Формирователь импульсов для управления транзисторным преобразователем

 

ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНЗИСТОРНЫМ ПРЕ БРАЗОВАТЕЛЕМ , содержащий регулирующий транзистор , подключенный эмиттером к базе формирующего транзистора, диод обратной связи, подключенный катодом к коллектору формирующего транзистора , а анодом - к базе регулирующего транзистора, резистор, подключенный одним из выводов к базе регулирующего транзистора, развязывающий трансформатор , отличающийся тем, что, с целью упрощения, он снабжен накопительным конденсатором, вумя обратными диодами и выпрямительным диодом, причем накопительный конденсатор подключен одним выводом к коллектору регулирующего транзистора, а другим - к эмиттеру формирующего транзистора и к первому выводу вторичной обмотки развязывающего трансформатора , выпрямительный диод катодом связан с коллектором регулирующего транзистора, а анодом - с вторым выводом вторичной обмотки развязывающего трансформатора, первый обратный диод катодом подключен к аноду выпрямительного диода, а ано (Л дом - к базе регулирующего транзистора , второй обратньй диод подключен катодом к базе, а анодом - к эмиттеру регулирующего транзистора, другой вывод резистора соединен с анодом выпрямительного диода. о оо со vl

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ"

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3540106/24-07 (22) 17.01.83 (46) 30.04.84. Бюл. е 16 (72) Ю.П. Гончаров, Э.И. Заика, А.В. Ересько, С.Ю. Кривошеев и Е.А. Педан (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И.Ленина (53) 621. 316. 727 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 819943, кл. Н 03 R 5/01, 1981.

2. Rischmuller К. Zuverlsssing

auch am 380 v Netz. — "Elektrotechnic", BKD, 1980, N - 14, р. 19-21 (прототип). (54)(57) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ

УПРАВЛЕНИЯ ТРАНЗИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВА

TEJIEM содержащий регулирующий транзистор, подключенный эмиттером к базе формирующего транзистора, диод обратной связи, подключенный катодом к коллектору формирующего транзистора, а анодом — к базе регулирующего транзистора, резистор, подключенный одним из выводов к базе регулирующего

„,Я0„„1089727 д

3Ш Н 02 М 1/08 Н 02 P 13 16 транзистора, развязывающий трансформатор, отличающийся тем, что, с целью упрощения, он снабжен накопительным конденсатором, двумя обратными диодами и выпрямительным диодом, причем накопительный конденсатор подключен одним выводом к коллектору регулирующего транзистора, а другим — к эмиттеру формирующего транзистора и к первому выводу вторичной обмотки развязывающего трансформатора, выпрямительный диод катодом связан с коллектором регулирующего транзистора, а анодом — с вторым выводом втори:ной обмотки развязывающего трансформатора, первый . обратный диод катодом подключен к аноду выпрямительного диода, а анодом — к базе регулирующего транзистора, второй обратный диод подключен катодом к базе, а анодом — к эмиттеру регулирующего транзистора, другой вывод резистора соединен с анодом выпрямительного диода.

1О8.727

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для формирования импульсов, подаваемых на базы силовых транзисторов высокочастотных преобразователей.

Известен формирователь, содержащий ключ и трансформатор развязки по выходу f1 3.

Такой трансформатор имеет плохую

1 крутизну фронтов импульса тока базы 1О транзистора вследствие влияния индуктивности рассеяния между первичной и вторичной обмотками развязывающего трансформатора, В результате возрастает время нахождения транзистора в активном режиме в иятервале переключения и, следовательно, увеличиваются коммутационные потери и сни-жается надежность работы прибора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является формирователь импульсов для управления транзисторным преобразователем,, соцержащий регулирующий транзистор„ подключенный эмиттером к базе формирующего транзистора, диод обратной связи, подключенный катодом к коллектору формирующего транзистора, а аноцом — к базе регулирующего транзистора, резистор, подключенный одним

30 из выводов к базе регулирующего транзистора, развязь.вающий трансформатор (2).

Недостатки известного формирователя заключаются в том, что необходима двойная трансформаторная развязка: по цепи питания выходного ключа формирователя и по сигналу его запуска, что усложняет схему преобразователя. Кроме того, для питания формирователя необходим отдельный дополнительный источник питания.

Поставленная цель достигается теьь, что формирователь импульсов для управления транзисторным преобразователем, содержащий регулирующий транзистор,, подключенный эмиттером к базе формирующего транзистора, диод обратной связи, подключенный катодом к коллектору формирующего транзистора, а анодом — к базе регулирующего транзистора, резистор, подключенный одним из выводов к базе регулирующего транзистора, развязывающий трансформатор, снабжен накопительным конден сатором, двумя обратными диодами и выпрямительным диодом, причем накопительный конденсатор подключен одним выводом к коллектору регулирующего транзистора, а другим — к эмиттеру формирующего транзистора и к первому выводу вторичной обмотки развяэывающего трансформатора, выпрямительный диод катодом соединен с коллектором регулирующего транзистора, a a .iîäoì — с вторым выводом вторичной обмотки развязывающего трансформа-ора, первый обратный диод катодом подключен к аноду выпрямительного диода, а анодом к базе регулирующего транзистора,. в горой обратный диод подключен катодом к базе, а анодом — к эмиттеру регулирующего транзистора, другой вывод резистора соединен с анодом выпрямительного диода.

На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 2 — временная диагра:гма напряжений на первичной обмотке трансформатора.

