Однотактный преобразователь напряжения постоянного тока

 

ОДНОКОНТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий усилитель мощности, входом подключенный к входным зажимам через сетевой выпрямитель, а вьрсодом через выпрямитель и фильтр - к выходу устройства , причем управляющий вход усилителя мощности через узел управления соединен с выходом устройства. отличающийся тем, что, с целью повьппения КПД и надежности устройства за счет улучшения формы базового тока, в него введены диод, конденсатор, резисторы, транзистор, причем анод диода подключен к кодлектору транзистора усилителя мощности , а его катод соединен с одним зажимом конденсатора и с одним выводом первого резистора, другой зажим конденсатора подключен к эмиттеру транзистора усилителя мощности, а другой вывод первого резистора соединен с коллектором транзистора, за которого через второй резистор подключена к управляющему входу усилителя мощности, а эмиттер транзистора соединен с базой транзистора усилителя мощности.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1181077 (51)4 Н 02 М 3 335

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ а,,,„

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3621328/24-07 (22) 13.07.83 (46) 23.09.85. Бюл. 9 35 (72) Я.Н.Гамисония, Г.Т.Берия, Н.И.Надашвили и Т.Д.Шавлакадзе (53) 621.314.26(088.8) (5e) Электронная техника в автоматике.Под ред. lO.È.Êîíåâà. М.: Советское радио, 1980, вып. 11, с. 100.

Электроника, 1980, т.53, Р 4, с ° 59. (54) (57) ОДНОКОНТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий усилитель мощности, входом подключенный к входным зажимам через сетевой выпрямитель, а выходом через выпрямитель и фильтр — к выходу устройства, причем управляющий вход усилителя мощности через узел управления соединеН с выходом устройства, отличающийся тем, что, с целью повьппения КПД и надежности устройства за счет улучшения формы базового тока, в него введены диод, конденсатор, резисторы, транзистор, причем анод диода подключен к коллектору транзистора усилителя мощности, а его катод соединен с одним зажимом .конденсатора и с одним выводом первого резистора, другой зажим конденсатора подключен к эмиттеру транзистора усилителя мощности, а другой вывод первого резистора соединен с коллектором транзистора, база которого через второй резистор подключена к управляющему входу усилителя мощности, а эмиттер транзистора соединен с базой транзистора усилителя мощности.

1181077

Изобретение относится к области электротехники и, в частности, может быть использовано при создании источников питания радиоэлектронной аппаратуры. 5

Целью изобретения является повышение КПД и надежности за счет улучшения формы базового тока.

На фиг. 1 приведена блок-схема однотактного преобразователя напряжения постоянного тока; на фиг. 2— временные диаграммы работы устройства.

Вход сетевого выпрямителя 1 подклю. чен к сети, а его выход — к входу !5 фильтра 2, выход которого соединен с входом усилителя 3 мощности, трансформатором 4 и ключевым транзистором ключом 5. К выходу трансформатора 4 подключен выпрямитель 6 и фильтры 7, 20 выход которого служит выходом устройства.Выход 8 узла управления соединен с управляющим входом усилителя 3, мощности и выходом устройства через цепь 9 обратной связи. Транзистор 25

10 коммутирует через резистор 11 конденсатор 12, причем последовательно входной цепи транзистора 10 включен резистор 13. Параллельно ключевому транзистору 5 включен ре- 311 зистор 14 и конденсатор 15, а их разрядная цепь состоит из диодов

16 и 17.

Схема работает следующим образом.

Сетевое напряжение выпрямляется выпрямителем 1, сглаживается фильтром 2 и поступает на усилитель 3 мощности, от которого переменное напряжение выпрямляется выпрямителем

6 и сглаживается фильтром 7, на выходе. которого имеется постоянное напряжение. Узел 8 управления служит для вырабатывания импульсов тока, предназначенного для управления ключом 5 усилителя 3 мощности. Обрат- 5 ная связь осуществляется через цепь

9 обратной связи.

В начальный момент, до поступления отпирающего импульса, ключ 5 заперт и конденсаторы 12 и 15 заряжены напряжением 0 „ Пр. с мс кс

Узел 8 управления выдает ток управления i (фиг.2). При положительном импульсе тока управления i >+ открыт транзистор 10, и на базу ключа 5, кроме тока управления, поступает отпирающий ток через резистор

11. Конденсатор 12 начинает разря. жаться. Уровень разрядки конденсатора 12 зависит от длительности отпирающего импульса тока t < Т который проходя через резистор 11 экспоненциально уменьшается и отпирающий импульс тока базы i> в начальный момент имеет большее значение а в конце достигает минимального значения. В момент t3 ток управлений меняет напраьление, транзистор

10 запирается и ключ 5 начинает запираться, а конденсатор заряжается. Напряжение на ключе Бк повьппается экспоненциально. Пока оно достигает значения U ключ 5 в те( чение интервала времени и — t .==t 4

4 р успевает запереться благодаря наличию форсирующей цепочки в базовой цепи.

Предлагаемая схема однотактного преобразователя напряжения постоянного тока позволяет получить крутой положительный фронт коллекторного тоиа ключа при последующем слабом насыщении, что способствует уменьшению потерь заднего фронта транзистора. То, что конденсатор 12 находится в разряженном состоянии, способствует существенному снижению потерь мощности при выключении транзистора.

Емкость конденсатора 12 ограничивается двумя условиями: она должна быть достаточной величины, чтобы на коллекторе ключа,. пока он закроется., обеспечить постепенный подъем напряжения, с другой стороны конденсатор 12 должен успеть разрядиться за.максцмальное время длительности отпирающего импульсаТ

При узком отпирающем импульТ се t< (— конденсатор 12 может не успеть разрядиться, при этом ток коллектора ключа уменьшается, поэтому потери на переключение ключа не растут. Емкость конденсатора 15 больше по сравнению с емкостью конденсатора 12 и напряжение там остается выше питающего напряжения.

Энергия, накопления в индуктивности трансформатора, в основном разряжается в конденсаторе 15 и частично в конденсаторе 12. Напряжение на конденсаторах 15 и 12 достигает в каждом периоде одинакового максимального значения U и зависит з м«кс от соотношения временно отпертого и запертого состояний ключа в перио,де. Энергия в конденсаторе 12 идет на улучшение формы тока базы ключа.

При активной. нагрузке, когда в коллекторнай цепи ключа вместо трансформатора включен резистор, и при

1u1Oi i 4 маломощном трансформаторе (до 20ВА) можно не использовать конденсатор

15, диод 16 и соответствующий резистор, так как энергия зарядки индук-. тивности трансформатора в последнем случае мала и достаточно включить

1 один конденсатор 12 малой мощности.

1181077

Составитель В.Хандогин

Редактор Т.Кугрышева Техред О.Неце Корректор И.Зрдейи

Заказ 5945/57 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4