Однотактный транзисторный преобразователь постоянного напряжения

 

1. ОДНОТАКТНЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ по авт.св. № 1023585, о тл ич ающий с я тем, что, с целью повьшения КПД,в него введен токоуправляющий ключ, ввтолненный в виде транзистора с ограничивающим и входным резисторами, база которого через входной резистор подключена к коллектору входного транзистора. Г ТТТ1Гт О т } т о коллектор через ограничивающий резистор - к первому входному выводу, а эмиттер - к первому управляющему входу введенного источника тока,включенного в RC-цепь, выходы которо1 о соединены соответственно с вторым входным выводом и базой отпирающего транзистора, причем база разрядного транзистора через базовый резистор подключена к первому входному выводу преобразователя. 2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей , в него введен компенсирующий резистор, включенньш между (Л первым входным выводом и вторым управляющим входом источника тока.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

М6 /.ЙМ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 Н 02 М 3/335

Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ П=ЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (6 1) 1023585 (21) 3703365/24-07 (22) 20.02.84 (46) 07.07.85. Бюл..В 25 (72) Б.С. Сергеев (53) 621. 314. 58 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР, У 1023585, кл. Н 02 И 3/335, 1982. (54)(57) 1. ОДНОТАКТНЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ по авт.св. Р 1023585, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД,в него введен токоуправляющий ключ, выполненный в виде транзистора с ограничивающим и входным резисторами, база которого через входной резистор подключена к коллектору входного транзистора, .коллектор через ограничивающий резистор — к первому входному выводу, а эмиттер — к первому управляющему входу введенного источника тока,включенного в RC-цепь, выходы которого соединены соответственно с вторым входным выводом и базой отпирающего транзистора, причем база разрядного транзистора через базовый резистор подключена к первому входному выводу преобразователя.

2. Преобразователь о п.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введен компенсирующий резистор, включенный между первым входным выводом и вторым управляющим входом источника тока.

1 166238

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания систем автоматики и радиоэлектроники.

По основному авт.св. Р 1023585 известен однотактный транзисторный преобразователь постоянного напряжения, содержащий выходной трансформатор, силовой транзистор, база ко1О торого подключена к точке соединения отпирающего и запирающего транзисторов, которые соединены согласно последовательно, причем тип проводимости запирающего и силового транзисторов одинаков, входной транзистор, связанный с базой запирающего транзистора, последовательную

RC- 1епь, включенную последовательно с входными выводами преобразователя, и токозадающий резистор, вклю20 ченный в цепь эмиттера отпирающего транзистора, тип проводимости которого противоположен силовому транзистору, причем база отпирающего транзистора соединена с промежуточной точкой RC-цепочки, а параллельно конденсатору RC-цепочки включен разрядный транзистор, база которого через укаэанный входной транзистор и балластный резистор соединена с оаэой запирающего транзистора (1) .

Недостаток известного устройстванизкая энергетическая эффективность схемы, заключающаяся в том, что токозадающий резистор RC-цепи пос- З тоянно находится под напряжением, вследствие чего при открытом разрядном транзисторе расходуется излишняя мощность, которая не вызывается функциональной необходимостью. Кро- щ ме того, при реализации резистора

RC-цепи в виде источника стабильного тока величина амплитуды импульса базового тока силового транзистора является величиной постоянной, в некоторых практических случаях ограничивает функциональные возможности применения однотактного преобразователя, Цель изобретения — повышение КПД однотактного преобразователя и расширение его функциональных возможностей.

Изобретение позволяет. отключать источник тока на время открытого состояния разрядного транзистора, т.е. устранить излишнее протекание тока от источника, при этом дости1 гается получение определенной функциональной зависимости уменьшения или увеличения базового тока силового транзистора при изменении напряжения первичного источника питания.

На чертеже изображена схема однотактного преобразователя.

Однотактный преобразователь содержит силовой транзистор 1, в коллектор которого включена обмотка выходного трансформатора 2. База транзистора 1 подключена к точке соединения отпирающего 3 и запирающего

4 транзисторов. Эмиттер транзистора

3 через токоэадающий резистор 5 подключен к первому входному выводу преобразователя, а база его соединена с конденсатором 6, выходом источника 7 тока и коллектором разрядного транзистора 8, база которого соединена с коллектором выходного транзистора 9 через резистор 10, а также через базовый резистор 11 с первым входным выводом и эмиттером транзистора 8. Коллектор транзистора

9 подключен через входной резистор

12 к базе токоуправляющего ключа 13, эмиттер которого соединен с первым управляющим входом источника 7 тока, а коллектор через ограничивающий резистор 14 — с первым входным выводом, к которому через компенсирующий резистор 15 подключен и второй управляющий вход источника

7 тока.

