Статический преобразователь постоянного напряжения

 

СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, выполненный по двухтактной схеме, содер-. жащий fi каждом плече силовой транзистор , база которого через вторичную обмотку насыщающегося трансформатора , выполненного на сердечнике с прямоугольной Петлей гистерезиса, соединена с одним из концов управляющей обмотки входного трансформатора , другой конец которой соединен с эмиттером силового транзистора и через ограничивакяцее сопротивление с одним из концов первичной обмотки насьвцающегося трансформатора, и дяomif по числу насыщающихся трансформаторов , отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, каждый диод включен параллельно первичной обмотке насьоцающегосн трансформатора , второй конец которой соединен со свободшлм выводом дополнительной обмотки входного трансформа .iTOpa включенной последовательно и согласно с управлякяцей обмоткой входного транс4 орматора. С li э

Пф 69

СООЭ СОВЕТСКИ)(NIIHII

PECflVSЛИК

ЗцВ Н 02 М 7 37 ()

4 и ) 3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

il " ЮЮ (21} 3408800/24-07 (22) 17.03.82 (46) 07.08.83. Бюл. В 29 (72) В.Ф. Кукушкин, В.A. Гречихин, Б.Г. Аншелес и М.И. Хромушин (53) 621.314. 58(088.8) (56) 1. Ромаш Э.М. Источники вторичного электропитания электронной аппаратуры. М., Радио и связь, 1981, с. 187.

2. Авторское свидетельство СССР

9 262258, Н 02 М 7/48, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

В 169662, Н 02 М 7/48. 1965. (54)(57) СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, выполненный по двухтактной схеме, содержащий в каждом плече силовой транзистор, база которого через вторичную обмотку насыщающегося трансформатора, выполненного на сердечнике с прямоугольной йетлей гистерезиса, соединена с одним из концов управляющей обмотки входного трансформатора, другой конец которой соединен с эмиттером силового транзистора и через ограничивающее сопротивление .с одним из концов первичной обмотки насыщающегося трансформатора, и диоды, по числу насыщающихся трансформаторов, о т л и ч а ю щ и й.с я тем, что, с целью повышения КПД, каждый диод включен параллельно первичной .обмотке насыщающегося трансформатора, второй конец которой соединен со свободным выводом дополнительной обмотки входного трансформа- Е

;тора, включенной последовательно и согласно с управляющей обмоткой входного трансформатора.

1034137

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках напряжения прямоугольной формы переменного тока.

Известны статические преобразователи напряжения постоянного тока в напряжение прямоугольной формы переменного тока, выполненные по двухтактной схеме на транзисторах и содержащие входной трансформатор s управляющей цепи, в первичную обмот- 1Î ку которого включен задающий генератор, а вторичные обмотки через входные ограничивающие резисторы подключены к баэам транзисторов (1).

Недостатком таких преобразователей является наличие больших токовых перегрузок, связанных со сквозными токами, снижающими надежность схемы.

Известен .статический преобразователь постоянного напряжения, содержа- (, щий в цепи базы транзистора дроссель насыщения с прямоугольной петлей гистереэиса, шунтированный диодом, частично решающий задачу ограничения сквозных токов (.2), 25

Однако при подаче отпирающего напряжения через дроссель протекает ток переключения, который является отпирающим для выходного транзистора, снижая эффект ограничения сквоз- . ного тока, особенно при больших коэффициентах усиления транзисторов по току. Кроме того, для завершения процесса обратного перемагничивания дросселя необходимо, чтобы обратный ток закрытого транзистора был больше тока переключения дросселя.

Найболее близким к предлагаемому является статический преобразователь ,постоянного напряжения, выполненный по двухтактной схеме, содержащий в 40 каждом плече силовой транзистор, база которого через вторичную обмотку насыщающего трансформатора, выполненного HB сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса, соединена с 45 одним концом управляющей обмотки входного трансформатора, другой конец которой соединен с эмиттером си" лового транзистора и через ограничивающее сопротивление - c одним из 5О кЬнцов первичной обмотки насыщающегося трансформатора и диоды (3).

В данной схеме для обеспечения нормальной работы необходимо выполнение условия Оу ) О, где Оу " управляющее напряжение на вторичной обмотке входного трансформатора;

О, — прямое падение напряжения на шунтирующем диоде.

