Преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении источников вторичного электропитания устройств радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение КПД надежности и быстродействия в широком диапазоне рабочих температур, нагрузок и входного напряжения. Устройство содержит выходной трансформатор 1 с обг мотками положительной 4, 5 и отрицательной 8 обратной связи, силовые 9, 10 коммутирующие 29, 30 и дополнительные транзисторы 11, 12f времязадающий дроссель 31, вспомогательный выпрямитель 40, 41 и дроссель 32, включенный последовательно с входными вьшодами преобразователя. В управляющие цепи силовых транзисторов 9, 10 введены первые 17, 18 и вторые 21, 22 вспомогательные транзисторы, компенсирующие диоды 15, 16, первые 13, 14 и вторые 19, 20 измерительные резисторы . Токоограничивающие резисторы 23, 24 включены в коллекторные цепи вторых вспомогательных транзисторов 21, 22, базы которых подключены к средним точкам резистивных делителей 25, 26. Силовые транзисторы 9, 10 работают в граничном режиме без накопления зарядов в области базы, : что обеспечивает минимальное время их выключения. I ил. (Л Nf;; ГчЭ СП со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„14275 (51}4 Н 02 М 7 538

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО;ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4219305/24-07 (22) 31 ° 03 ° 87 (46) 30.09.88. Бюл. Р 36 (72) П.В.Обичкин, Ю.Е.Семенов и Л.И.Скурнхин

{53) 621 ° 314.058(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 559349, кл. H 02 М 7/537, 1976.

Авторское свидетельство СССР

9 1334324, ll 3898523, кл. Н 02 М 7/538, 1986. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении источников вторичного электропитания устройств радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повьппение КПД надежности и быстродействия в широком диапазоне рабочих температур, нагрузок и входного напряжения. Устройство- содержит выходной трансформатор 1 с обЛ7 мотками положительной 4, 5 и отрицательной 8 обратной связи, сияовые 9, 10 коммутирующие 29, 30 и дополнительные транзисторы ll, 12, времязадающий драссель 31, вспомогательный выпрямитель 40, 41 и дроссель 32, включенный последовательно с входными выводами преобразователя. В управ" ляющие цепи силовых транзисторов 9, 10 введены первые 17, 18 и вторые 21, 22 вспомогательные транзисторы, компенсирующие диоды 15, 16, первые 13, 14 и вторые 19, 20 измерительные резисторы. Токоограничивающие резисторы 23, 24 включены в коллекторные

Л цепи вторых вспомогательных транзис- щ торов 21, 22, базы которых подкжочены к средним точкам резистивных делителей 25, 26. Силовые транзисторы 9, 10 работают в граничном режиме без накопления зарядов в области базы, ф что обеспечивает минимальное время их выключения. 1 ил.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении источников вторичного электропитания различных уст5 ройств радиоэлектронной аппаратуры.

Целью изобретения является .повышение КПД, надежности и быстродействия преобразователя в широком диапазоне рабочих температур, нагрузок и входнЫх напряжений.

На чертеже изображена электрическая принципиальная схема преобразователя постоянного напряжения.

Преобразователь содержит выходной трансформатор 1 с силовыми обмотками

2 3, обмотками 4, 5 положительной обратной связи, вспомогательными обмотками 6, 7 и обмоткой 8 отрицательной обратной связи, силовые транзисторы 9, 10, эмиттеры которых соединены между собой, а коллекторы — с силовыми обмотками 2, 3 выходного трансформатора l; дополнительные транзисторы 11, 12, подсоединенные 25 эмиттерами к базами силовых транзисторов 9, 10 коллекторами — через первые измерительные резисторы 13, 14 . — к обмоткам 4, 5, а базами— через компенсирующие диоды 15 16— к коллекторам силовых транзисторов; первые вспомогательные транзисторы

17, 18, подсоединенные коллекторами к базам дополнительных транзисторов, а эмиттерами — через вторые измери35 тельные резисторы 19, 20 — к коллекторам дополнительных транзисторов; вторые вспомогательные транзисторьг

21, 22, подсоединенные эмиттерами к обмоткам положительной обратной свя- 40 зи, коллекторами — к базам первых вспомогательных транзисторов и — че рез токоограничивающие резисторы 23, 24 — к эмиттерам силовых транзисторов, базами — к средним точкам резис-тивных делителей 25, 26 верхние выводы которых соединены с эмиттерами первых вспомогательных транзисторов, а нижние - с катодами выключающих диодов 27, 28, аноды которых соединены с базами силовых транзисторов; коммутирующие транзисторы 29, 30, коллекторы которых соединены с катодами выключающих диодов, а эмиттеры— между собой; времязадающий дроссель

31, соединенный с обмоткой отрицатель ной обратной связи, и эта цепь соединена с базами коммутирующих транзисторов; дроссель 32 с первичными обмотками 33, 34, включенными в шины питания„ и вторичной обмоткой 35, зашунтированной резистором 36 и подключенной через резисторы 37, 38 к входам коммутирующих транзисторов; накопительный конденсатор 39, включенный между эмиттерами силовых и коммутирующих транзисторов на выходе выпрямителя из диодов 40, 41; базовые диоды 42, 43 подключены анодами к эмиттерам силовых транзисторов, а катодами — к обмоткам положительной обратной связи; конденсаторы 44, 45 входного фильтра, пусковой резистор

46, коммутирующий конденсатор 47, а также диоды 48, 49, пропускающие инверсный ток силовых транзисторов. Выходное напряжение преобразователя снимается с обмотки 50 выходного трансформатора 1.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения питания происходит запуск преобразователя через пусковой резистор 46. Коммутирующие транзисторы 29, 30 закрыты.

