Транзисторный преобразователь постоянного напряжения

 

ТРАНЗИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий силовой трансформатор, вторичная обмотка которого подсоединена через вьшрямитель к выходным выводам, а первичная обмотка связана с выходными электродами силовых транзисторов преобразователя, управляющие переходы которых, шунтированные обратными диодами, соединены через резисторы с базовыми обмотками силового трансформатора, дополнительные обмотки которого, включенные согласно-последовательно с базовыми обмотками, подключены к первым выводам обмоток дросселя насыщения, вторые выводы которых подсоединены через запирающие диоды к базам силовых транзисторов преобразователя, а также потенциометр, крайние выводы которого подключены через разнонаправленные диоды к второму выводу одО ной из обмоток дросселя насыщения, отличающийся тем, что, с целью повьппения надежности путем симметрирования работы силового трансформатора, средний вьгоод потенциометра подключен к первому выводу одной из обмоток дросселя насыщения непосредственно. СО о со 00 4

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

>>9> SU >»> зСЮ Н 02 И 3 335

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3493972/24-07 (22) 27.09.82 (46) 23.12.84. Бюл.. Р 47 (72) Б.С.Цодиков (53) 621.314.58(088.8) (56) 1. Ромаш Э.M. Транзисторные преобразователи в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры. M., "Энергия", 1975, с. 10, рис ° 1-6г.

2. Авторское свидетельство СССР

l1> 864470» кл. Н 02 M 7/507, 08.10.79.

3. Авторскбе свидетельство СССР

1 568123, кл. Н 02 M 3/335, 18.08.75. (54) (57) ТРАНЗИСТОРНЬЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий силовой трансформатор, вторичная обмотка которого подсоединена через выпрямитель к выходным выводам, а первичная обмотка связана с выходными электродами силовых транзисторов преобразователя, управляющие переходы которых, шунтированные обратными диодами, соединены через резисторы с базовыми обмотками силового трансформатора, дополнитель- ные обмотки которого, включенные согласно-последовательно с базовыми обмотками, подключены к первым выводам обмоток дросселя насыщения, вторые выводы которых подсоединены через запирающие диоды к базам силовых транзисторов преобразователя, а также потенциометр, крайние выводы которого подключены через разнонаправленные диоды к второму выводу одной из обмоток дросселя насыщения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем симметрирования работы силового трансформатора, средний вывод потенциометра подключен к первому выводу одной из обмоток дросселя насыщения непосредственно.

1 11309

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания устройств радиотехники автоматики и вычислительной техники.

Известны транзисторные преобразователи постоянного напряжения, содержащие силовой трансформатор, вторичная обмотка которого подсоединена через выпрямитель к выходным вы- 10 водам преобразователя, а первичная обмотка связана с силовыми электро— дами силовых транзисторов, управляющие переходы которых соединены через резисторы с базовыми обмотками силового трансформатора, дополнительные обмотки которого, соединенные сог ласно-последовательно с базовыми обмотками, подключены к первым выводам обмоток дросселя насьпцения, вторые выводы которого подключены через запирающие диоды к базам силовых транзисторов преобразователя (1 ) и (23.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является транзисторный преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовой трансформатор, вторичная обмотка которого подсоединена через выпрями-. тель к выходным выводам, а первичная обмотка .связана с выходными электродами силовых транзисторов преобразователя, управляющие переходы которых, шунтированные обратными диодами, соединены через резисторы с базовы.ми обмотками силового трансформатора, дополнительные обмотки которого, включенные согласно-последовательно с базовыми обмотками, подключены к первым выводам обмоток дросселя насьпцения, вторые выводы которых подсоединены через запирающие диоды к базам силовых транзисторов преобразователя, а также потенциометр, крайние выводы которого подсоединены через разнонаправленные диоды к второму выводу одной иэ обмоток дросселя насьпцения, причем первый вывод упомянутой обмотки и средний вывод потенциометра подключены к выводам управляющей обмотки силово,го трансформатора (3 J.

Недостатком известных устройств является их низкая надежность вследствие сложности схемы симметрирования работы силового трансформатора.

Целью изобретения является повышение надежности транзисторного

84 2 преобразователя пост оянного напряжения путем симметрирования работы силового трансформатора, Поставленная цель достигается тем, что в транзисторном преобразователе постоянного напряжения, содержащем силовой трансформатор, вторичная обмотка которого подсоединена через выпрямитель к выходным выводам, а первичная обмотка .связана с выходными электродами силовых транзисторов преобразователя, управляющие переходы которых, шунтированные обратными диодами, соединены через резисторы с базовыми обмотками силового трансформатора, дополнительные ,обмотки которого, включенные согласно-последовательно с базовыми обмотками, подключены к первым выводам обмоток дросселя насыщения, вторые выводы которых подсоединены через запирающие диоды к базам силовых транзисторов преобразователя, а также потенциометр, крайние выводы которого подключены через разнонаправленные диоды к второму выводу одной из обмоток дросселя насьпцения, средний вывод потенциометра подключен к первому выводу одной из обмо,ток дросселя насьпцения непосредственно.

На чертеже представлена схема полумостового транзисторного преобразователя постоянного напряжения.

