Однотактный преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и.может быть использовано в источниках вторичного электропитания систем радиотехники, автоматики и вычислите/1ьной техники. Цель - повыгаение надежности путем оптимизации траектории переключения транзисторного ключа. Источник 16 управляющих импульсов формирует сигнал управления транзисторного ключа I, при включении которого происходит колебательный процесс в контуре, образованном дросселем 5 и конденсатором 9. После заряда конденсатора 9 от обмотки 4 трансформатора 3 начинается процесс разряда конденсатора 9 через DLC- фильтр 11 на нагрузку и одновременно подается смещение на коллекторный переход транзисторного ключа 1 с помощью вторичной обмотки 12 трансфор- , матора тока 8 для ускорения процесса ifi запирания транзисторного ключа 1.Введение дополнительного резонансного звена 10 позволяет оптимизировать траекторию переключения транзистор- , ного ключа 1. 2 ил. (Л

,s= + O. в

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

,= — ., Ж= РЕСПУБЛИН (Н 4 Н 02 M 3/335

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТНРЫТИЙ фЩРнц Щ 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ @, ., И!

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ уфф бал

"8dlX (21) 4219054/24-07 (22) 03.04.87 . (46) 23, 10, 88. Бюл. У 39 (72) Ю. С.Бараник, А.П.Пономарев и С.В.Шаблыгин (53) 621.314.581(088.8) (56) Электронная техника в автоматике./Под ред. Ю.И.Конева, М.: Радио и связь, 1980, вып.11, с.102, Моин В.С.Стабилизированные транзисторные преобразователи. — М.: Энергоатомиздат, 1986, с.!35, р.4.10,а, Заявка ФРГ В 28380109 кл. Н 02 M 3/335, 06,03.80. (54) ОДНОТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания систем радиотехники, автоматики и вычислитепьной техники. Цель — повьппеÄÄSU ÄÄ 1432688 A 1 ние надежно сти путем оп тими з ации траектории переключения транзисторного ключа. Источник 16 управляющих импульсов формирует сигнал управления транзисторного ключа 1, при включении которого происходит колебательный процесс в контуре, образованном дросселем 5 и конденсатором 9. После заряда конденсатора 9 от обмотки 4 трансформатора 3 начинается процесс разряда конденсатора 9 через ШСфильтр 11 на нагрузку и одновременно подается смещение на коллекторный переход транзисторного ключа 1 с помощью вторичной обмотки 12 трансформатора тока 8 для ускорения процесса запирания транзисторного ключа 1.Введение дополнительного резонансного звена 10 позволяет оптимизировать траекторию переключения транзисторного ключа 1. 2 ил.

143?688

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

Цель изобретения — повышение надежно сти однотактного пр еобразователя постоянного напряжения путем оптимизации траектории переключения !р транзисторного ключа, На фиг.1 приведена электрическая схема преобразователя; на фиг,2— временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя, 15

Однотактный преобразователь пос,тоянного напряжения содержит транзисторный ключ 1, первичную обмотку

2 силового трансформатора 3, вторичная обмотка 4 которого соединена пос- 20 ледовательно с дросселем 5, выпрямительным диодом 6, первичной обмоткой

7 трансформатора 8 тока и конденсатором 9, которые образуют последовательный резонансный контур 10, DLC-фильтр 25

11, выходом соединенный с выходными выводами, а входом подключенный параллельно последовательно соединенным конденсатору 9 и первичной обмотке 7 трансформатора 8 тока, первый вывод ,вторичной обмотки 12 которого соединен с базой транзисторного ключа 1, а, второй вывод через первый диод 13 сое—, .:динен с коллектором транзисторного ключа 1, При этом резистор 14 подклю- 35 чен параллельно второму диоду 15,анод

; которого соединен с базой транзисторного ключа 1, а катод — с анодом первого диода 13. Генератор 16 управляющих импульсов выходом соединен с ба- 40 зой транзисторного ключа 1.

Преобразователь работает следующим образом.