Однотактный преобразователь работает следующим образом.

При появлении входного импульса синхронизации на базе транзистора 9 последний открывается, вследствие чего открывается разрядный 8 и запирающий 4 транзисторы. Если ранее на конденсаторе 6 имелся заряд напря— жения, то он шунтируется транзистором 8,а отпирающий транзистор 3 закрывается. При этом управляющий источник 7 тока заперт иэ-за запертого токоуправляющего ключа 12. Силовой транзистор 1 закрыт, чем обеспечивается отдача магнитной энергии, накопленной в магнитопроводе выходного трансформатора 2, в нагрузку, Когда входной импульс синхронизации закрывается,транзистор 9 запирается. Вследствие этого запираются и транзисторы 8 и 4.Открывается ключ

13,затем конденсатор 6 начинает за1166238

Составитель Т. Ершова

Техред О.Ващишина Корректор И. Эрдейи

Редактор В. Данко

Заказ 4319/50 Тираж 646 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 ряжаться от источника 7 тока,так как на его первый управляющий вход через резистор 12 подается открывающий сигнал. Линейный заряд конденсатора 6 приводит к появлению линейно нарастающего напряжения на токозадающем резисторе 5, и в базу силового транзистора 1 начинает поступать линейно нарастающий импульс базового тока.

Силовой транзистор 1 открывается, и !О при выборе соответствующих параметров резистора 5, конденсатора 6 и тока управляемого источника 7 обеспечивается пропорциональность базового и коллекторного токов силового транзис- 1 тора 1.

Для обеспечения запертого состояния разрядного транзистора 8 при включенном положении ключа 13 необходимо, чтобы падение напряжения 20 на резисторе 11, создаваемое током, протекающим через резисторы 10 и 14, не превышало порогового напряжения включения транзистора 8. Практически это довольно легко выполнимо, так как д базовый ток ключа 13 может быть выбран меньшим, чем коллекторный ток транзистора 9.

При появлении входного импульса синхронизации процессы протекают аналогично, действие компенсирующей цепи, состоящей иэ резистора 15, заключается в следующем.

Если входное напряжение преобразо-35 вателя увеличивается, то ток через резистор 15 увеличивается тоже, Это приводит к тому, что ток источника

7 тока уменьшается, так как напряже» ние стабилитрона источника 7 тока 40 остается неизменным, а разностный ток через змиттерный резистор то» корегулирующего транзистора источника 7 тока уменьшается ° Таким образом при увеличении напряжения Е ток 45 источника 7 тока уменьшается, а при уменьшении — ток увеличивает< я.

Практически ценность этого свойства заключается в том, что при соответст.-ующем выборе параметров резистора 15 и источника 7 тока возможно достижение инвариантности выходного напряжения однотактного преобразователя по отношению к входному напряжению Е„. Это обусловлено тем, что при увеличении Е должна увеличиваться амплитуда коллекторного тока силового транзис— тора однако уменьшение амплитуды базового тока транзистора 1, вызванное наличием компенсирующего резистора 15, не дает воэможности увеличения коллекторного тока, так как выводит транзистор 1 из насыщения.

Аналогично, обратное действие происходит при уменьшении Е . Для практической реализации положительных свойств описываемого эффекта необходимо, чтобы режим работы транзистора 1 при нижнем значении напряжения Е> находился на грани насыщения, тогда обеспечивается регулирование (стабилиз щия) выходного напряжения преобразователя при более высоких напряжениях Е>.

Следовательно, наличие токоуправ ляющего ключа 13, отключающего источник 7 тока во время закрытого состояния силового транзистора 1 и открытого состояния разрядного транзистора 8, дает возможность получить выигрыш по мощности, рассеиваемой источником 7 тока, а следовательно, и всем преобразователем.

Введение же компенсирующего резистора 15 дает возможность расширить функциональные возможности примене-. ния однотактного преобразователя, в частности получить свойство параметрической стабилизации выходного напряжения.