Транзисторный преобразователь

 

Изобретение относится к технике преобразования энергии постоянного тока в энергию переменного тока и может быть использовано в устройстве вторичного питания электронной аппаратуры . Цель - повышение КПД во всем диапазоне нагрузки. В устр-ве в момент коммутации силовых транзисторов открывается дополнительный транзистор по сигналу с резистивного датчика , причем благодаря тому, что эмиттер дополнительного транзистора подключен с одной стороны через конденсатор к минусу источника питания, а с другой стороны через разделительные диоды к выводам обмотки обратной связи , дополнительный транзистор будет открываться независимо от нагрузки при постоянном относительном превышении коллекторного тока силового транзистора от его среднего значения. 1 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1372561

А1 (51) 4 Н 02 М 7/538

1 в1 э в

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

С:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4098784/24-07 (22) 26.05 ° 86 (46) 07.02.88. Бюл. У 5 (71) Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт тяжелого электромашиностроения Харьковского завода "Электротяжмаш им.В.И.Ленина (72) В.С.Калмыков и Л.Г.Бокан (53) 621.314.58 (088.8) (56) Ромаш З.M. Источники вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. — M.: Радио и связь, 1981, с.147-151.

Патент CIIIA II 3781638, кл. Н 02 М 3/34, 1973. (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к технике преобразования энергии постоянного тока в энергию переменного тока и может быть использовано в устройстве вторичного питания электронной аппаратуры. Цель — повышение КПД во всем диапазоне нагрузки. В устр-ве в момент коммутации силовых транзисторов открывается дополнительный транзистор по сигналу с резистивного датчика, причем благодаря тому, что эмиттер дополнительного транзистора подключен с одной стороны через конденсатор к минусу источника питания, а с другой стороны через разделительные диоды к выводам обмотки обратной связи, дополнительный транзистор будет открываться независимо от нагрузки при постоянном относительном превышении коллекторного тока силового транзистора от его среднего значения.

1 ил.

1372561

Изобретение относится к технике преобразования энергии постоянного тока в энергию переменного тока и может быть использовано в устройст5 вах вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры, Цель изобретения — повышение КПД во всем диапазоне изменения нагрузки преобразователя.

На чертеже приведена принципиальная схема транзисторного преобразователя.

Преобразователь содержит силовые транзисторы 1 и 2, трансформатор 3, 15 имеющий первичную обмотку 4, обмотку

5 обратной связи и выходную обмотку

6. Средняя точка первичной обмотки 4 соединена с первым входным выводом 7 преобразователя (положительный вывод 20 источника питания). Крайние выводы первичной обмотки 4 соединены с коллекторами транзисторов 1 и 2. Эмиттеры транзисторов 1 и 2 подключены через реэистивный датчик тока на резис- 25 торе 8 к второму входному выводу 9 (отрицательный вывод источника питания). Базы силовых транзисторов 1 и 2 подключены через резисторы 10 и 11 к крайним выводам обмотки 5 обратной связи, а через разделительные диоды

12 и 13 к коллектору дополнительного транзистора 14. База дополнительного транзистора 14 подключена к резистивному датчику тока на резисторе 8, а эмиттер через конденсатор 15 подключен к второму входному выводу 9.

Параллельно обмотке 5 обратной связи подключена цепочка иэ встречно-последовательно соединенных дно- 40 дов 16 и 17, общая точка соединения которых подключена к эмиттеру дополнительного транзистора 14. Параллельно баэоэмиттерным переходам транзисторов 1 и 2 включены диоды 18 и 19. 45

Параллельно выходной обмотке 6 подключена нагрузка 20.

Преобразователь работает следующим образом.

Пусть в произвольно выбранный на50 чальный момент времени транзистор 1 открыт, а транзистор 2 закрыт. Ток коллектора транзистора протекает через левую половину рабочей обмотки 4. Полярность напряжения на обмот55 ке 5 обратной связи такова, что транзистор 1 поддерживается в режиме насыщения, а транзистор 2 — в режиме отсечки (т,е. + на катоде диода

16, "-" на катоде диода 17). В этом режиме открыты диоды 17,19 и 12, а диоды 18,16 и 13 закрыты. Ток базы транзистора 1 создается за счет тока, протекающего по цепи: обмотка 5, резистор 10, базоэмиттерный переход транзистора 1, диод 19, резистор 11.

Транзистор 14 находится в приоткрытом состоянии (в активной зоне).

