Преобразователь постоянного напряжения в ток

 

Изобретение относится к электротехнике и используется во вторичных источниках питания.; Цель изобретенияповышение надежности путем ограничения коллекторных токов транзистора и выравнивание токов коллекторов параллельно включенных транзисторов. При подаче напряжения от источников 21, 24 и 26 tiycTb транзистор 1 открывается , а транзистор 2 закрывается, сердечники (с) 5 и 6 дросселя 4 насыщения перемагничиваются.-С 5 выходит из режима насыщения, а С 6 - насыщается. При этом обмотки 7 и 11 работают параллельно, осуществляя режим преобразования источника напряжения в источиик тока. Изменения тока нагрузки 16 отслеживается обратной, связью, состоящей из датчика 17 тока и блока управления. Линейный дроссель 23 обеспечивает вынужденный режим намагничивания дросселя 4 насыщения. При перегрузке ток, протекающий по обмоткам 11 и 12 С 5 и 6, создает магнитные потоки, встречно направленные потоком, создаваемым обмотками 9 и 10. Это-увеличивает сопротивление С 5 и 6. При параллельном включении транзисторов инвертора, введенные обмотки 11 и 12 включаются последовательно с каждым транзистором. Это позволяет выравнивать ток в цепи каждого транзистора.. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. I сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1 (5g 4 Н 02 M 3/335

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с ф

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3819257/24-07 (22) 05,12.84

:(46) 07.08.86. Бюл. У 29 (71) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) С. М. Калашник и В. В. Филатов (53) 621.314.58(088.8) . (56) Патент США В 3806792, ;кл. Н 02 М 3/385; 32)/25, 23.04.74.

Патент США 11 4462069, кл. Н 02 М 3/335, 363/23, 24,07.84.

Заявка Японии У 57-58683, кл. Н 02 M 3/335, 1982, (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В TOK (57) Изобретение относится к электро технике и используется во вторичных источниках питания. Цель изобретения " повышение надежности. путем ограничения коллекторных токов транзистора и выравнивание токов коллекторов параллельно включенных транзисторов.

При подаче напряжения от источников

21, 24 и 26 пусть транзистор 1 открывается, а транзистор 2 закрывается, сердечники (С) 5 и 6 дросселя 4 насыщения перемагничиваются.- С 5 выходит из режима насыщения, а С 6— насыщается. При этом обмотки 7 и 11 работают параллельно, осуществляя режим преобразования источника напряжения в источник тока. Изменения тока нагрузки 16 отслеживается .обратной связью, состоящей из датчика 17 тока и блока управления. Линей. ный дроссель 23 обеспечивает вннужденный режим намагничивания дросселя 4 насыщения. При перегрузке ток, протекающий по обмоткам 11 и 12 С 5 и 6, создает магнитные потоки, встречно направленные потоком, создаваемым об- МФ мотками 9 и 10. Это-увеличивает сопротивление С 5 и 6. При параллельном включении транзисторов инвертора, вве- Я денные обмотки 1.1 и 12 включаются последовательно с каждым транзистором.

Это позволяет выравнивать ток в цепи каждого транзистора., 1 s.ï. ф-лы, 1 ил.

12

Изобретение относится.к электро" технике и может быть использовано. в источниках вторичного электропитания систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники.

Целью. изобретения является повьппе,ние надежности преобразования постоянного напряжения путем ограничения тока коллектора транзисторов, а также выравнивание токов коллекторов транзисторов при их параллельном включении.

На чертеже представлена схема:. устройства.

Преобразователь постоянного напря. жения и ток содержит двухтактный инвертор на транзисторах 1 и 2 и трансформаторе 3, дроссель 4 насьпцения, имеющий сердечники 5 и 6 с рабочими обмотками 7 и 8, обмотками 9 и 10 управления, а также дополнительными обмотками 11 и 12. Рабочие обмотки

7 и 8 дросселя 4 насыщения включены между трансформатором 3 и согласующим трансформатором 13; который со.единен с выпрямителем 14, фильтром

15 и нагрузкой 16,.в цепи которой включен резистивный датчик 17 тока, который соединен с блоком 18 управления, который содержит,дифференциальный усилитель 19, схему 20 сравнения, которая соединена с эталонным . источником 21. Дифференциальный усилитель 19 выполняется на базе операционного усилителя. Дифференциальный усилитель 19 соединен с транзистором 22 схемы 20 сравнения. Тран.зистор 22 включен последовательно с обмотками 9 и 10 управления дроссе.ля насыщения, линейным дросселем 23 и .и источником 24. Коллектор транзис.!тора 22 через стабилитрон 25 соединен с источником 24 ° Эмиттеры транзисторов 1 и 2 инвертора соединены с источником 26, 49666 режим преобразования источника на.пряжения в источник тока. Ток, проI текающий через обмотку 8, вводит сердечник 6 в режим насьпцения. Преобразованное напряжение трансформируется согласующим трансформатором

