Двухтактный самовозбуждающийся преобразователь напряжения

 

ДВУХТАКТНЫЙ САМОВОЗБУЖДАЮЩИЙСЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий полумостовую ячейку на силовых транзисторах, базы КОТОЕЖК подключены через токоограничительные резисторы к соответствукяцим первым крайним выводам обмоток положительной обратной связи выходного трансформатора, шунтированных частотно-задающими RC -цепями, а их эмиттеры к отводам от этих обмоток, причем конденсатор каждой RC -цепи подключен Квходу соответствующего коммтируклдего элемента, отличающийся тем что, с целью повы-шения стабильности частоты преобразования , каждый коммутирукяций элемент выполнен в виде двухтранзисторного аналога однопереходного транзистора , выход которого подключен к i соответствующей средней точке вновь введенных делителей напряжения на СО резисторах, подключенных через дополнительные диоды к базам силовых транзисторов и вторым крайним выводам обмоток положительной обратной связи.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5Д) Н 02 М 3 335

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН И

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 35 29 314/24-07 (22) 28 ° 12.82 (46) 23.05.84. Бюл. Р.19 (72) С.К.Завернин, И.П.Игнатьев, К.П.Моторин и В.И.Чмут (71) Ленинградский Ордена Ленина электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (53) 621.314.57(088.8) (56) l. Авторское свидетельство СССР

9 694961, кл. Н 02 М 7/537, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 741398, кл. H 02 М 7/537, 1980.

3. Авторское свидетельство СССР

9 733076, кл. Н 02 М 7/537, 1980.

4. Авторское свидетельство СССР

Ð 919028, кл. Н 02 М 3/335, 1980. (54)(57) ДВУХТАКТНЫЙ САМОВОЗБУЖДИОЩИЙСЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий полумостовую ячейку на силовых транзисторах, базы которых

„.SUÄÄ 1094119 А подключены через токоограничительные резисторы к соответствующим первым крайним выводам обмоток положительной обратной связи выходного трансформатора, шунтированных частотно-задающими RC -цепями, а их эмит. теры к отводам от этих обмоток, причем конденсатор каждой RC -цепи подключен к входу соответствующего коммтирующего элемента, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повы-. шения стабильности частоты преобразования, каждый коммутирующий элемент выполнен в виде двухтранзисторного аналога однопереходного тран-. зистора, выход которого подключен к соответствующей средней точке вновь введенных делителей напряжения на резисторах, подключенных через дополнительные диоды к базам силовых транзисторов и вторым крайним выводам обмоток положительной обратной связи

1094119

Однако в преобразователе не удает- 50 ся получить высокую стабильность частоты преобразователя при изменении входного напряжения преобразователя.

Цель изобретения — повышение стабильности частоты преобразования. 55

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе, содержащем попумостовую ячейку на силовых транзисторах, базы которых подключены через токоограничительные резисторы 60 к соответствующим крайним выводам обмоток положительной обратной связи выходного трансформатора, шунтированных частично-задающими RC-цепями, а их эмиттеры к отводам от этих 65

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке источников вторичного электропитания.

Известны схемы самовозбуждающихся преобразователей, в которых в качестве коммутирующего элемента, определяющего частоту преобразователя, используется либо коммутирующий дрос. сель (1), либо коммутирующий трансформатор (2).

К недостаткам этих схем относится зависимость частоты преобразования от величины входного напряжения. К тому же, наличие коммутирующего дросселя или трансформатора 15 усложняет эти устройства.

Известен также самовозбуждающийся инвертор, содержащий в качестве коммутирующего элемента транзисторный аналог однопереходного транзис20 тора (3) .

Однако в этой схеме используетсь пассивное запирание силовых транзис торов, что по сравнению со схемой .активного запирания ведет к больше 25 асимметрии плеч конвертора, вызываемой технологическим разбросом транзисторов по времени рассасывания неосновных носителей.

Наиболее близким по технической сущности является преобразователь, содержащий полумостовую ячейку на силовых транзисторах, базы которых подключены к соответствующим крайним выводам обмоток положительной обратной связи выходного трансформатора, 35 шунтированных частотно-задающим

RC-цепями, а их эмиттеры к отводам от этих обмоток, причем конденсаторы RC-цепи подключены к входу коммутирующих элементов на транзисто- 40 рах, выходы которого, коллектор, подключены к базам силовых транзисторов.

Частота переключений преобразователя определяется параметрами RC-це- 45 пи. В данном преобразователе функции задающего генератора и усилителя мощности совмещены в одном устройст ва (4) . обмоток, причем конденсатор каждый

RC-цепи подключен к входу соответствующего коммутирующего элемента, последние выполнены в виде двухтранзисторного аналога однопереходного транзистора, выход которого подключен к соответствующей средней точке вновь введенных делителей напряжения на резисторах, подключенных через дополнительные диоды к базам силовых транзисторов и вторым крайним выводам обмоток положительной обратной связи.