Выполнение условия U О приводит 60. к завышенному уровню потерь в управляющей цепи. Величина этих потерь существенно возрастает при резервированном варианте реализации устройства. Кроме того, диод шунтирует 65 сравнительно высокоомную обмотку насыщающегося трансформатора, не участвующую при этом в ограничении тока через него, уровень которого вследствие этого может превысить допустимый, что вызывает дополнительные трудности в осуществлении согласования режимов работы диода и транзистора при стремлении получить высокий. КПД: для ограничения тока через диод до допустимого уровня в .базовую цепь введено ограничивающее сопротивление, на котором рассеивается дополнительная управляющая мощности при насыщенном состоянии выходного транзистора.

Цель изобретения - повышение КПД устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в статическом преобразователе постоянного напряжения, выполненном по двухтактной схеме, содержащем в каждом плече силовой транзистор, база которого через вторичную обмотку насыщающегося трансформатора,. выполненного на сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса, соедннейа с одним из концов управляющей обмотки входного трансформатора, другой конец которой соединен с эмиттером силового транзистора и через огранияивающее сопротивление с одним иэ концов первичной обмотки насыщающегося трансформатора, и диоды, по числу насыщающихся трансформаторов, каждый диод включен параллельно первичной обмотке насыщающегося трансформатора, второй конец которой соединен со свободным выводом дополнительной обмотки входного трансформатора., включенной последовательно и согласно .с управляющей обмоткой входного трансформатора.

На фиг. 1.изображена схема устройства управления одним иэ транзисторов двухтактного статического преобразователя; на фиг. 2 — эпюры напряжений.

Преобразователь содержит входной трансформатор 1 с управляющей и дополнительной обмотками 2 и 3 соответственно, насыщающийся трансформатор

4, первичная обмотка которого зашунтирована диодом 5 и подсоединена к ограничивающему резистору б и выходному транзистору 7. устройство работает следующим об» разом.

При появлении на управляющей и дополнительной обмотках 2 и 3 трансформатора 1 напряжений Оу и Удвою отпирающей полярности (фиг. 1) начинает перемагничиваться сердечник насыщающегося трансформатора 4 под действием суммарного напряжения О =IJ y / 0„ (за вычетом падения напряжейия на резисторе б от тока переключения насыщающегося траисформатора), прилоДОЗ4 З7

Ф

Аи l

ВЯИИПИ Заказ 5640/57 Тираж 687 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 женного к первичной обмотке Юд, при этом во вторичной обмотке ъу наводится напряжение 0< запирающего знака, которое по величине больше напряжения .

Оу 3v

Оу. Величина напряжения 0 = - †- эаЩ дается путем выбора числа витков обмоток ЪК и О насыщающегося трансформатора 4 и суммарного напряжения 0g .

Под действием напряжения О =() (), транзистор 7 будет находиться в эа- 10 крытом состоянии до тех пор, пока перемагничивается сердечник насыщающегося трансформатора 4.

Через некоторое время 15ау (фиг. 2б и в) сердечник насыщается, напряжение15

Ц< падает практически до нуля, и транзистор 7 открывается. Время задержки t ttttt отпирания транзисторов определяет несимметрню импульсов, приложенных к входу транзистора 7, и может регулироваться выбороМ

1 параметров насыщающегося транзистора 4.

Спустя полпериода Т/2 (фиг. 2а) полярность напряжений 0з и О изменится на обратную (запирающую для транзистора 7).

Сердечник насыщающегося трансформатора 4 начнет перемагничижаться в друзья@ <рторону со -скоростью, ограни к ч енной прямыи падением напряжения 0+ диода 5 на входных концах первичной обмотки. При этом часть управляющего напряжения запирающей полярности, I падающая на обмотке %> насыщающегося трансформатора, может быть получена существенно меньшей (путем выбора от )Ь. ношения †-), чем в прототипе. В ограничении же тока через диод 5, участвует активное сопротивление обеих обмоток насыщающегося трансформатора

4. Вследствие изложенного появляется озможность предельного приближения равлявщего напряжения Uy к величине прямого падения напряжения на эмиттерно-5aaosoM переходе транзистора 7, даже при сочетании германиевого транзистора(ьынимальные потери на ключе) и маломощного кремниевого диода (меньшая дефицитность кремния) .

Таким образом, данное техническое решение позволяет уменьшить управляющее напряжение на вторичной обмотке входного трансформатора, снизить потери в управляющих цепях, следовательно, повысить КПД устройства, обеспечив в то же время при более высоком КПД упрощение согласования режимов работы элементов.