Однотактный преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель - повышение надежности путем упрощения схемы. Однотактный преобразователь постоянного напряжения содержит силовой трансформатор 1, вторичная обмотка 2 которого соединена через выпрямитель 3, дроссель 4 и фильтр 5 с выходными выводами. Блок управления 6, присоединенный входом питания через диод 15 к входным выводам фильтра 5, управляет транзисторным ключом 8 через трансформатор управления 21. При поступлении входного питающего напряжения конденсатор 18 заряжается через первый 10 и третий 12 резисторы до напряжения срабатывания порогового элемента 22, при этом импульс с выхода порогового элемента 22 через четвертый конденсатор 20 отпирает транзисторный ключ 8. Напряжение с обмотки 2 поступает на выход преобразователя и на вход питания блока управления 6. Дальнейшая работа транзисторного ключа 8 осуществляется от блока управления 6 через трансформатор 21, а работа порогового элемента 22 блокируется первым транзистором 26. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК (5!)5 Н 02 М 3/335

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4421465/24-07 (22) 06.05.88 (46) 15.12.90. Бюл. N. 46 (72) А.П. Пономарев, Ю.С. Бараник, П.В. Маланов и В.M. Юрьева (53) 621,314.58(088,8) (56) Патент США N 4675796, кЬ, Н 02 М 3/335, 363/20, 1987.

Патент США M 4562523, кл. Н 02 С 3/335, 363/21, 1985.

Авторское свидетельство СССР

hb 1536490, кл. Н 02 M 3/335, 1988. (54) ОДНОТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания, Цель — повышение надежности путем упрощения схемы.

Однотактный преобразователь постоянного напряжения содержит силовой .трансфор„„5U„„1614081 А1 матор 1, вторичная обмотка 2 которого сое. динена через выпрямитель 3, дроссель 4 и фильтр 5 с выходными выводами. Блок управления 6, присоединенный входом питания через диод 15 с входным выводам фильтра 5, управляет транзисторным клю чом 8 через трансформатор управления 21. При поступлении входного питающего напряжения конденсатор 18 заряжается через первый 10 и третий 12 резисторы до напряжения срабатывания порогового элемента

22, при этом импульс с выхода порогового элемента 22 через четвертый конденсатор

20 отпирает транзисторный ключ 8, Напряжение с обмотки 2 поступает на выход преобразователя и на вход питания блока управления 6. Дальнейшая работа транзисторного ключа 8 осуществляется от блока З управления 6 через трансформатор 21, а работа порогового элемента 22 блокируется первым транзистором 26. 1 з.п. ф-лы, 2 ил, 1614081

10

30

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания средств радиотехники, автоматики и вычислительной техники, Цель изобретения — повышение надежности путем упрощения схемы однотактного преобразователя постоянного напряжения.

На фиг. 1 приведена электрическая схема преобразователя; на фиг, 2 — временные диаграммы токов и напряжений на элементах преобразователя.

Однотактный преобразователь постоянного напряжения содержит силовой трансформатор 1, вторичная обмотка 2 которого соединена через выпрямитель 3, дроссель 4 и фильтр 5 с выходными выводами, блок 6 управления, вход питания которого шунтирован первым конденсатором 7, транзисторный ключ 8, присоединенный к первичной обмотке 9 силового трансформатора 1, первый 10, второй 11, третий 12 и четвертый 13 резисторы, первый 14 и второй 15 диоды, обратный диод 16, стабилитрон 17, второй 18, третий 19 и четвертый 20 конденсаторы, трансформатор управления

21, пороговый элемент 22, состоящий иэ однопереходного транзистора 23 и резисторов 24 и 25, а также первый транзистор 26, Однотактный преобразователь постоянного напряжения работае следующим образом.

При подаче входного напряжения(диаграмма 27 входного напряжения, фиг. 2) через резисторы 10 и 12 начинается медленный заряд конденсатора 18 (диаграмма 28 напряжения на конденсаторе 18, фиг. 2), При достижении напряжением на нем значения, соответствующего порогу срабатывания однопереходного транзистора 23, конденсатор 18 быстро разряжается через эмиттерный переход однопереходного транзистора 23 и резистор 25, Возникающий на резисторе 25 импульс напряжения через ограничивающий его длительность конденсатор 20 прикладывается к управляющему входу транзисторного ключа (диаграмма 29 импульсов на управляющем входе транзисторного ключа 8, фиг, 2), Транзисторный ключ 8 открывается и энергия от входного источника через силовой трансформатор 1, дроссель 4 и диод 3 поступает на заряд конденсатора 19, который благодаря резонансным свойствам контура, образованного вторичной обмоткой 2 силового трансформатора 1, дросселем 4 и соединенным с ним «ерез диод 3 конденсатором 19, и наличию индуктивности DLC-фильтра 5 заряжается до напряжения, существенно превышающего номинальное выходное напряжение (диаграмма 30 напряжения на конденсаторе 19, фиг. 2). Одновременно с зарядом конденсатора 19 через диод 15 происходит заряд конденсатора 7 (диаграмма 31 напряжения на конденсаторе 7, фиг. 2). Емкость последнего невелика, однако ввиду небольшого значения тока, потребляемого блоком 6 управления, энергии, запасенной этим конденсатором, хватает для обеспечения нормальной работы блока управления до следующего такта заряда.

