Преобразователь постоянного напряжения

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий две пары последовательно включенных транзисторов , которые соединены последовательно и подключены к входным выводам , причем последние зашунтированы делителем напряжения на двух конденсаторах , между точкой соединения которых и точкой соединения пар транзисторов включен последовательный резонансный LC -конТур, к конденсатору которого подключен выходной трансформатор, при этом каждая пара транзисторов зашунтирована пер-, выми рекуперирующими диодами, точка соединения конденсаторов делителя напряжения соединена с точками соединения транзисторов в каждой паре через вторые рекуперирующие диоды, а управляющие входы транзисторов, соединены с соответствующими выходами I блока управления, отличающий с -я тем, что, с целью повыше (Л ния КПД, выходной трансформатор снабжен дополнительными обмотками по с числу транзисторов, которые через дополнительные диоды подключены параллельно управляющим переходам транзисторов.

((9) (! I) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦ ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5()4 Н 02 7 537 (Cfp( ((1/ у g (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3753641/24-07 (22) 14.06.84 (46) 15. 11.85. Бюл. Ф 42 (71) Минский радиотехнический институт (72) В.В.Попов, Е.К.Попова и В.Э.Пацевич (53) 62 1. 314. 57 (088. 8) (56) Патент США )(- 4270163, кл. Н 02 M 7/537, 1979.

Авторское свидетельство СССР

М - 741398, кл. Н 02 M 7/537, 1983.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1091291, кл. Н 02 М 7/537, 1983. (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий две пары последовательно включенных транзисторов, которые соединены последовательно и подключены к входным выводам, причем последние зашунтирова- ны делителем напряжения на двух конденсаторах, между точкой соединения которых и точкой соединения пар транзисторов включен последовательный резонансный ЬС -контур, к конденсатору которого подключен выход( ной трансформатор, при этом каждая пара транзисторов зашунтирована пер-. выми рекуперирующими диодами, точка соединения конденсаторов делителя напряжения соединена с точками соединения транзисторов в каждой паре через вторые рекуперирующие диоды, а управляющие входы транзисторов, соединены с соответствующими выходами блока управления, о т л и ч а ю—

O шийся тем, что, с целью повышения КПД, выходной трансформатор снабжен дополнительными обмотками по числу транзисторов, которые через дополнительные диоды подключены параллельно управляющим переходам транзисторов.

ll92077

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

Цель изобретения — повышение КПД.

На фиг. 1 показана функциональная схема преобразователя, на фиг. 2

/ диаграммы напряжений, поясняющие принцип его работы.

Преобразователь содержит две пары 10 последовательно соединенных транзисторов 1, 2 и 3, 4, которые включены последовательно-согласно и подключе,ны к входным выводам, причем послед ние зашунтированыемкостным делителем 15

1 напряжения на двух конденсаторах 5 и 6, между точкой соединения которых и точкой соединения пар транзисторов включен последовательный резонансный LC -контур 7, к конденсато- 20 ру. которого подключен выходной трансформатор 8 с первичной обмоткой 9 и вторичной 10. К выходу последней подключен выходной выпрями- . . тель 11 с Фильтром 12 и нагрузкой 25 13. Каждая пара транзисторов зашун-! тирована первыми рекуперирующими диодами 14 и .15, а точка соединения конденсаторов соединена с точками соединения транзисторов в каждой паре через вторые рекуперирующие диоды .16 и 17. Управляющие переходы транзисторов подключены к выходам блока управления 18.. Выходной трансформатор снабжен дополнительны35 ми (по числу транзисторов) обмотками 19-22, которые через дополнительные диоды 23-26 подключены к управ-. ляющим переходам транзисторов 1-4.

Преобразователь работает следую- 40 щим образом..

Узел управления формирует на, управляющих входах транзисторов 1- 4 импульсы управления V< показанные, на фиг. 2а-r. 45

При этом на входе (С -контура 7 напряжение имеет вид, показанный на фиг. 2и, а на выходе .l C -конту-.: ра — на фиг. 2к.. Такой же сигнал, но уменьшенный в коэффициент транс- 50 формации раз, будет и на обмотках

19-22 выходного трансформатора 8.

Наибольшие потери имеют место при максимальной выходной мощности преоб разования, которая будет при макси- 55 мальной ширине импульсов.

Для простоты рассмотрим работу одного плеча преобразователя при максимальной ширине импульсов (транзисторы 1 и 2).

Так как напряжение с выхода узла управления 18 U< и напряжение дополнительной обмотки "oA 19 и 20 включены встречно, то в момент переключения транзисторов (время 4< ), пока U< > U <>, к базе транзистора будет приложено напряжение U q, = "<, а величина тока базы будет 3g

0<

<.

Эта величина тока выбирается такой, чтобы транзистор был открыт с неглубоким насыщением и находился на границе активной области.

По мере увеличения выходных напряжений (фиг. 2к) напряжение на дополнительных обмотках 19 и 20 изменяется по закону 0 = 0О со Ч 4 где 3Π— максимальное напряжение на выходе дополнительной обмотки при максимальном выходном напряжении (момент ), сй — частота следования импульсов управления.Как только

f величина напряжения U «> будет равна величине 0», напряжение на базе транзистора будет изменяться по закону

Ub,=U (Uo-U,)совы .

При этом величина тока изменяется по закону

U< (0 -U,) coo а1

+ < (2) г где при «О„.> 8< ток базы получает приращение . (U(>-(1<) соз v4

Ток, поступающий в базу транзистора, имеет форму, .показанную на фиг. 2д.

При максимальном коллекторном токе (момент 4 < фиг. 2) обеспечивается максимальный базовый ток, равный

"о что обеспечивает глубокое гр у насыщение транзистора, а следовательно, минимальное остаточное напряжение (открытый транзистор, фиг. 2ж,э, момент ) .

По мере уменьшения выходного напряжения (фиг. 2к) (момент 1п — <.з ), которое имеет синусоидальную форму, уменьшается и ток, потребляемый от транзисторов преобразователя. При этом по мере уменьшения коллекторно1192077 го тока уменьшается и ток, поступающий в базу транзистора, что в свою очередь уменьшает его коэффициент насыщения. К моменту времени t транзистор находится в открытом состоянии у активной области на границе насыщения. После прекращения импульса управления (момент t 3 ) транзистор выключается, и время выключения транзистора минимально.

При таком управлении остаточное напряжение на транзисторах минимальное и изменяется с изменением выходного тока.

Очевидно, что величинами имеет хэ хэ хэо

Из (3) видно, что величина 0 х, 5 при максимальной величине выходного напряжения и тока (5lnut = О) равна

"хэо, а приь1пса1 = 1, Ох,, =

= 2 ll т.е. с применением подобнохэа го схемного решения величина остаточ10 ного напряжения уменьшается по край-. ней мере в 2 раза, а следовательно, величина мощности статических потерь на включенном транзисторе 0хэ в ,2 раза меньше, а следовательно, КПД увеличивается в 2 раза. Ц выбирается обычно из соотношения Ц = 40 .

1192077

Поущсмое

Ул.Проектааа, 4