Предлагаемый преобразователь содержит силовой трансформатор 1, вторичная обмотка 2 которого соединена через выпрямитель 3 с выходными выводами, а первичная обмотка 4 связана с силовыми транзисторами 5 и 6 преобразователя, управляющие перехо» ды которых, шунтированные обратными диодами 7 и 8, подсоединены через резисторы 9 и 10 к базовым обмоткам

11 и 12 силового трансформатора 1, дополнительные обмотки 13 и 14 которого подключены к первым выводам обмоток 15 и 16 дросселя 17 насьпцения, вторые выводы которых подсоединены через защищающие диоды 18 и

19 к базам силовых транзисторов 5 и 6 преобразователя, а также потенциометр 20, крайние выводы которого соединены через разнонаправленные диоды 21 и 22 к второму выводу обмотки 16 дросселя 17 насьпцения, и конденсаторы 23-25.

Устройство работает следующим образом.

1130984 4

Предположим, что транзистор 6 закрыт, а транзистор 5 открыт положительным напряжением, поступающим на его базу через резистор 9 от обмотки 11 трансформатора 1. При этом происходит перемагничивание сердечника дросселя 17 от напряжения об— мотки 13 трансформатора 1. Через обмотку 15 течет ток холостого хода — ток намагничивания, вызывая f0 падение напряжения на диоде 18, при этом в цепи перемагничивания напряжение обмотки 13 складывается с напряжением эмиттер-база транзистора 5, и из этого напряжения вычитается падение напряжения на диоде 18.

При насыщении сердечника дросселя 17 ток в цепи обмотки 15 возрастает с этой же крутизной, определяе20 мой параметрами дросселя, с этой .же крутизной уменьшается ток базы тразистора 5. После уменьшения тока;, базы до нуля к переходу эмиттер — база прикладывается обратное напряжение. Начинается процесс рассасыва25 ния избыточного заряда в области базы транзистора 5, после окончания которого происходит регенеративное переключение транзисторов 5 и 6 преобразователя. Транзистор 5 запира- ЗО ется, а в момент достижения током . коллектора транзистора 5 тока намагничивания трансформатора 1, протекающего в обмотке 4, происходит изменение полярности напряжения на его 35 обмотках. В результате отпирается транзистор 6 и начинается обратное перемагничивание сердечника дросселя 17. Через обмотку 16 течет ток холостого хода — ток намагничивания, 40 вызывая падение напряжения на диоде

19. При этом в цепи перемагничивания напряжение обмотки 14 складывается с напряжением эмиттер-база транзистора 6 и из этого напряжения вы- 45 читается падение напрядения на диоде 19.

При насыщении сердечника дросселя 17 в другом направлении ток в цепи обмотки 16 возрастает с крутизной, 50 определяемой параметрами дросселя, с этой же крутизной уменьшается ток базы транзистора 6. После уменьшения тока базы до нуля-к переходу эмиттер-база прикладывается обратное 55 напряжение. Начинается процесс рассасывания избыточного заряда в области базы транзистора 6, после окончания которого происходит регенеративное переключение транзисторов 5 и 6 преобразователя. Транзистор 6 запирается, а в момент достижения током коллектора транзистора Ь тока намагничивания трансформатора 1 происходит изменение полярности напряжения на его обмотках. И снова цикл повторяется. Ясно, что времена полупериодов зависят от напряжений питающих обмоток 11-14, падений напряжения на диодах 18 и 19, переходах эмиттер †ба и коллектор-эмиттер транзисторов 5 и 6, времени рассасывания и статических коэффициентов усиления транзисторов 5 и 6, сопротивлений базовых цепей. Для компенсации несимметрии, вызванной указанными факторами, введена цепь из потенциометра 20 и двух диодов 21 и 22.

Указанная цепь создает несимметричную нагрузку на обмотке дросселя 17 и тем самым вызывает появление тока подмагничивания дросселя 17, искажая его кривую перемагничивания таким образом, что сокращается время одно- . го полупериода и увеличивается время

ppyroro полупериода работы преобразователя. Таким образом возможно симметрировать режим работы трансфор-, матора преобразователя.

При равенстве всех входящих факторов, влияющих на перемагничивание дросселя, движок потенциометра устанавливается посредине, создавая и равные потери в дросселе.

Указанная выше цепь из двух диодов и потенциометра может быть использована и в преобразователе, > содержащем однообмоточный времяэадающий дроссель насыщения.

Изобретение позволяет использовать в преобразователе дешевые транзисторы, так как отсутствует необходимость в выборе транзисторов по току с учетом перекоса. Кроме того, отсутствие одностороннего подмагничивания снижает затраты на медь трансформатора, причем повышается КПД преобразователя и уменьшаются затраты на радиаторы, снижается потребление реактивной мощности от сети, улучшается коэффициент мощности установки, содержащей преобразователь, а также уменьшаются затраты на фильтр для подавления радиопомех.

1130984

Составитель Ежов

Редактор Н.Лазаренко ТехредЛ,Мартяшова КорректорМ.Леонтюк

Заказ 9623/41 Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектйая, 4

Дополнительным техническим преимуществом предлагаемого преобразователя является улучшение качества выходно-го напряжения,так как оно не имеет пере менной составляющей на частоте преобра зования, а только на удвоенной частоте .