На чертеже приведена принципиальная схема преобразователя.

Преобразователь содержит полумостовую ячейку на конденсаторах 1, 2 и силовых транзисторах 3, 4, базы которых подключены через токоограничительные резисторы 5 и б к крайним выводам обмоток положительной обратной связи 7 и 8 выходного трансформатора 9, шунтированных час тотно-задающими RC-цепями из резисторов 10 и 11 и конденсаторов 12 и 13, а эмиттеры подключены к отводам от этих обмоток, причем конденсаторы НС-цепи подключены к входу коммутирующих элементов, выполненных на базе двухтранзисторного 14,.

15 и 16, 17 аналога однопереходного транзистора, выход которых подключен к средней точке делителей напряже ния на резисторах 18, 19 и 20, 21, :,подключенных через дополнительные диоды 22 и 23 к базам силовых транзисторов и вторым крайним выводам обмоток положительной обратной связи. Базоэмиттерные переходы силовых транзисторов шунтированы обрат ными диодами 24 и 25. К выходной. обмотке .трансформатора подключен выпрямитель 26 с фильтром 27.

Преобразователь работает следующим образом.

Допустим на обмотке 8 действует напряжение положительной полярности. Тогда транзистор 4 открыт током, протекающим через его эмиттерный переход от обмотки 8 через резистор б., Транзистор 3 заперт пря- . мым напряжением диода 25, вызванного протекающим через него током от обмотки 7, через резистор 5.

Первичная обмотка через открытый транзистор 4 подключена к конденсатору 2, под действием напряжения которого сердечник трансформатора

9 перемагничивается. Транзисторы 16 и 17 ключевого усилителя заперты обратным напряжением, приложенным к участку эмиттер-база транзиста; ра 17, и не оказывают влияния на работу конвертора. Так как сопротйЪление .резистора 21 значительно больше сопротивлений резисторов 6 и 20, то ток протекающий через этот резистор под действием напряжения обмот1094119 ки 8 мал и также не оказывает влияния на режим работы транзистора 4.

Таким образом, напряжение на базе транзистора 17, определяющее порог срабатывания ключевого усилителя равно напряжению, действующему на базе транзистора ". Конденсатор 13 под действием напряжения обмотки заряжается током, протекающим через

1 резистор 11. Как только это напряжение превысит пороговое, транзисторы 16 и 17 лавинообразно открываются. К базоэмиттерному переходу транзистора 4 оказывается приложенным обратное напряжение и током, протекающим от обмотки 8 через ба- 15 зоэмиттерный переход транзистора 4, диод 23 и транзистор 16, транзистор

4 закрывается, Величина закрывающего тока определяется резистором

20, сопротивление которого берется ур в 5-10 раз меньше сопротивления резистора 6, и напряжением на обмотке R, которое в 1,5-2 раза меньше напряжения на обмотке положительной обратной связи. Полярность напряжения на обмотках трансформатора меняется. Открывается транзистор 3, подключая первичную обмотку к конденсатору 1. Под действием обратного напряжения конденсатор 13 перезаряжается, транзисторы 16 и 17 закрываются, Диод 23 препятствует перезаряду конденсатора 13 через базоэмиттерный переход транзистора 17, препятствуя тем самым повторному от,крыванию транзистора 4. B дальнейшем процессы в конверторе происходят как и при открытом транзисторе 4.

Время заряда конденсаторов 12 и

l3 всегда должно быть меньше времени перемагничивания трансформатора 9.

Симметрирование плеч конвертора осуществляется резистором 10.

При заряде конденсатора напряжение на нем изменяется по экспоненциальному закону

4 и — (П +U«) (1-e ° ) — U, В момент времени, равный полупериоду генерации, напряжение на конденсаторе сравнивается с пороговым напряжением ключевого усилителя.

Подставляя эти значения в уравнение (2) получаем выражение для периода генерации

8 (Зм ЬУ2о)

Амплитуда напряжения на обмотках 7 и 8 должна быть в 8-10 раз больше, чем максимально возможное прямое напряжение эмиттерного перехода, что обусловлено как стремлением избавиться от влияния на работу конвертора технологического разброса транзисторов по этому напряжению, так и стремлением добиться увеличения стабильности частоты преобразования.

Изобретение позволяет значительно повысить частоту преобразователя. Так, при изменении входного напряжения на +15Ъ отклонение частоты преобразования от исходного значения не превышает 3,5Ъ.

1094 119

Составитель И.Никитин

Редактор А.Шандор Техред И.Тепер Корректор В.Бутяга

Заказ 3453/43 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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