Транзисторный импульсный регулятор с повышенным входным напряжением
Изобретение относится к источникам вторичного электропитания. Целью изобретения является упрощение при одновременном повышении надежности. Импульсный регулятор содержит N последовательно включенных силовых транзисторов и один низковольтный транзистор 4, включенный в эмиттерную цепь силовых транзисторов. Низковольтный 4 и силовые I, 2 и 3 транзисторы управляются от формирователей 20, 14, 15 и 16 управляющих импульсов. Формирователи 14, 15 и 16 обеспечивают однополярные выходные импульсы. По сигналу 1пиротно-импульсного модулятора 26 первым выключается низковольтный транзистор, раз.мыкая при этом э.миттерную цепь силового транзистора I. Ток дросселя 7, проникая но коллекторному переходу силового транзистора I и диоду 21, форсированно рассасывает его. После выключе 1ия силового транзистора 1 обрывается эмиттерная цепь транзистора 2 и через его коллекторный переход проникает ток дросселя 7, который замыкается через блокирующий диод 22 и вспомогательные источники 23 и 24. После запирания силового транзистора 2 происходит рассасывание и выключение силового транзистора 3. Т.о. все силовые транзисторы выключаются последовательно. I з.п. ф-лы, 4 ил. с со сл
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1381461
А"! оп 4 G 05 Г 1/56
В",Г Мt (14Я
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4126579/24-07 (22) 29.09.86 (46) 15.03.88. Бюл. № 10 (71) Чувашский государственный университет им. И. H. Ульянова (72) Г. А. Белов, С. А. Кузьмин и В. А. Байм лкин (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Л 913351, кл. Ci 05 F 1/56, 1980.
Авторское свидетельство СССР
¹ 675554, кл. Н 02 M 3/155, 1977. (51) ТРА НЗИСТОР НЫ И ИМПУЛЬС НЫ Й
PF ГУЛЯТОР С ПОВЪ| 1JJ E ННЫМ ВХОДНЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ (57) Изобретение относится к источникам вторичного электропитания. Целью изобретения является упрощение при одновременном повышении надежности. Импульсный регулятор содержит | последовательно включенных силовых транзисторов и один низковольтный транзистор 4, вклк)ченный в эмиттерную цепь силовых транзисторов. Низковольтный 4 и силовые 1, 2 и 3 транзисторы управляются от формирователей 20, 14, 15 и
16 управляющих импульсов. Формирователи 14, 15 и 16 обеспечивают однополярные выходные импульсы. По сигналу широтно-импульсного модулятора 26 первым выключается низковольтный транзистор. размыкая при этом эмиттерную цепь силового транзистора 1. Ток дросселя 7, проникая по коллекторному переходу силового транзистора 1 и диоду 21, форсированно рассасывает его. После выключения силового транзистора 1 обрывается эмиттерная цепь транзистора 2 и через его коллекторный переход проникает ток дросселя 7, который замыкается через блокирукнций диод 22 и вспомогательные источники 23 и 24. После запирания силового транзистора 2 происходит рассасывание и выключение силового транзистора 3. Т.O. все силовые транзисторы выключаются последовательно. I з.п. ф-лы, 4 ил, !
38!46!
Изобретение Относится к злеhTpolt хинке и может быть исполь:<овано в и точцик ix вторичного «Г!Гктропитация, II1HpoTHo-импульсных цреобр»зователях и ичцульсных усилителях в т(х случ»ях, когда входцо(цацряженис питания цып(с допустил(О! О í llipHжения к. (н)чевь!х тр(<нзистОров.
