактет

СССР пв млвм кзавратеккв

- к вткрытий (53) УДК 621-314..58(088.8) Дата опубликования описания 28.02.83

А.Б. Апаров, Б.А. Попов и fH.А. Шумов ::.";,--.,,;.

/, =, J 1, I

Московский ордена Ленина и ор ена Октябрьско м энергетический инстит тт-.--== . (72) Авторы изобретения люции (7-! ) Заявитель (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО НАПРЯИЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания для преобразования уровня и стабилизации постоянного напряжения.

Известны стабилизированные транзисторные преобразователи с токовой обратной связью, выполненные по дифференциалл ьной схеме, содержащие насыщающийся трансформатор, два диода, два транзистора и стабилитроны (lj.

Недостатком этих преобразователей является их сравнительно низкий КПД при работе от источника питания с малым выходным сопротивлением.

Наиболее близким к предлагаемому является транзисторный преобразователь, содержащий насыщающийся трансформатор, источник питания, нагруз10 ку, стабилитрон, два диода и. два транзистора. Этот преобразователь имеет более высокий КПД при работе от источника питания с низким выходным сопротивлением за счет ввода транзисторов в линейный режим $2).

Однако в известном устройстве при стабилизации происходит ограничение коллекторного тока транзисторов, что приводит к дополнительным потерям 9 транзисторах, а следовательно снижает КПД и надежность схемы .

Цель изобретения — повыпение КПД и надежности.

Эта цель достигается тем, что в транзисторном преобразователе с токовой связью, содержащем насыщающий" ся трансформатор, стабилитрон, два

ocHoDHbIx транзистора, соедияяющих концы первичной обмотки насыщающеI гася трансформатора с первым входным . выводом преобразователя, который объединен с первым выходным выводом преобразователя, два диода, через каждыи из которых база основного транзистора соединена с концом вторичной обмотки насыщающегося трансформатора, 100 транзистора, базы дополнительных тран2$ типа проводимости и к нагрузке 9. Коллельным контурам 1. Вторичная полуобмотка 3, нагрузка 9, переход эмиттербаза открытого транзистора 5, диод 10.

Под действием напряжения, приложен$$ отвод от средней точки которой соединен с вторым выходным выводом преобразователя, а отвод от средней точки первичной обмотки соединен с вторым входным выводом преобразователя, введены два дополнительных транзистора, тип проводимости которых противоположен типу проводимости основных транзисторов, каждыЙ из дополнительных транзисторов включен параллельно соответствующему входу основного зисторов объединены и через стабилитрон соединены с вторым выходным выводом преобразователя.

На чертеже приведена схема предла:;гаемого преобразователя.

Транзисторный преобразователь содержит -рансформатор 1 с первичной 2 и вторичной 3 обмотками. Отвод от средней точки первичной обиотки 2 соединен с одним входным выводом преобраэователя, соединенным с источником питания 4. Другой входной вывод подключен к эмиттерам основных транзисторов 5 и 6 одного типа проводимости к коллекторам дополнительных транзисторов 7 и 8 противоположного лекторы транзисторов 5 и 6 связаны с концами первичной обмотки 2 трансформатора 1, концы его вторичной обмотки 3 через диоды 10 и 11 соединены с базами транзисторов 5 и 6 и с эмиттерами транзисторов 7 и 8, а средняя точка вторичной обмотки 3 трансформатора 1 подключена к нагрузке 9 и стабилитрону 12, другой вывод которого связан с базами транзисторов 7 и 0.

Преобразователь работает следующим образом.

При открытом транзисторе 5 напряжение источника питания ч приложено к первичной полуобмотке 2 трансформатора 1. Ток вторичной полуобмотки 3 замыкается по двум основныи парал2. Вторичная полуобмотка 3, стабилитрон 12, переход эмиттер - база транзистора 7, диод 10. ного к первичной полуабмотке 2, перемагничивается магнитопровод трансформатора 1. В момент насыщения иагнитопровода резко возрастает намагничивающий ток трансформатора i а сле40

1369 4 довательно, и коллекторный ток транзистора 5. Падение напряжения на транзисторе 5 увеличивается, а напряжение на вторичной обмотке 3 уменьшается.

Последнее приводит к уменьшению базового тока транзистора 5, что приводит к выходу его иэ насыщения, и его коллекторный ток начинает уменьшаться.

Напряжение на обмотках изменяет знак.

Транзистор 5 закрывается, открывается транзистор 6. Далее процессы в схеме повторяются, Стабилизация выходного напряжения осуществляется следующим образом. разом.

Пусть при открытом транзисторе 5 увеличилось выходное напряжение источника питания 4 (например, из-за уменьшения тока нагрузки ). Это вызывает увеличение напряжения на обмотках 2 и 3 трансформатора 1. Увеличение напряжения обмотки 3 приводит к увеличению тока по следующему контуру: обмотка 3, стабилитрон 12, переход змиттер - база транзистора 7, диод 10, т.е. увеличиваются токи базы и коллектора транзистора 7. Это приводит к уменьшению базового тока транзистора 5. Напряжение эииттерколлектор транзистора 5 возрастает, а напряжение на первичной и вторичной полуобмотках " и 3 уменьшается до прежнего уровня. Следовательно, напряжение на нагрузке 9 остается стабильным.

Лналогичные процессы происходят при открытом транзисторе 6. Из анализа работы схемы следует, что в режиме стабилизации ток коллектора открытого силового транзистора 31 равен току нагрузки, умноженному на коэффициент трансформации трансформатора 1.

В схеме прототипа ток коллектора транзистора равен произведению тока нагрузки на коэффициент усиления транзистора . Поэтому при одинаковых токах нагрузки потребление мощности в предложенной схеме по сравнению с известной ниже, а КПД вьше.

Кроме того, поскольку коэффициент усиления силовых транзисторов имеет значительный разброс при заданном токе нагрузки, ток коллектора в известном устройстве иожет превысить допустимую величину.

В предложенном устройстве ток коллектора всегда ограничен заданныи, S 1007 коэффициентом трансформации, что повышает надежность.

Формула изобретения

Транзисторный преобразователь nocToRHHoco напряжения с токовой обратной связью, содержащий насыщающийся трансформатор, стабилитрон, два основных транзистора, соединяющих концы первичной обмотки насыщающегося трансформатора с первым входным выводом преобразователя, который объединен с первым выходным выводом пре-.1$ обраэователя, два диода, через каждый иэ которых база основного транзистора соединена с концом вторичной обмотки насыщающегося трансформатора, отвод от средней точки которой соеди" 20 нен с вторым выходным выводом ïðåсйраэователя, а отвод от средней точ369 в ки первичной обмотки соединен с вторым входным выводом преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности, введены два дополнительных транзистора, тип проводимости которых npo"" тивоположен типу проводимости основных транзисторов, каждый из дополнительных транзисторов включен параллельно соответствующему входу основного транзистора, базы дополнительных транзисторов объединены и через стабилитрон соединены с вторым выходным выводом преобразователя .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

7. Авторское свидетельство С6СР по заявке H 2754613/07, кл. H 02 M 3/355, 7979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Г 2893047/07, кл. Н 02 М 3/335, 1980.

Составитель В. Моин

Редактор Л. Пчелинская Техреду А.Бабинец Корректор В. Бутяга

Заказ 7438/69 Тираж 685 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

71)0)$ Москва И-Я Рариская наб.z д. 4/$

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,