В момент открытого состояния тран- 5 зисторного ключа 1 энергия через силовой трансформатор 3 и выходную обмотку 4, дроссель 5, выпрямительный диод 6 и первичную обмотку 7 трансформатора 8 тока поступает на конденсатор 9, который благодаря резонансным свойствам контура 10 и наличию индуктивности DLC-фильтра 11 заряжается до напряжения, существенно превышающего номинальное выходное напряжение;(фиг.2, диаграмма 17), При этом через первичную обмотку 2 силового трансформатора 3 и транзисторный ключ 1 протекает полуволна тока практически синусоидальной формы (фиг. 2, диаграмма. 18), по окончании которой с базы управляющего электрода транзисторного ключа снимается открывающее напряжение, Начинается разряд конденсатора 9 через первичную обмотку 7 трансформатора 8 тока и DLCфильтр 11 в нагрузку, подключаемую к выходным выводам преобразователя (фиг,2 диаграмма 17). При прохождении зарядного тока конденсатора 9 напряжение, наводимое на вторичной обмотке !2 трансформатора 8 тока, шунтируется диодом 15, а при прохождении разрядного тока — прикладывается через диод 13 к переходу коллектор-база транзисторного ключа 1, приводя к ex î форсированному запиранию.

Подбором номинала резистора 14 выбирается необходимое значение напряжения, прикладываемого к переходу коллектор — база транзисторного ключа 1.

При номинальном режиме работы к моменту очередного включения транзисторного ключа 1 конденсатор 9 последовательного резонансного контура

10 полностью разряжается íà DLCфильтр 11, а наличие на входе DLCфильтра 11 диода препятствует его переполюсовке, что создает идентичность начальных условий в каждом такте работы преобразователя.

Таким образом, благодаря тому, что конденсатор 9 и дроссель 5 образуют последовательный резонансный контур с соединенными с ними последовательно вторичной обмоткой 4 силового трансформатора 3, выпрямительным диодом 6 и первичной обмоткой 7 трансформатора тока 8, при открытом транзисторном ключе 1 через него проходит полуволна тока практически синусоидальной формы и, следовательно, его переключение осуществляется практически при нулевом значении тока, что существенно снижает потери на переключение, позволяя повысить частоту преобразования, и увеличивает нацежность работы, полностью соответствуя области безопасной работы транзисторного ключа.

При автоматическом форсированном запирании транзисторного ключа по окончании импульса тока через него, обеспечиваемом трансформатором

8 тока, диодами 13 и 15 и резистором 14, сокращается время его выклю14

БНИИПИ Заказ 5457/50 Тираж 666 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ч ения, что также увеличивает надежность устройства и позволяет повысить частоту преобразования за счет снижения потерь на переключение и исключения возможности насыщения сило-. вого трансформатора. К повышению надежности приводит и то, что режимы работы элементов при установившемся номинальном режиме и при пуске одинаковы, т.е. отсутствует режим пуска, Кроме того, ввиду переключения транзисторного ключа при практически нулевом токе существенно снижается уровень излучаемых преобразователем помех, следовательно упрощается решение задачи их подавления, а за счет минимальных потерь на переключение повышается КПД.

Формула изобретения

Однотактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий транзисторный ключ, база которого подключена к выходу генератора управляющих импульсов и к первому выводу резистора, а коллектор соединен через первичную обмотку силового трансформатора с первым входным выводом, DLC32688 фильтр, выход которого присоединен к выходным выводам, а вход подключен к первым выводам выпрямительного диода

5 и вторичной обмотки силового трансформатора, первый и второй диоды, трансформатор тока, конденсатор и дроссель, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем оптиl0 мизации траектории переключения транзисторного ключа, эмиттер транзисторного ключа присоединен к второму входному выводу, а база соединена с коллектором транзисторного ключа через

15 последовательную цепь, состоящую из первого и второго диодов, точка соединения которых подключена к второму выводу резистора, второй вывод вторичной обмотки силового трансформатора

20 соединен через дроссель с вторым выво- . дом выпрямительного диода, первый вывод которого соединен через последоват.льную цепь из первичной обмотки трансформатора тока и конденсатора с

26 первым выводом вторичной обмотки силового трансформатора, при этом вторичная обмотка трансформатора тока включена между базой транзисторного ключа и точкой, соединения первого и

30 второго диодов