lIe.1ь и «>бретеция л rip(>iit
ТОра tip if О,1fl<)Bpt На фиг. изображен» сх(ч» гр;<и <и«!Орного ил(пульсцого регулягора с цов IifiE н><ыч вхî THhl÷ ц i!litÍÎé () if «ОСTOHII!>fit If < . !Р<)«СЕ«(Я i>, < l(P<3Bit >t t< >litr !»(7 I> ИМ Ц >.(Ь(if<) i () f>((E— . (HToрrl («f) t! I 1 (E < > it рж и! (ti(>pxl ifp< >f<;i I < ли 1 13 <» . :Hp;ií>«tèx »дион<,iver(»lt lx цм Нх.i ц«О(3 (,IH К<1 O if » i p <3 K > « i i i », i ; i h i « ; » r i i p i i 1 ii H i < > h l i 6 ;! < „ В « ГО ч E l E ti<( Вход 7<>tl().fit if ãtitt,rf<>f ) f) rifiçè(тор;I 1 «! Я 3(!ц «ныло (Оч ф >f) E! Ji f><)i 1iIJlÕ ИМЦЛ,If>(ОЦ Ь<(з E fi, l<>13()l <) ГР»ц <и i <>P, через fff<> i, 2! О«,(и « ilif «цхо,!Ныч !<<,!i<« доч 5 имнллf,(!:<)I <> р«(лг!я1of)» В;!з;! «Го рого «и l()B(>I <) I J>,l!I ВЫВОДОМ iit ПЦ, <К 1<»ÇII!(И < (HEX ВСtl<)IEt<)f tf;th<>H 23 и 24 ццг;if В(ЦОЧО! КЛЮЧЕН К (ОЧК((<В !Цц(ЦЦЯ <» XI f>iK 1И(>да 8 и !I;! I р,. ни 1(! I 1p<)M(жл Г() fill>li! Е<ЫВОд It(T<> litèè диод 2 ) E. (>E,l,»11(II E. <)» <Ои T f)t 1 ьt I О E il. (<) HOi O I f)»fi. Bx<);It>t ц((х Орл(цр<>!3,(г<,!«й 14 I(> it )(l VttP»t3. ДОМ Ц(ИРОТЦО-И Elit>>.(Ь«НО(О MO;tX.IH1 t»>
На фиг. 3 и <Обр;(кеJI ил!Ил tt>E Itt tff (>«I E л ятор, «О.ц рж;»!<Нй 1B(i «ил<>ны х тр;»! < 1(! Диод 2! включен между базой силового Tpi»«:H«òора и входным выводом 5 импульсц(н О регулятор». Диод 27 включен между 6» «>и тр(<нз!(стор<3 2 и выходным выводом ил(пл.i: «ного регулятор». В данном варианте Bhfx(),llI(>t и((пряж«ни(импульсного регулятор<1 и(il() J t« I il<)i() ИСТОЧНИК». Х !(р;»<л«ние тр»ц<исторачи 1, 2 и 4 о«Х. ll1E «гв.lH(>òñÿ КоМх у ирую!цим транзистором 2!, «Ил<>вая цець которого последовательно (<>бчотк»чи 29 31 маховых транзисторов 32 34 и ограничит«льным резистором 35 r>i> <иди!(«н» к кл«чмам 36 и 37 дополниi(л! Ноп> питания. ()(Нонн(!е обмотки 38— 4rt t<>h(>( транзис(<>ров 32- 34 включены в «л<(г(Г«рцьц цени (ОО!Н«тствецно транзистоJ><)f< 4, 1 и 2. Выходцы«обмотки 41- 43 упо20 xf > 4. и 2.. ->л(иттер кочмутирун>щего трац<и(f<>f) xi (торов 32 13 33. Н:l фиг. 4 изобр;Iæåtf ичцульсный регу.1;! r < >p It()t I i<)E . I(.Ð)B» ((,7 ьцО НК 1н>tl(. till t 1(.(рос«(. I h 7 И ;!м(,!К»н>п!Ни (иг>,! 8 I) I.(-фильтра включе;>(< )(> I E I I li h(>iI.!(I (i, Ора !1 1)!.(.-фильтр», В<<з<3 си 1()(«>! ) rt>di! >H«òîðà цр(,>Нот 21 ri<)тсоединеI !» I <)< i lilt и (11 и и(t). Ь <3:3 tòop с I l t ) H 1 l l < l t> и Н ы л< B X O<1H hl M ft » t t p H iK t> Jl H «M f)» 6) OT d«л«;!уюшим Образом. .1.IH р;<вдел< ция ц»цря к«ния питания ч<ждл «и,(оными гран<и«торами -3 исцоль.< Л K > Г(Я !<«1!ОЧО!с<ТЕС(Ниц(«ИСТОЧИ И КИ Г(ИТа НИ Я 45 If il()< > it p(. (f1<)t » ((И ирpoB В <>6!1!(ч «луч»е и (>()xo;JHM() иметь . x- вспол1()i ! < .! 1>ii i>i х ИСТО I fl lihOB. На itpH>K«Н 11(. !id lihixo,ц к»я дого всп<>чогательного исгочцик 5((н!И (, (ио,(ол(, hoTopi>iH н(унтирует Вход I) I.