Первые:.:спомогательные транзисторы

17, 18 и дополнительные транзисторы

11, 12 открыты. Вследствие замыкания положительной обратной связи один из силовых транзисторов, например 9, открывается., а силовой транзистор 10 запирается под действием напряжения на обмотке 5 °

Входной ток открытого силового транзистора 9 стабилизируется базовой цепью (элементы 11, 13, 15, 17, 19, 21) на уровне, обеспечивающем

его .ненасыщенное состояние.

К силовой обмотке 2 выходного трансформатора 1 прикладывается напряжение питания. Одновременно через вспомогательную обмотку 6 и диод 40 заряжается накопительный конденсатор

39 и под действием напряжения на обмотке 8 через резисторы 37, 38 перемагничивается времязадающий дроссель 31. Ток в его обмотке увеличива= ется и при определенной величина па," дение напряжения на резисторе 37 открывает коммутирующий транзистор 29.

Сигналом с резистивного делителя

26 полностью открывается второй вспомогательный транзистор 21, прерывая ток в базу силового тразистора 9.

Одновременно через диод 27 и коммутирующий транзистор 29 проходит яы1427531 ключающий ток базы силового транзистора 9.

После запнрания силового транзис тора 9 напряжение на обмотках выходного трансформатора меняет знак, р включается силовой транзистор 10 и процесс повторяется.

Поставленная цель достигается тем, что вспомогательные транзисторы 17, 1<>

21 с измерительными резисторами 13, 19 образуют цепь отрицательной обратной связи по коллекторному току вспомогательного транзистора 17.

При изменении питающего напряжения lr изменяется величина напряжения на обмотках 4, 5 силового трансформатора

1, что приводит к изменению тока в резисторе 23, но благодаря глубокой отрицательной обратной связи, с учетом того, что напряжение база — эмиттер транзистора 21 практически не меняется, суммарное падение напряжения на резисторах 13 и 19 также остается постоянным. При увеличении же тока 25 нагрузки увеличивается падение напряжения коллектор — эмиттер силового транзистора 9, что увеличивает ток коллектора дополнительного транзистора ll ° Падение напряжения на резисто- Зо ре 13 возрастает, а суммарное напряжение на резисторах 13, 19 остается постоянным, При выборе величины резистора 13 на предельную нагрузку силового транзистора 9 при минимальном коэф-.

35 фициенте усиления по току и соотношении величин резисторов 13, 19, равных коэффициенту усиления транзистора 17, обеспечивается минимальная мощность потребления при всех остальных режимах, так как изменение напряжения питания не влечет за собой изменения режима работы .токостабилизирующих элементов (13, 17, 19, 21).

Одновременно в схеме обеспечивает- 45 ся температурная стабилизация, так как с увеличением температуры коэффициент силовых транзисторов возрастает, а напряжение база — эмиттер вспомогательных транзисторов 21, 22 и, соответственно, токи баз силовых транзисторов уменьшаются, что являет- ся дополнительным положительным свойством данной схемы, Повышение быстродействия преобразователя обеспечивается тем, что силовые транзисторы работают в граничном режиме без накопления зарядов в области базы, а дополнительные и scnoмогательные транзисторы находятся в течение рабочего полупериода в активном режиме, то есть выключение управляющих транзисторов происходит без задержки, а силовых транзисторов — с минимальным временем рассасывания.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения, содержащий выходной трансформатор с обмотками положительной обратной связи, связанными через до" полнительные транзиторы с цепями управления силовых транзисторов, коммутирующие транзисторы, входы которых соединены с цепочкой из последовательно включенных времязадающего дросселя и обмотки отрицательной обратной связи, а также вспомогательный выпрямитель, выход которого, зашунтированный накопительным конденсатором, включен между змиттерами коммутирующих и силовых транзисторов, соединенных с одним из входных выводов, дроссель, первичные обмотки которого включены последовательно с входными выводами, а вторичная обмотка подключена к входам коммутирующих транзисторов, отличающийся тем, что,с целью повышения КПД, надежности и быстродействия в широком диапазоне рабочих температур, нагрузок и входного напряжения, в цепь управления каждого силового транзистора введены первый и второй вспомогательные транзисторы, по крайней мере один компенсирующий диод, первый и второй измерительные резисторы, токоограничивающий резистор, выключающий диод и резистивный делитель, причем обмотка положительной обратной связи соединена своим выводом с эмиттером второго вспомогательного транзистора и через первый измерительный резистор — с коллектором дополнительного транзистора, соединенным через второй измерительный резистор с эмнттером первого вспомогательного транзистора, коллектор которого соединен с базой дополнительного транзистора и.через по крайней мере один компенсирующий диод — с коллектором силового транзистора, база первого вспомогательного транзистора соединена с коллектором второго вспомогательного транзистора и через токоограничивающий резистор — с эмиттерами силовых тран.—

427531

Составитель Т. Ершов а

Техред А.Кравчук Корректор М.Максимишинец

Редактор А.Маковская

Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 48б2/53

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

1 эисторов, а база силового и эмиттер дополнительного транзисторов через коммутирующий диод соединены с коллектором коммутирующего транзистора, соединенным через реэистивный делитель с эмиттером первого вспомогательного транзистора, а база второго вспомогательного транзистора соедине5 на со средней точкой резистивного делителя.