Отпирающий ток транзистора 14 протекает по цепи: обмотка 5, резистор 10, базоэмиттерный переход транзистора

1, базоэмиттерный переход транзистора 14, диод 17. Напряжение между базой и эмиттером транзистора 14 в этом режиме постоянно и определяется входной характеристикой транзистора

14, а также величиной напряжения на обмотке 5 и сопротивлением резисторов 10 и 11.

Конденсатор 15 заряжен до некоторого напряжения по цепи: обмотка 5, резистор 10, базоэмиттерный переход транзистора 1, резистор 8, конденсатор 15, диод 17.

Ток, протекающий через открытый транзистор 1, создает на резистивном датчике 8 падение напряжения, пропорциональное току нагрузки 20. Переключение транзисторов 1 и 2 начинается в момент насыщения трансформатора 3, когда его ток холостого хода резко увеличивается. При этом ток коллектора транзистора 1 резко возрастает, в результате чего перестает выполняться условие его насыщения. Резкое увеличение тока через транзистор 1 вызывает увеличение напряжения на резисторе 8. Так как напряжение между базой и эмиттером транзистора 14 определяется суммой напряжений на резисторе

8 и конденсаторе 15, резкий скачок напряжения на резисторе 8 приводит к открытию и насыщению транзистора

14. При этом напряжение на конденсаторе 15 через открытые транзистор 14 и диод 12 приложено к базоэмиттерному переходу транзистора 1, вызывая его форсированное эапирание, Конденсатор 15 при этом стремится разрядиться по цепи: резистор 8, диод 18, диод 12, транзистор 14.

В момент запирания транзистора 1 благодаря запасенной в трансформаторе 3 электромагнитной энергии обеспечивается резкая смена полярности напряжения на его обмотках, что приводит к появлению тока базы у ранее

1372561 закрытого транзистора 2. Далее лавинообразно с процессом эапирания транзистора 1 происходит процесс форсированного отпирания транзистора 2 за счет заряда конденсатора 15 (по цепи: обмотка 5, резистор 11, базоэмиттерный переход транзистора 2, резистор

8, конденсатор 15, диод 16).

При следующем насыщении трансфор- 1ð матора 3 увеличение тока через транзистор 2 вызывает увеличение напряжения на резисторе 8, при этом транзистор 14 открывается и напряжение на конденсаторе 15 через открытый диод

13 и транзистор 14 приложено уже к базоэмиттерному переходу транзистора

2, вызывая его форсированное запирание. Далее процессы переключения трайзисторов 1 и 2 из одного состояния в другое носят периодический характер.

Поскольку напряжение на баэоэмиттерном переходе транзисторов 14 постоянно, суммарное напряжение не ре- 25 зистивном датчике 8 и конденсаторе

15 также постоянно (не зависит от тока нагрузки). При изменении тока нагрузки 20 напряжение на реэистивном датчике 8 и конденсаторе 15 изме- 30 няется, сумма же этих напряжений не изменяется. Например, при увеличении тока нагрузки возрастает напряжение на резисторе 8, а напряжение на конденсаторе 15 соответственно уменьша35 ется.

Таким образом, транзистор 14 полностью отпирается независимо от на-, грузки при постоянном превышении коллекторного тока силового транзистора в момент коммутации от его среднего значения в течение полупериода.

Таким образом, абсолютный уровень ограничения бросков коллекторного тока силовых транзисторов в схеме зависит от тока нагрузки, что обеспечивает высокий КПД во всех режимах работы устройства. формула изобретения

Транзисторный преобразователь, содержащий два силовых транзистора, коллекторы которых соединены с выводами первичной обмотки трансформатора, имеющей среднюю точку, подключенную к первому входному выводу, а эмиттеры объединены и через реэистивный датчик тока соединены с вторым входным выводом, причем база каждого силового транзистора соединена через резисторы с выводами обмотки обратной связи и через реэделительный диод с коллектором дополнительного транзистора, база которого подключена к точке соединения эмиттеров силовых транзисторов, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД во всем диапазоне изменения нагрузки, эмиттер дополнительного транзистора соединен через введенные разделительные диоды с выводами обмотки обратной связи, а между эмиттером дополнительного транзистора и вторым входным выводом преобразователя включен дополнительный конденсатор.

1372561

Составитель Т.Ершова

Техред M.äèäüù Корректор А.Тяско

Редактор В.Петраш

Заказ 497/53

Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.(!рсектнан,4