Устройство для управления транзисторными ключами двухтактного преобразователя постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в высоковольтных маломощных источниках питания. Цель изобретения - уменьшение энергопотребления - достигается благодаря переводу двухтактного транзисторного преобразователя в однотактный резонансный режим работы с собственной частотой колебательного контура, образованного паразитными индуктивностью и емкостью повышающего трансформатора преобразователя, путем запирания базо-эмиттерного перехода одного из транзисторных ключей преобразователя и смещения его базо-коллекторного перехода в инверсный режим. В одном случае этот режим обеспечивается включением конденсатора параллельно пусковому резистору преобразователя. В другом случае этот режим можно реализовать шунтированием базо-эмиттерного перехода одного из транзисторных ключей преобразователя с помощью вспомогательного транзистора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИК (s>> 4 Н 02 М 7/5375

И АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ напряжения с повьш>ающим трансформатором 3, выполненным с двумя первичными полуобмотками 4 и 5 и вторичной обмоткой 6, обладающими приведен ной к первичной стороне паразитной емкостью 7, содержит обмотку 8 обратной связи трансс>орматора 3, подключенную одним концом через ограничительньп> резистор 9 к базе транзисторного ключа 1, зашунтированный коммутирующим диодом 10, а другим — к базе транзисторного ключа 2, зашунтированной коммутирующим

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4238210/2-4-07 (22) 19.03.87 (46) 30.11.89. Бюл. 1". 44 (71) Особое конструкторское бюро

Института космических исследований

АН СССР (72) Д.А.Бургеев, В.С.Старчиков и В.П.Бь>ченков (53) 621.316.727 (088.8) (56) Вопросы атомной науки и техники. Сер. Ядерное приборостроение, вып.? (57), с.27-35, рис.1.

Ноин В.С., Локтев Н.Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи. 11.: Энергия, 1972, с.3> 1, рис.9-5. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРЛНЗИСТОРНЫИИ КЛОНА> >>1 ДВУХТАКТ1ЮГО

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, (57) Изобретение относится к электронике и может быть использовано в выИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в высоковольтных маломощных источниках питания.

Целью изобретения является уменьшение энергопотребления.

На Лиг.1 изображено устройство, выполненное по п.1 формулы изобретения; на фиг.2 — то же, выполненное по п.2 формулы изобретения.

Устройство (фиг.1) дпя управления транзисторными ключами 1 и 2 двухтактного преобразователя постоянного соковольтных маломог>нь»с источниках питания. Цель изобретения — уменьшение энергопотребления — достигается благодаря переводу двухтактного транзисторного преобразователя в однотактный резонансный режим работы с собственной частотой колебательного конт;ра, образова>нного паразитными индуктивностью и е»костью повышающего трансформатора преобразователя, путем запирания базо-эмиттерно"n перехода одного из транзисторных кл>очей преобразователя и смещен»я его базо-коллекторного перехода в инверсный режим. В одном случае этот режим обеспечивается в>слючениеь> конденсатора параллельно пускопому резистору преобразователя. В другом случае этс>т режим мож>.о реализовать шунтированием базо-эмиттерного перехода одного из транзисторных ключей преобразователя с помощью вспомогательного транзистора. 1 з.п. d>-лы, 2 ил.

1525848 диодом 11. I .åæäó точкой соединения полуобмоток 4 и 5 и базой транзистора 2 включен пусковой резистор 12, эашунтированный последовательно соединенными конденсатором 13 и резистором 14. Псточник 15 питания включен между точками соединения эмиттеров ключей 1 и 2 и полуобмоток 4 и 5.

Устройство (фиг.2) содержит дополнительно транзистор 16 и резистор

17, подключенный параллельно конденсатору 13, одна обкладка которого подключена к базе транзистора 16, а другая — к од ому концу обмотки 8 15 через транзистор 16 и к точке соединения катодов диодов 10 и 11 непосредственно.

Устройство (фиг.1) работает сле- 2р дующим образом.

При подаче питающего напряжения от источника 15 через пусковой резистор 12 протекает базовый ток ключа 2, в результате чего он приоткры- 25 вается и через полуобмотку 5 трансформатора 3 протекает нарастающий по величине коллекторный ток ключа

2. Одновременно через открытый переход база-змиттер ключа 2 заряжается конденс 1Тор 13 до напряжения где U y — напряжение пит î g э база-эмиттер ключа 2. Прохождение нарастающего по величине тока через полуобмотку 5 трансформатора 3 нызынает появление напряжения на обмотке

8 обратной связи, создающее дополнительный ток н цепи базы ключа 2, спо-! собстнующий лавинообразному Развитию процесса откРывания кли га 2. 1;а- 40 пряжение на коллекторе ключа 2 ограничивается на уровне П„ит +11„юг+1 „ за счет прямого смещения перехода коллектор-база ключа 2 и диода 11 и Рекуперации части энергии коле- 45 бательного контура, образованного паразитными емкостью 7 и индуктив— ностью обмоток, трансформатора 3 н цепь источника 15 питания. Открытие ключа 2 вызывает начало колебательного процесса в этом резонансном контуре. Через полпериода собственных колебаний резонансного контура