13, выпрямляется выпрямителем 14, фильтруется фильтром 15 и поступает в нагрузку 16, Изменения тока на10 груэки.16 отслеживается обратной связью, состоящей из датчика 17 тока, и блока управления. Линейный дроссель 23 служит для обеспечения вы-, . 1. нужденного режима намагничивания

15 дросселя 4 насьпцения., Стабилитрон 25 .ограничивает пульсацни по напряжению, трансформируемые в обмотки 9 и 10 ,дросселя 4 насыщения. Опорный источник 24 определяет максимальный ток нагрузки. Изменение напряжения эталонного источника 21 позволяет регупировать ток в нагрузке 16.

При эапирании транзистора 1 и отпиранйи транзистора 2 процессы повто2s ряются, только теперь сердечник 5 на сыщается, а сердечник 6 выходит из:, режима насьпцения. . В случае возйикновения перегрузоч"

l ных режимов в цепях обоих транзисто

30 ров 1 и 2 инвертора или в цепи.транзистора 1 или 2, ток, протекающий через дополнительные обмотки 11 и 12 сердечников 5 и 6 дросселя 4 насыщения, создает магнитные потоки, направленные встречно потокам, создаваемым обмотками 9 и 10 управления. Это приводит к увеличению магнитного сопротивления сердечников дросселя 4 насыщения и напряжение источника 26 питания падает на дополнительных об-

4О мотках 11 и 12 сердечников 5 и 6, Май симальный ток, протекаемый через транзисторные ключи, определяется из выражения где

I

K .

Iy

Преобразователь постоянного напряжения в ток работает следующим об-. разом.

При подаче напряжения питания от источников,21, 24 и 26 пусть транзистор.l открывается, а транзистор

2 закрывается, сердечники 5 и 6 дросселя 4 насыщения начинают перемагничиваться. Сердечники 5 выходят из режима насыщения, а сердечник 6 насыщается. При этом рабочая 7 и дополнительная ll обмотки сердечника 5

1 работают параллельно,.осуществляя.ток, протекающий по рабо-. чим обмоткам дросселя насыщения; ток, протекающий в ключах инвертора; ток управления дросселя насыщения; количество витков в рабочих, дополнительных и управляющих обмотках.

1249666 осуществить фуйкцию выравнивания тока, Формула изобретения

Составитель В. Ежов

Редактор В. Иванова . Техред Л.Олейник.. Корректор О. Луговая

Заказ 4337/57 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4.

Уравнение (1) показывает, что ток

I, протекающий через ключ, зависит к от тока нагрузки I и тока управления

I при неизменных витковых данных, ч определен в любой момент времени, максимален при максимальном токе уп-, равления Т;, и не может превьппать значения, .определяемого при проектировании источника. 10

При параллельном включении транзисторов в плечах инвертора дополнительные обмотки включаются последо;вательно с каждъпк ключом. Это позволяет осуществлять выравнивание тока в 15 в цепи каждого ключа. Число витков дойолнительных обмоток, включаемых в цепь каюкдого ключа, можно определить следующим образом где n — количество параллельных 25 цепей;

Юд,„, †. количество витков в цепи каждого ключа;

I.; — ток в цепи каждого ключа.

Таким образом, в преобразователях 30 постоянного напряжения в ток, имеющих структуру инвертор — преобразователь источника напряжения в источник тока, можно повысить надежность устройств без применения комплекса сложных мер, А также при параллель:ном включении ключей удается просто

1. Преобразователь постоянного напряжения в ток, содержащий двухтактный транзисторный инвертор, вторичная обмотка трансформатора которого соединена через дроссель насьпцения с первичной обмоткой согласующего трансформатора, вторичная обмотка которого соединена через выпрямитель и фильтр с выходными выводами преобразователя, датчик тока, включенный последовательно в цепь нагрузки и подсоединенный к входу блока управления, выход которого подключен к обмотке управления дросселя насыщения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем ограничения величины коллекторного тока транзисторов инвертора, в него введены дополнительные обмотки дросселя насьпцения, включенные последовательно в .цепь коллекторов транзисторов инвертора.

2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что, с це- -. лью выравнивания токов при параллельном включении нескольких транзисторов инвертора в каждом плече, дополнительные обмотки дросселя насыщения включены последовательно в цепь каждого из параллельно:.включен ных транзисторов инвертора.