Формирователь содержит формирующий транзистор 1, регулирующий транзистор 2„ подключенный эмиттером к базе формирующего транзистора 1, диод 3 обратной связи, подключенный катодом к коллектору формирующего

-ранзистора 1, а анодом — к базе регулирующего транзистора 2, накопительный конценсатор 4,. подключенный одним выводом к коллектору регулирующего транзистора 2, а другим — к эмиттеру формирующего транзистора 1, выпрямительный диод 5, подключенный катодом к коллектору регулирующего транзистора 2, развязывающий трансформатор 6„ вторичная обмотка 7 которого одним концом подключена к аноду выпрямительного диода 5, а другим к эмиттеру формирующего транзистора а первичная обмотка 8 через ключ Я соединена с источником питания., напряжение которого равно 11„; обратный диод 10, подключенный встречно-параллельно базо-эмиттерному переходу регулирующегс транзистора 2, обратный диод 11,, подключенный анодом к базе регулирующего транзистора 2, а катодом — к анодуввыпрямительного диода 5, резистор 12, подключенный одним выводом к аноду выпрямительного диода 5, а вторым — к базе регулирующего транзистора 2. Накопительный конденсатор обладает емкостью, достаточной для того, чтобы напряжение на нем пульсировало мало и его можно рассматривать как источник постoHHHQ го на.пряжения.

89727 4

I5

25

55

3 1О

Формирователь работает следующим образом.

В момент времени t (фиг. 2) заО мыкаем ключ 9. На вторичной обмотке 7 трансформатора 6 появляется напряжение с полярностью, указанной без скобок (фиг. 1). По контуру, состоящему из элементов 7, 12, 2, 1 потечет ток, который будет являться базовым током регулирующего транзистора 2. Индуктивность рассеяния трансформатора 6 лишь незначительно ухудшит крутизну переднегс фронта этого тока, поскольку этот ток, являясь током базы регулирующего транзистора 2, имеет малую амплитуду.

В то время никаких других токов, которые могли бы ухудшить крутизну фронта, не потечет до той поры, пока напряжение на вторичной обмотке

7 не достигнет величины напряжения заряженного накопцтельного конденсатора 4 и не откроется выпрямительный диод 5. Таким образом, напряжение па вторичной обмотке 7 будет иметь крутой передний фронт.

При включении регулирующего транзистора 2 потечет ток по контуру. состоящему из элементов 4, 2, 1.

Накопительный конденсатор 4 выполняет роль источника питания для базы формирующего транзистора 1 до той поры, пока не нерастет ток в выпря— мительном диоде 5 и во вторичной обмотке 7. Это произойдет не сразу в связи с задержкой, создаваемой индуктивностью рассеяния. Протекание тока в цепи выпрямительного диода 5 ведет к тому, что роль источника питания принимает на себя вторичная обмотка 7. Она же подзаряжает накопительный конденсатор 4.

Таким образом, формируется импульс тока базы формирующего транзистора 1, на передний фронт которого индуктивность рассеяния трансформатора 6 оказывает лишь незначительное влияние.

Роль накопителя энергии выполняет при этом накопительный конденсатор 4.

При размыкании в момент t ключа 9 формирователя напряжение на первичной обмотке 8 изменяет полярность и значение отрицательной амплитуды U определяется защитой ключа 9 по напряжению (как правило, защитные функции выполняет лавинный ограничитель напряжения — стабилитрон). Однако напряжение на вторичной обмотке 7 в течение небольшого отрезка времени5

3 г"

1 1 5

50 (времени задержки t ) сохраняет не только полярность, но и величину, поскольку индуктивность рассеяния трансформатора 6, препятствуя скачкообразному изменению тока, поддер1 живает выпрямительный диод 5 открытым и напряжение на вторичной обмотке 7 остается равным напряжению на заряженном накопительном конденсаторе 4. В течение времени задержки накопительный конденсатор 4 вновь принимает на себя роль источника питания цепи базы формирующего транзистора.

Задержка длится до той поры, пока не закончится рассасывание носителей заряда в выпрямительном диоде 5. Его ток к этому моменту не только спадает к нулю, но и изменяет направление. В момент выключения выпрямительного диода 5 индуктивность рассеяния, препятствуя скачкообразному спаду отрицательного тока, протекавшего через выпрямительный диод 5, создает ЭДС самоиндукции, которая отпирае обратные диоды

10 и 11 и переводит отрицательный ток в цепь базы формирующего и регулирующего транзисторов 1 и 2. В этот же момент запирается и регулирующий транзистор 2 в связи с прекращением подачи отпирающего сигнала на его базу (напряжение на вторичной обмотке 7 в данпьп момент изменяет полярность и происходит форсирование спада тока в базе). Ток базы формирующего транзистора 1 практически скачкообразно спадет к нулю и скачком появляется обратньп3 ток. Его амплитуда близка к величине намагничи— вающего тока трансформатора 6 к моменту размыкания ключа 9, Задержка спада тока невелика и поскольку она пропорциональна U +П то ее можно сделать очень малой увеличением уровня ограничения напряжения на ключе 9.

Схема полностью сохраняет свою работоспособность и в том случае, если на первичной стороне трансформатора формируются симметрично двуполярные импульсы полупериодной длио тельности (двумя выходными ключами) .

Применение предлагаемого устройст ва позволяет отказаться от применения дополнительного потенциально изолированного источника питания или исключить дополнительные разделительные трансформаторы,что упрощает устройство а также повышает надежность его работы.

1089727

Составитель С. Пузанов

Редактор М. Ткач Техред Т.Фанта Корректор Ю, Макаренко

Заказ 2950/53 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент",, г, Ужгород, ул . Проектная, 4