Эг,С на обмотках 4 и 5 трансформатора 3 меняет знак на противоположный, 55 в результате чего напряжение с об-! мотки 8 обратной связи окажется в тот момент времени отпирающим для ключа 1 и запирающим для ключа

2. 1;люч 2 закрывается, а ключ 1 открывается, что приводит к появлению на первичной полуобмотке 4, подключенной к коллектору ключа 1, напряжения, величина которого ограничивается по описанному принципу. Начиная с третьего полупериода собственных колебаний резонансного контура, ключ 2 остается закрытым за счет напряжения на конденсаторе 13, определяемом как среднее значение между напряжением (U „«+Н +11 «

U<, что нызывает смещение потенциала базы ключа 2 до уровня ниже порогового значения. Однако при достижении напряжения полуобмотки 5 величины U„« U„g +Б „ переход коллектор-база ключа 2 кратковременно открывается и через смещенный в инверсный режим коллекторный переход ключа 2 и диод 11 осуществляется рекуперация энергии колебательного контура в цепь источника 15 питания и частичный подзаряд конденсатора 13. С началом четвертого полупериода открывается ключ 1 и работа преобразователя происходит по описанному принципу. Таким образом, в процессе работы преобразователя ключ 2 открывается только н момент подачи питающего напряжения, т.е. н первый полупериод колебательного процесса. Р> последующие полупериоды он находится в закрытом состоянии эа счет напряжения на конденсаторе 13 и лишь при достижении напряжения на полуобмотке 5, подключенной к коллектору ключа 2, определенной величины (11„„„ +Н„ +П„ ) кратковременно открывается коллекторный переход этого ключа и она работает как элемент рекуперации энергии.

Одновременно происходит ограничение амплитуды импульса.

Ключ открывается при каждом чейном полупериоде колебательного процесса.

Отсюда следует, что подключение параллельно пусковому резистору 12 конденсатора 13 переводит преобразователь из двухтактного режима в однотактный. Емкость 7 определяет резонансную частоту контура, а резистор

14 ограничивает ток заряда конденсатора 13.

Устройство (фиг.2) работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения через пусковой резистор 12 протекает

1525848

Оормулаиэобретения

Открывание ключа 2 вызывает начало колебательного процесса в резонансном контуре, образованном параэитными индуктивностью обмотки и емкостью 11 обмотки трансформатора 3.

Через полпериода собственных колебаний ЭДС на обмотках 4 и 5. трансформатора 3 меняет знак на противоположный, в результате чего ключ 2 закрывается, а ключ 1 открывается.

В течение этого промежутка времени одновременно заряжается конденсатор 13, в результате чего транзистор 16 полностью открывается, шунтируя переход база-эмиттер ключа 2, В последующие полупериоды собственных колебаний резонансного контура ключ 2 находится в закрытом состоянии эа счет эакороченного перехода база-эмиттер этого ключа транзистором 16.

Двухстороннее ограничение амплитуды переменного напряжения на первичной обмотке трансформатора 3 осуществляется так же, как и в устройстве на фиг.1. 35

5 базовый ток ключа 2, в результате чего он приоткрывается и через полуобмотку 5 трансформатора 3 протекяеч нарастающий по величине коллекторный ток ключа 2, одновременно происходит заряд конденсатора 13 через делитель, в результате чего транэистпр

16 закрыт.

Таким образом, благодаря переводу двухтактного транзисторного преобразователя в однотактный резонансный режим работы путем запирания баэоэмиттерпого перехода одного иэ транзисторных ключей преобразователя и смещения его Сало-коллекторного перехода в инверсны режим, достигается уменьшение: энергопотребления преобразователя.

1. Устройство для управления транзисторными ключами двухтактного преобразователя постоянного напряжения с повышающим трансформатором, выполненным с двумя первичными полуобмотками, содержащее обмотку обратной связи, предназначенную для размещения на магнитопроноде повышающего трансформатора, один конец которой подключен к аноду первого коммутирующего диода и предназначен для подключения к базе первого транзисторного ключа непосредственно и к точке соединения первичных полуобмоток с одним выводом источника питания через пусковой резистор, а

«другой конец через ограничительный

1резистор подключен к аноду второго коммутирующего диода и предназначен для подключения к базе вторбго транзисторного ключа, причем катоды коммутирующих диодов предназначены для подключения к точке соединения эмиттеров транэисторньж ключей с другим выводом источника питания, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения энергопотребления, оно снабжено резистором и отключающим ко, одна обкладка которого подключена через резистор к одному выводу источника питания, а другая — к одному концу обмотки обратной связи.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено транзистором и дополнительным ре4О зистором, подключенным параллельно конденсатору, одна обкладка которого подключена к базе транзистора, а другая — к одному концу обмотки обратной связи через транзистор и точке

45 соединения катодов коммутирующих ди одов непосредственно.

1525848

ЫХ.

Составитель В.l ìóðàâ

Техред Л.Сердюкова Корректор О.ципле

Редактор F..Êîï÷à

Закаэ 7239/52 Тираж б48 Подписное

ВНИИПО Государственн .г, комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113635, Москва, iK-35, Наутек:кая наб., д. 4/5

Ъ йроизводс TBå., но-и зд» голос.кии комйтн и "tI ï ент", г. ужгород, ул, Гагарина, 101