(.-фи Ih1 ð». Диоды 22 и 25 выполняют ком. биниров;<нны«функции, во-первых, диоды 22 и 25 О!к,!н>ч;(ют B«rit>xior aT«льные источники Ог «и,(<>B<»f части (х(>л!ы на время, когда «илоны«;р;<цзисто(>ь< открыты, Jf предотвра»i;iK>r <;3M! fh "1, <) <,;;IK) I tt«ftt» 55 щего тока базы на интервалах рассасывания силовых транзисторов. В момент t на выходе широтно-импульсного модулятора 26 появляется прячоугольный импульс Uni>iv (фиг. 2), длительность которого соответствует требуемому Времени открытого состояния ключевого элемента на транзисторах 3. Этот сигнал воздействует одновременно на все формирователи 14 - 16 и 20 и на их Выходах одновременно появляются отпираюшие импульсы. Таким образом, в момент t<> все транзисторы 1 — 4 отпираются. На последунзщем интервале t, -- t! открытого состояния транзисторов процессы в данном импульсном регуляторе аналогHHHû процессам В Обычных импульсных регул. «торах, BhHIoлненных на одном силовом транзисторе: дио ihl 21, 22. 25 и 8 закрыты, Вспомогательны«источники отключеHhl от основной схемы импульсного регулятора, ток с-.! через дроссель «арастает (фиг. 2). Выключение транзисторов происходит в следук)щем порядке. В некоторый момент широтно-импульсный модулятор выраб»тывает сигнал выключения силовых транзисторон. Этот сигнал воздействует Н» входы формирователей 20 и !4- 16 импульсов, в результате чего на выходе формирователей напряжение меняет полярность. По истечении врел<ени рассасывания (В чомент («) запирастся дополнительный транзистор 4. Транзистор 4 з»пирается tt«p выч, поскольку остальные формиров»т(ли ! 4 16 имеют на выходе диоды 17- 19, которые пропускают только отпир»юший ток Ы силовых транзисгоров (фиг. 2). Г 1 О сл с B hf K;I IO toh коллсктора этого транзистора зал(ыкается по цепи: коллектор транзистора база транзистора 1 диод 21. В цепи 6»«ы тр»н:«истора I протекает таким образом ток сл коллектора. который приводит к быстрому рассеив»ник> носителей в 6азе и выклк)чению тр(!Изистора I (U,! на фиг. 2). ГI<>сл«выключения транзистора 1 p;iзрывается эмитт pHdH цепь силового транзис! ора ". На последующем интервале t t,! ток дросселя 7 начинает з»мыкаться через тр»нзистор 3, переход коллектор 6».«а транзистора 2, диод 22 и вспомогагельные источники 23 и 24 питания. Происходит процесс рассасывания В тр»нзистор(2, приэтом 1r>= — L>p Важно отметить, что диод 22 не только создает путь для запирающего тока, но и подключает к силовой ч»сти вспомогательные источники питания. Поэтому на интер(«»ле t — t« потенциал 6азы транзистор» 2 примерно равен IiolpíöHBë" вывод» В«пол(огат«льного источника 23 питания. Следовательно, на интервале (>— и закрытому транзистору 1 прикладывает<.я раз)!Ость между напряжением питания и н»5 (0 35 пряжениеч Bello%of d T(. ьных и« I (> tilth< В Такич образом, напряжение и» Bhlh, к чс H ном транзисторе f "! и» фиг. 2) I!