Однотактный преобразователь постоянного напряжения
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель - повышение надежности путем улучшения траектории переключения транзисторов. Однотактный преобразователь постоянного напряжения содержит трансформатор 1 вторичная обмотка 2 которого присоединена к выходным выводам, а первичная обмотка 3 соединена с первым транзистором 4 и через первый 6 и второй 7 конденсаторы, а также первый диод 8 - с вторым транзистором 12. Управление осуществляется от первого транзистора 4 через стабилитрон 11 и первый резистор 13. При включении транзистора 4 происходит передача энергии в нагрузку и перезаряд конденсаторов 6, 7 через третий диод 10. Одновременно при снижении напряжения на коллекторе первого транзистора 4 ниже напряжения на втором конденсаторе 7, через второй диод 9 замыкается обратная связь, выводящая первый транзистор 4 из области насыщения. При окончании импульса управления с выхода блока управления 5 происходит форсированное запирание первого транзистора 4 через второй диод 9 и перемагничивание трансформатора 1 через второй транзистор 12. 2 ил.
СОКИ СОВЕТСНИХ РЕСПУБЛИК
ÄÄSUÄÄ 1584053 A 1
Д1) Н 02 М 7/537, 3/335
;/ .0у Ду;,,",.„" -1Ь ФЩ ;.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4446685/24-07 (22) 10.05.88 (46) 07.08.90. Бюл. № 29 (72) В.С.Уманский (53) 621.3 14.58 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 892614, кл. Н 02 И 3/335, 11.04.80.
Патент США № 4675796, кл. Н 02 M 7/537, 23,01.87.
Авторское свидетельство СССР № 1256124. кл. Н 02 И 3/335, 30.07.84.
<54) ОДНОТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель — повышение надежности путем улучшения траектории переключения транзисторов. Однотактный преобразователь постоянного напряжения содержит трансформатор 1, вторичная обмот2 ка 2 которого присоединена к выходным выводам, а первичная обмотка 3 соединена с первым транзистором 4 и через первый 6 и второй 7 конденсаторы, а также первый диод 8 — с вторым транзистором 12. Управление осуществляется от первого транзистора 4 через стабилитрон 11 H I"åðâûé резистор
13. При включении транзистора 4 происходит передача энергии в нагрузку н переэаряд конденсаторов 6, 7 через третий диод 10. Одновременно при сни-. жении нагряжения на коллекторе первого транзистора 4 ниже. напряжения на втором конденсаторе 7,. через второй диод 9 эаьь кается обратная связь, 3 выводящая первый транзистор 4 Hs области насыщения. Прй окончании импульса управления с выхода блока уп- .д,®, равления 5 происходит форсированное эапирание первого транзистора 4 через: второй диод 9 н перемагничивание трансформатора 1 через второй транзистор 12. 2 ил. (;Д
«0
Изобретение относи:."ся к электротехнике и может быть испальзсвано в источниках вторичного электропитания систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники.
Целью изобретения является повышение надежности путем улучшения траектории переключения транзисторов однотактного преобразователя постоянного напряжения.
На фиг. 1 приведена схема электрическая однотактного преобразователя ! постоянного .напряжения; на фиг. 2— диаграммы токов и напряжений на эле- 15 ментах преобразователя.
Сднатактный преобра.эователь постоянного напряжения содержит трансформатор,1, вторичная обмотка 2 которого присоединена к выходным выводам, 20 крайний вывод первичной обмотки 3 подключен к коллектору первого транзистора 4, база которого пацключена к выходу блока 5 управления, первый
6 и второй 7 конденсаторы, первый 25
8, второй 9 и третий 10 диады„ стабь1литрон 11, второй транзистор 12, первый 13, второй 14 и трети-": 15 тнристоры, входные 16 и вь".к::-ь1е 7 выводы а :.)
Преобразователь работает следующим образом.
В исходном состоянии и в паузах между импульсали управл..:-ющега напряжения 18 (фиг. 2) транзистор. 4 эа35 перт, а транзистор 12 открыт,, т:к как на его базу через стабилитрон .11 и резистор 13 подается положительное напряжение от входного вывода.
Напряжение 19 стабилизации (фиг. 2) .у стабилитрона 11 выбирaåòñÿ меньшим, чем напряжение питания., Прн этом от входного вывода через и Мдуктивность первичной обмотки 3, открытый транзистор.12 и диод 8 праисхо- 4 днт резонансный заряд последователь, на включенных конденсаторсв 6 и 7.
