Транзисторный преобразователь постоянного напряжения

 

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) (511 ф Н 02 М 7/5375

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ!Ф (21) 3695248/24-07 (22) 19.01.84 (46) 23.01.86. Бюл. II 3 (72) В.И.Хандогин (53) 621.3!4.58(088.8) .:(56) Патент США 3421099, кл. Н 02 M 7/537, 330-15, 07,01.64.

Электронная техника в автоматике. Под ред. 10.È.Êîíåâà, И.: Советское радио, 1974, вып. 6, с, 55-59, рис. I.

Авторское свидетельство СССР

В 729738, кл. Н 02 М 7/537, 28.09.78. (54 ) (57 ) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий ключевые элементы, подключенные к первичной обмотке трансформатора, вторичная обмотка которого подсоединена к выходным выводам преобразователя, а две дополнительные обмотки, соединенные встречно-последовательно, связаны своими крайними выводами с блоком управления, выходы которого подключены к управляющим входам ключевых элементов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности и КПД путем симметрирования режима работы трансформатора преобразователя, провод одной дополнительной обмотки намотан на провод другой дополнительной обмотки, причем первые крайние выводы этих обмоток соединены между собой, а вторые крайние выводы соединены с блоком управления через введенный узел симметрирования.

2. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что одна из дополнительных обмоток выполнена из ферромагнитного вещества.

3. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что обе дополнительные обмотки выполнены из ферромагнитного вещества.

1 12069

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники. 5

Целью изобретения является повышение КПД и надежности путем симметриронания режима работы трансформатора преобразователя.

На фиг. 1 изображены свитые про- 1О вода дополнительных обмоток для датчика несимметрии, на фиг. 2 — конструктивное выполнение трансформатора транзисторного преобразователя, на фиг. 3 — схема одного из вариан- 1Б тов реализации транзисторного преобразователя постоянного напряжения (двухтактный усилитель мощности с трансформатором со средней точкой); на фиг. 4 — эпюры напряжения на выходе датчика несимметрии при несимметричном режиме работы трансформатора преобразователя.

Транзисторный преобразователь (фиг. 3) состоит из ключевых элементов 1, включенных по двухтактной схеме с трансформатором 2, и блока

3 управления, соединенного с ключевыми элементами 1 и с дополнительной обмоткой для датчика несимметрии, Датчик несимметрии выполнен в виде. двух дополнительных обмоток 4 и 5, размещенных на сердечнике трансформатора 2 (фиг. 2)и включенных встречно, причем провод одной обмотки на3 > мотан на провод другой обмотки (фиг. 1), причем датчик несимметрии подключен к блоку 3 управления через узел 6 симметрирования. а ч„Д у и где Š— ЭДС на выходе датчика несимметрии, состоящего из двух встречно включенных дополнительных обмоток

4и5, — потокосцепление дополнительной обмотки 4 при принятии дополнительной обмотки 5 ее севдечником, 9 — потокосцепление дополнительной обмотки 5 при принятии дополнительной обмотки 4 ее сердечником, В сною очередь

30 V, )Б Р 1(тeldf=rd,р бс ме; е

2 2 21 г где- )„, < г

"11 1 чг P„» 9

Тогда

EQ<и (5„14 СО5 („О 1 Я f4 Q 5 g )()

Устройство работает следующим образом.

При подаче на управляющие входы ключевых элементов 1 с блока 3 управления импульсного напряжения (сигнала нида "меандр" или с паузой на

"нуле") ключевые элементы 1, попеременно открываясь и закрываясь, наводят прямоугольное переменное. напряжение на обмотках трансформатора

2. На дополнительных обмотках 4 и 5 также наводится переменное напряжение„ однако ввиду того, что дополнительные обмотки 4 и 5 свиты между собой и одновременно намотаны на сердечник трансформатора 2, а также включены встречно, сигнал основного переменного напряжения полностью подавляется. Поток рассеяния, возни36 2 кающий около сердечника трансформатора 2, пересекает скрученные витки обмоток 4 и 5, которые могут быть расположены перпендикулярно или параллельно изменяющемуся потоку. Причем провод одной из дополнительных обмоток, например, 4 является сердечником другой (обмотки 5). Переменные токи могут быть определены по ЭДС, наводимой в витках дополнительных обмоток, По закону электромагнитной индукции ф <,aid(„>,, р„.,„, нормированные числа витков на единицу длины обмоток 4 и 5, площади витка обмоток

4 и 5, — магнитные проницаемости обмоток 4 и 5; — углы между векторами нормали h z к поверхностям ограниченным витками обмоток 4 и 5; вектор напряженности магнитного поля. т.е. имеем сигнал с датчика, пропорциональный скорости изменения полного тока во времени при нарушении симметрии, Сигнал с датчика также не симметричен и поступает через узел 6 симметрирования в блок

3 управления для изменения режима работы ключевых элементов I. Эпюры

12069 напряжения на выходе датчика несимметрии при несимметричном режиме работы ключевого усилителя мощности показаны на фиг..4.

При углах V „= Ч,=7/4 (оптимальный случай), сигнал с датчика несимметрии равен максимальному значению.

Дальнейшее увеличение амплитуды напряжения датчика несимметрии возможно при выполнении дополнительных обмоток из материала, имеющего высокое значение магнитной проницаемости (P;; Pz), 20

Таким образом, напряжение, воз,никающее на датчике несимметрии,,является наиболее полной информа,ционной характеристикой о электромагнитном режиме сердечника трансформатора без нарушения режима его работы. Далее сигнал с датчика несимметрии может быть преобразован для регулирования длительности полупериодов задающего генератора или

36 4 для непосредственного воздействия на ключевые элементы 1.

Введение дополнительных обмоток для датчика несимметрии предложенным способом позволяет повысить надежность и КПД транзисторного преобразователя постоянного напряжения за счет исключения несимметричного режима работы трансформатора, а также исключения датчика в несимметрии из силовых цепей преобразователя. Конструкция предлагаемого трансформатора не отличается от известной, а количество витков дополнительных обмоток 4 и 5 не превышает 10.

Наиболее целесообразно использовать изобретение при проектировании мощных транзисторных преобразователей на повышенных частотах, где значительное влияние оказывает разница во временах рассасывания неосновных носителей н области без ключевых элементов.

1206936

Составитель В.Ежов

Редактор Н.Пушненкова Техред М.Надь Корректор В. Бутяга

Заказ 8732/58 .Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного коиитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал П11П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4