Двухтактный транзисторный преобразователь постоянного напряжения

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (gD 4 Н 02 M 7/5387

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4133756/24-07 (22) 16. 10.86 (46) 15.02. 88. Бюл. Н- 6 (71) Винницкий завод радиотехнической аппаратуры (72) С.M.Ìåëüíèê, С.Д.Рудык, В.Е.Турчанинов и В.И.Мочульский (53) 621.314.058(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1145426, кл. Н 02 M 7/537, 15.03.83.

Авторское свидетельство СССР

Р 902180, кл.. Н 02 М 7/537, 29.04.80.

Заявка ФРГ У 2443065, кл. Н 02 М 7/537, 02.09,86. (54) ДВУХТАКТНЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО .НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель — повышение надеж„„Я0„„1374380 А 1 ности путем снижения перегрузок по мощности транзисторов преобразователя в момент переключения. Преобразователь содержит два транзистора 1 и 2, через последовательно соединенные дополнительные диоды 15, 16 подключенные к входным выводам. Корректирующие RCD-цепочки 7, 11 ограничивают скорость нарастания напряжения на транзисторах 1 и 2. После окончания процесса рекуперации закрывается рекуперационный диод 3 и в точке соединения дополнительных диодов 15, 16 устанавливается напряжение, равное половине источника питания. Напряжение на конденсаторах t0, t4, 17 не изменяется. Коллекторно-эмиттерное напряжение кажцого из транзисторов

1 и 2 в момент времени, предшествующий их включению, равно половине источника питания. 2 ил.

1 374380

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

Целью изобретения является повышение надежности двухтактного транзисторного преобразователя постоянного напряжения путем снижения перегрузок по мощности транзисторов преобразователя в момент переключения, На фиг. 1 показана электрическая схема двухтактного транзисторного преобразователя постоянного напряжения; на фиг. 2 — эпюры напряжений и токов, иллюстрирующие его работу, Преобразователь постоянного напряжения содержит два транзистора 1 и 2, два рекуперационных диода 3 и 4, два конденсатора 5 и 6 емкостного делителя напряжения, корректирующую RCD-цепочку 7, ограничивающую скорость нарастания напряжения на транзисторе 1 и состоящую из резистора 8, диода 9 и конденсатора

10, корректирующую RCD-цепочку 11, ограничивающую скорость нарастания напряжения на транзисторе 2 и состоящую из резистора 12, диода 13 и конденсатора 14, дополнительные диоды

15 и 16 и дополнительный конденсатор 17.

Транзистор 1 управляется импульсами с выхода формирователя управляющих импульсов 18, а транзистор 2— с выхода формирователя управляющих импульсов 19.

Преобразователь постоянного напряжения работает следующим образом.

При положительном полутакте (фиг. 2, интервал времени t< — r. ) транзистор 1 открыт, а транзистор

2 закрыт. Энергия источника питания

Е „ через открытый транзистор 1 и дополнительный рекуперационный диод

15 поступает в активно-индуктивную нагрузку. При этом конденсатор 10 корректирующей RCD-цепочки 7 заряжается до напряжения E током, протекающим по цепи — +Е„, 1, 8, 10, E „, дополнительный конденсатор 17 разряжается током, протекающим по цепи—

17, параллельное соединение 14 с последовательным соединением 12 и 3, 1, 8, 17 до нулевого напряжения, конденсатор 14 корректирующей RCD-цепочки 11 в начале полутакта заряжается током разряда конденсатора 17, про5

$0

55 текающим по цепи — 14, 1, 8, 17, 14, а в конце полутакта разряжается по цепи — 14, 12, 3, 14 до нулевого напряжения. Таким образом, в момент времени с на конденсаторе 10 устанавливается напряжение Е„, а на конденсаторах 17 и 14 — нулевые напряжения.

После окончания положительного полутакта во время паузы (фиг. 2, интервал времени с — с ) оба транзистора закрыты. При этбм часть энергии, запасенной в активно-индуктивной нагрузке во время положительного полутакта, расходуется на перезаряд конденсаторов 10, 14, 17 (на интервале времени с — с ), а остаток этой энергии рекуперирует в источник питания (на интервале времени г. — t4).

На интервале времени t — r конэ денсатор 10 корректирующей RCD-цепочки 7 перезаряжается током, протекающим по цепи — 10, 9, 15, нагрузка 8, 10. В момент времени с, когда на конденсаторе 10 установится нулевое напряжение, открывается рекуперационный диод 4 и остаток энергии, занесенной в активно-индуктивной нагрузке, рекуперирует в источник питания (интервал времени t — t4).

На интервале времени t — t > каждый из конденсаторов 14 и 17 заряжается током, протекающим по цепи—

14, 17, 9, 15, нагрузка 5, 14 до напряжения — (при равенстве величины

Е„

2 емкостей конденсаторов 14 и 17) . Таким образом, в момент времени с на

3 конденсаторе 10 устанавливается нулевое напряжение, а на каждом из конденсаторов 14 и 17 — напряжение

Еп (при равенстве величины емкостей

2 конденсаторов 14 и 17) .