Цапряжение 20 (фиг. 2) ла эквивалентной емкости последовательна включенных конденсаторов 6 и 7 и ток 2, (фиг. 2) заряда изменяется приблизительна по синусоидальному закону. При этом токам заряда кондеч.саторов 6 и 7 осуществляется перемагничивание магнитопрсвода трансформатора 1, 1аскальку от протекает через обм- <у 3, Напряжение 20 на конденсата,-,ах 6 и 7 (фиг. 2) достигает максимума„ а так 21 заряда (Фиг ° 2J при .>TQH переходи ; через нуль. В этих условиях дна, 8 запирается, что исключает;=oràäàêèе напряжения отрицательной " .ñëÿpíoñòè на коллектор транзистора 12.,Разряд конденсаторов 6 и 7 на .."."ад преобразователя может происходить в дальнейшем через диод 9).
Емкбсть конденсатора 7 выбирается так,,чтобы наибольшее напряжение
22 (фиг. 2) на ней было бы меньшим, чем напряжение стабилизации стабилитрона 11, поэтому разряд конденсатора
7 через диод 10 и стабилитрон 11 оказывается невозможным. При поступлении управляющего напряжения 18, падение напряжения на коллекторе транзистора 4 уменьшается настолько, что запирается стабилитрон 11 и транзистор 12. Как только напряжение на коллекторе транзистора 4 становится в процессе отпирания меньшим, чем напряжение на конденсаторе 7, отпирается диод 10. Конденсатор 7 начинает разряжаться па цепи диод 10 — промежуток коллектор-эмиттер транзистора
4 — резистор 14 — диод 9. Ток ?3 разряда конденсатора 7 (фиг. 2) при этом напра-"лен навстречу току 24 управления (фиг. 2). Таким образом, создается контур нелинейной отрицательной обратной связи по току базы, которая препятствует глубокому насыщению транзистора 4.
Одновременно происходит разряд конденсатора 6 через обмотку 3 и через диод 9 на входной источник напряжения. (Число витков полуобмотки, рксоединенной к конденсатору 6, для этогс избирается несколько меньшим, :ем число витков пслуабматки, подключенной к транзистору 4). К концу импульса управления напряжение 18 на суммарной емкости с конденсаторов
6 к 7 снижается до напряжения на обматк 3. Избыточная энергия на конденсаторе 6 передается во входной источник напряжения и на выходные вь воды. Направление тока разряда кондея"..àòoðà 6 в обмотке 3 совпадает с направлением тока транзистора 4 в об мотке 3, и противоположно направлению тока заряда суммарной емкости последовательного соединения конденсаторов
6 и 7 в период закрытого состояния транзистора 4. Тем самым достигается работа магнитапровада трансформатора на полном цикле перемагничивания.
5 15ЬчО
После выключения транзистора 4 напряжение на его коллекторе возрастает, в результате вновь отпираются стабилитрон 11 и транзистор 12. Е результате конденсаторы 6 и 7 вновь доэаряжаются, одновременно протекает процесс перемагничивания магнитопровода трансформатора 1, как описано. !
О
Из-за ограничения степени насыщения транзистора ч уменьшается время его выключения. Дополнительное существенное уменьшение времени выключения транзистора 4 достигается путем подачи на его базу отрицательного импульса в момент окончания импульса управляющего напряжения через диод 9 от конденсатора 7. Отсюда оказывается возможным повышение рабочей .0 .частоты преобразователя. Одновременно уменьшаются потери энергии и достигается более благоприятная траектория выключения транзистора 4, что способствует повышечию надежности 25 преобразователя.
Формула изобретения
Однотактный преобразователь постониного напряжения, содержащий трансформатор, вторичная обмотка которого присоединена к выходным выводам, средний вывод первиччой об-мотки г.одключен к первому входному вь воду, а первый крайний вывод первичной oGMOTYi — к коллектору перво-, "..o транзистора, ба".à которого подключена к Выход блока управления а эмиттер — к второму входному вывоцу и к эмиттеру второго транзистора, база которо"o присоединена к первому выводу пе.з:ваго резистора, а коллек ..оз - к 1ервоьгу выводу первого д. ..да, первь.й конденсатор, первый вьгво; которого подсоединен к второму крайнему Bbâoäó первичной обмотки трансформатора, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью повышения над"= .-;;ности путем улучшения траектории переключения транзисторов преобраэовз-еля, введеFibl второй и третий резисторы, второй и третий диоды, стабилитрон и второй конденсатор, включенный между вторым выводом первого конденсатора и вторым выводом первого диода, соединенным через второй диод с базой первого транзистора, база-эмиттерный г,ереход которого шунтирован "орым ре=:.стором„ а коллект р с:э -. инен через трезий дно,-.
:-. в горьгм выводом первого коггг„.енсатора и:.-.реэ стабилATpoH co BTopM. Вьгво дс. первого резне-.ора, при этом баs;.-эмиттерный гереход второго тран- .
3 cггора. пгунтирован третьим резистор о,1