(Ilp(BhIIII»(. трети напряжения питания В момент (; Вь!к.!юч!««««tl гр i!fзи("<<>!) 2 На последующем интс рвал (; t! T(>h (росселя 7 з»мыкаегся !го цепи. кс>.t.:«hT(>p 6,! <;! тр»н«HPTopa 3, дио, 25, в<-почога !с, (ьны!> ис«очник 24-пит»ния !!рН эгоч на 6!1.«<) гfHIHзистор» 3 поддерживается пот(>!!(>1; л tl!, ч( жмточно(х> вывода в помогатспьHilx и«го I ников 23 и 24. (1O TОчу к паре з»рыть>х Тр»НВН«ТороВ 1 и " при к 3;1;11>11«ас гся !!ря кение, равное.it«óì Tp(тяч От f1l!TIIH)!l!(г< (! л; на фиг. 2) . Г!осле выключения пос..(д):«. <> Си)!О(«ог<> транзистора (в M(>htptfT врел:«ни i<), oh с>! дрс>«селя 7 (фи!. ) .«»л<ыкает(я по <к !«<>ВИОMл Обр»THОМ v,1è0, 3у K 3» к (!.I г(>и !1< II H II 1 P(Õ СИЛОВЫХ TP;Ifh>ff(TOP<)B I! f>lt h I » I l»!i ><. ТС и Все напряжение питания. Выравнивание напряжения I «H.п>вых транзисторах н;I интери;!лс ! 4. Hol д;! B(«транзисторы закрыты, пр< и «Води! я и «-! 3«стн! !л<и методал!и, н»при чс р, !!ут(м тирования трап «и Top >н T,!би IH fl><>ft» 1th резнеTop»f(tlf и т.ll. J. Т»ким обр»зом, к !«хо:13 13i (.-фи. (,гр,! прикладывается ступенча!О«н;!и! яж(ни« (фиг. 2) . ->лектрочагпитн!.!(Ilp<>li(сl В сх «, а фи). 3 flpoTt IloT ан, Огlt !и< fan! >!(.«it i в предыду!цей схем(. (.)3, ичис 3»f„! H ч,!«тся в ТОМ, ЧТО ВМЕСТО ВС ПОЧОГ(!Т(.. It,llо! (;II! РЯ>h«ния в этой «хече деи.. Вуе! tt»!Ip>«>hctftf( нагрузкс. Поэточл H;i э«(!Ис пооч(; "-;и > Выклк)чения, ког là . р;!и:истор »»крыв;!«1«» к пел<у прикладьп«», гс.я и;!пряж(-IIH(., p(! !«H<)( разности входногс> и !31!Хо ill . » H:II. ряжен «и При этом ток дро(сс, !й l «;i (»;It(PT(>« 1(f>« перехо I коллектор 6»«;i тр;!)! «ис) Ора ." и диод 27. Устройство iflp»B,!ения р(«бог»(I «л«,! л шил! Ооразол<. I loñ 3päoB;3 гельн(> с тр»нзис"гором 2>8 вкл! чс ны обмотки 29- 31 тра!«сфорч(!тОГ>ов, 32 34 ток», которые ОО«< пс ч и В»ют I »л ь!«;! ни ческую развязку, пропорцион;! IhHo Toh(>B(>( управление, » также накопление эн«ргии для включения транзистсгр<)B 1, 2 и 4 11роцессы в ус !>Оистве упр» нл«ни я II p<)теhiiloT В следуюп>сй п.)«г!«до!«!«Т«л! ИО(п и Н» вход транзи< тор;1 28 подает«я ll(>(.!(до!3(<те lbHocTh импульсов, длител! Ис>с« ь и,!3 зы которой соответствует треблел<ол!х Вр(— чени отпирания силовых транзисгс>ров. Когд» транзистор 28 открыт. в Обл!О«ках 29 — BI трансформаторов у«Tdfl»Bливается ток ограниченный величиной рс «и«тор» 35. Силовые трап:«ист;>Г)ы и 2 и 1(>lfoлни льный транзистор 4 и» эточ ин!(91;I,l( закрыты. Когда транзистор 28 закрывастся, l«i О6мотках 41 — 43 появлястся импульс . -),с(.! 