Так как разряд конденсатора 7 к очередному такту заряда -- незначительный, то отвод части энергии, запасаемой конденсатором

19 для питания блока управления, не влияет на работу силовой части преобразователя.

Во время открытого состояния транзисторного ключа 8 через него и первичную обмотку 9 силового трансформатора 1 протекает полуволна тока практически синусоидальной формы (диаграмма 32 тока через транзисторный ключ 8, фиг. 2). После первого такта работы и подачи питающего напряжения на блок 6 управления, последний формирует на выходе управляю цие импульсы, которые через трансформатор 21 управления поступают на управляющий вход трэнзисторного ключа 8 и через резистор 11 на базу биполярного транзистора 26, что приводит к периодическим синхронно с работой транзисторного ключа 8 разрядам конденсатора 18 через диод 14 и биполярный транзистор 26. В результате напряжение на конденсаторе 18 не может достигнуть порогового и запускающие импульсы не формируются, а режим работы транзисторного ключа 8 определяется только блоком 6 управления, который посредством частотно-импульсной модуляции обеспечивает стабилизацию выходного напряжения. При номинальном режиме работы к моменту очередного включения транзисторного ключа 8 конденсатор 19 полностью разряжается íà DLC-фильтр 5, а наличие на входе DLC-фильтра 5 диода препятствует его переполюсовке, что создает идентичность начальных условий в каждом такте работы преобразователя. При пропадании выходного напряжения, например, под действием на блок 6 управления внешнего сигнала блокировки перестает открываться и биполярный транзистор 26, разрешая формирование запускающих импульсов, Запускающие импульсы из-за очень низкой частоты их следования не обеспечивают появления выходного напряжения, При снятии сигнала блокировки преобразо1614081 ватель запускается аналогично его запуску при первом включении, Таким образом, формирование напря.жения питания блока управления 6 от рабочей обмотки силового трансформатора 1 упрощает схему преобразователя и повышает его надежность.

Г « т я

Фиг. Я Составитель В. Ежов

Редактор Л. Пчолинская Техред М.Моргентал Корректор В. Гирняк

Заказ 3896 Тираж 501 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 1 СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

1. Однотактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовой трансформатор, вторичная обмотка которого связана через выпрямитель и фильтр с выходными выводами, а первый вывод первичной обмотки подключен к первому входному выводу, транзисторный ключ, первый силовой вывод которого присоединен к второму входному выводу, а вход управления шунтирован обратным диодом, блок управления, вход которого подключен к выходным выводам, один из которых присоединен к первому выводу входа питания, шунтированного первым конденсатором, выход блока управления присоединен к первичной обмотке трансформатора управления, первый вывод вторичной обмотки которого подключен к второму входному выводу, первый резистор, включенный между первым входным выводом и коллектором первого транзистора, эмиттер которого присоединен к второму входному выводу, а база — к первому выводу второго резистора, пороговый элемент, вход которого подключен параллельно второму конденсатору, первый вывод которого присоединен к второму входному выводу, стабилитрон, первый и второй дио- ;ды, третий и четвертый резисторы, третий и четвертый конденсаторы, о тл и ч аю шийся тем, что, с целью повышения

5 надежности путем упрощения схемы, в него введен дроссель, через который осуществлена связь вторичной обмотки силового трансформатора с выпрямителем, выход которого. шунтированныйтретьим кон10 денсатором, соединен через второй диод с вторым выводом входа питания блока управления, при этом стабилитрон включен между эмиттером и коллектором, первого транзистора, соединенным через третий ре15 зистор, шунтированный первым диодом, с вторым выводом второго конденсатора, подключенным к входу порогового элемента, вход питания которого присоединен параллельно стабилитрону, а выход соединен

20 через четвертый конденсатор с входом управления транзисторного ключа, шунтированного четвертым резистором, с вторым выводом второго резистора и вторым выводом вторичной обмотки трансформатора уп25 равления, причем фильтр содержит диод, дроссель и конденсатор, а второй силовой выводтранзисторного ключа присоединен к второму выводу первичной обмотки силового трансформатора, 30 2, Преобразователь по и, 1, о т л и ч аю шийся тем, что пороговый элемент выполнен на однопереходном транзисторе, в цепи питания которого включены резисторы, эмиттер подключен к входу порогового

35 элемента, а вторая база подключена к выходу порогового элемента.