После окончания процесса рекуперации (момент времени t ) закрывается рекуперационный диод 4 и в точках А преобразователя (фиг. 1) устанавливаЕ» ется напряжение —, 2

При этом напряжения на конденсаторах 10, 14 и 17 не изменяются и остаются такими же, какими они установились в момент времени с.. В момент

t открывается транзистор 2 и энер-.

5 гия источника питания Е„ через открытый транзистор 2 и диод 16 поступает в актйвно-индуктивную нагрузку. При этом конденсатор 14 корректирующей

1374380

40

RCD-цепочки 11 заряжается до напряжения Е„ током, протекающим по цепи—

+Е„, 14, 12, 2, -Е„, дополнительный конденсатор 17 разряжается до нулевого напряжения током, протекающим по цепи — 17, 12, 2, параллельное соединение 10 с последовательным соединением 4 и 8, 18, конденсатор 10 корректирующей RCD-цепочки 7 в начале полутакта заряжается током разряда конденсатора 17, протекающим по цепи — 10, 17, 12, 2, 10, а в конце полутакта разряжается по цепи — 10, 4, 8, 10 до нулевого напряжения. Таким образом, в момент времени с на конденсаторе 14 устанавливается напряжение Е„, а на конденсаторах 10 и

17 — нулевые напряжения.

После окончания отрицательного полутакта (фиг. 2, момент времени

t6), во время паузы (интервал времени t < — с ) оба транзистора закрыты.

При этом часть энергии, занесенной в активно-индуктивной нагрузке во время отрицательного полутакта, расходуется на перезаряд конденсаторов

10, 14 и 17 (на интервале времени

t < — с ), а остаток этой энергии ре куперирует в источник питания E (на интервале времени tT — с ).

На интервале времени r — с конденсатор 14 корректирующей RCD-цепочки 11 переэаряжается током, протекающим по цепи — 14, 5, нагрузка, 16, 13, 14. В момент времени с, когда на конденсаторе 14 установится нулевое напряжение, открывается рекуперационный диод 3 и остаток энергии, запасенной в активно-индуктивной нагрузке рекуперирует в источник пита1 ния (интервал времени с — с ).

На интервале времени с6 — с7 каж— дый из конденсаторов 10 и 17 заряжается током, протекающим по цепи— нагрузка, 16, 13, 17, 10, 6, нагрузка

Е< до напряжения -- (при равенстве вели2 чин емкостей конденсаторов 10 и 17), Таким образом, в момент времени t., на конденсаторе 14 устанавливается нулевое напряжение, а на каждом из конденсаторов 10 и 17 напряжение

Еи

После окончания процесса рекуперации (момент времени с ) закрывается рекуперационный диод 3 и, в точке А

Еп устанавливается напряжение — (фиг,1)

При этом напряжения на конденсаторах

10, 14 и .,17 не изменяются и остаются такими же, какими они установились в момент времени с., Таким образом, повышается надежность преобразователя за счет того, что коллекторно-эмиттерное напряжение каждого транзистора в момент времени, предшествующий его включению, . равно половине напряжения источника питания -- (фиг. 2) т.е ° динамиЕл

У ческие потери в транзисторе при включении уменьшаются. Кроме того, повышается КПД преобразователя эа счет уменьшения динамических потерь в транзисторах и потерь в резисторах

8 и 12 корректирующих RCD-цепочек, так как максимальное напряжение на каждом из этих резисторов равно половине напряжения источника питания

Ен (фиг.2).

Формула изобретения

Двухтактный транзисторный преобразователь постоянного напряжения, содержащий два конденсатора емкостного делителя напряжения, включенные между первым и вторым входными выводами, средняя точка которого присое динена к первому выходному выводу преобразователя, второй выходной вывод которого подключен к точке соедикения первого и второго диодов, включенных в последовательную цепь, состоящую из первого транзистора, коллектор которого присоединен к первому входному выводу, база — к выходу первого формирователя управляющих импульсов, а эмиттер — к первому выводу первого диода, второй вывод которого подключен к первому выводу второго диода, второй вывод котороро присоединен к коллектору второго транзистора, база которого подключена к выходу второго формирователя управляющих импульсов, а эмиттер— к второму входному выводу, две корректирующих цепи, состоящие из,последовательно соединенных конденсатора

55 и резистора, шунтированного диодом, конденсаторы которых присоединены соответственно к первому и второму входному выводу, а резисторы — к кол1374380 р

Составитель В.Ежов

Техред Л.Олийнык Корректор С.Шекмар

Редактор Т.Лазаренко

Заказ 615/53 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.Проектная, 4 лектору второго и эмиттеру первого транзистора, первый рекуперационный диод, первый вывод которого присоединен к второму входному выводу, и второй рекуперационный диод, второй вывод которого подключен к пер-. вому входному выводу, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения надежности путем снижения перегрузок по мощности транзисторов преобразователя в моменты переключения, введен дополнительный конденсатор, включенный между точками соединения

5 резисторов и конденсаторов первой и второй корректирующей цепи, при этом второй вывод первого рекуперационного диода присоединен к эмиттеру первого транзистора, а первый вывод второго рекуперационного диода — к коллектору второго транзистора.