381461 5 ь самоиндукции с указанной полярностью. Этот импульс переводит транзисторы 1, 2 и 4 в открытое состояние. В момент, когда транзистор 28 включается, начинается процесс поочередного запирания транзисторов 1, 2 и 4. Из-за наличия диодов 17 и 18 устройство управления создает запирающий ток базы только в дополнительном транзисторе 4. Сразу после вклк)чения транзистора 28 образуется низкоомная цепь: транзистор 28 диод 44, которая шунтирует обмотку 29 трансформатора 32. Эта низкоомная цепь создает условие для протекания запираюгцего тока базы на этапе рассасывания дополнительного транзистора 4 источником напряжения на данном этапе служит положительное напряжение база эмиттер у рассеивак)(пего транзистора). Таким образом, транзистор 4 закрывается первым. )а ним закрывается силовой транзистор !. а затем транзистор 2 (в соответствии с принципом действия схемы). Работа схемы на фиг. 4 не отличается от р;t()oTI>l схемы на фиг. !. Фг) ).)(1 .1(1 11 )()()РГT(HHA 1. Транзисторный импульсный регулятор с повып)енным входным напряжением. содерih;I IIt H tI последовательно включенные 1po(сель и замыкак)1цпй диод, общая точка Ко Topt>Ix подклю и H lt(п()чкп и общим точкаvl смежныx вспомогательны. H(т(шпиков подключены первые выводы Х вЂ” 1 блокирующего диода, конденсатор фильтра, шунтирующий выходные клеммы, Х формирователей управляющих импульсов, выходы которых подключены к эмитте рным переходам силовых транзисторов последовательной цепочки, а входы соединены с выходом широтно-импульсного модулятораа, входную клемму, отличающий(.ч тем, что, с целью упрощения при одновременном повышении падеж ности, в 1О него введены дополнительные низковольтный транзистор, формирователь уttравляк)щих импульсов и диод, а формирователи управляющих импульсов выполнены однополярными, причем силовые выводы дополнительного низковольтного транзистора включены между вторым выводом цепочки из Х последовательно соединенных силовых транзисторов и входной клеммой, а его эмиттерный переход через дополнительный формирователь управляющих имgp IJyëüñΠподсоединен к выходу широтнои м п ул ьсн ого модулятора, база силового транзистора, соединенного с вторым выводом последовательной цепочки из N силовыих транзисторов, через дополнительный диод llo+K.tþ÷åíà к входной клемме, а базы 25 остальных силовых транзисторов упомянутой цепочки подсоединены к вторым вывод;(м .х — 1 блокирующего диода, второй крайний вывод цепочки из N- вспомогательного источника соединен с общей точкой замыкающего диода и выходной клеммы. 2. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, чTo, с целbto упрощения, в случае последовательного включения двух силовых транзисторов, база второго силового транзистора через блокирующий диод подключена к выходной клемме. 1381461 Оиру 1381461 фиг. 1 Фиг 9 (:(kk1;kHkkT\. :kk, К) Оkkыдчий I k k;kk kk>Ik А Р вин 1 . .1нд 11 13с1н «Корректор О К н, kI»kk :3;kk ;kз Н4о 4:3 1 ирак 1333б 11однисн н II III II IIII I Росl.kkkрственного кони тета (. <:(:Р k1() ле.k lя изобретений и открытий I 1:31)35, Москвы, Ж:35, Ры1 инская наб., д 4, 5 111я и в «kkkk нно-нолигрыфи: сск(и kkpk:днриягне, k . .Ужгород, >л. 11роектная, 4
