Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей . Устройство работает по двухтактной схеме, при которой в положительный период питания напряжением переменного тока работает одно плечо устройства, а в отрицательный - другое. Каждое плечо состоит из одной половины вторичной обмотки силового трансформатора 1, выполненной с отводом от части ее витков, вспомогательного источника питапия 12 (13), дифференциального усилителя 8 (9), биполярного транзистора 10 (11), трансформатора тока 2 (3), полевого транзистора 4 (5) и резисторов. Сток-исток каждого транзистора 4 (5) за шунтирован .внутренним диодным переходом. Выход устройства зашунтирован конденсатором 7 фильтра. Устройство обеспечивает выпрямление переменного напряжения любой частоты на нагрузку с накопительным фильтром за счет устранения инверсного тока от конденсатора 7 фильтра через открытый канал полевого транзистора в обмотку силового трансформатора путем включения и отключения низкоомного канала полевого транзистора в соответствующие моменты времени. 1 ил. 10 С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Н 02 М 7/12

ГОСУДАРСТВЕН<э! Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6 (21) 4608762/07 (22) 22.11.88 (46) 23.06.91. Бюл. Рв 23 (72) Г,А.Гураль, В.Н,Мельничук и Н.П.Таранова (53) 621.314.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 811543, кл. Н 02 М 7/12, 1981.

Патент США

N. 4519024, кл. Н д2 М 7/217, 1984, (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания. Цель иэобретения— расширение функциональных возможностей. Устройство работает по двухтактной схеме, при которой в положительный период питания напряжением переменного тока работает одно плечо устройства, а в отрица1

„„5U„„1658339 А1 тельный — другое, Каждое плечо состоит иэ одной половины вторичной обмотки силового трансформатора 1, выполненной с отводом от части ее витков, вспомогательного источника питания 12 (13), дифференциального усилителя 8 (9), биполярного транзистора 10 (11), трансформатора тока 2 (3), полевого транзистора 4 (5) и резисторов, .а

Сток-исток каждого транзистора 4 (5) зашунтирован,внутренним диодным переходом.

Выход устройства эашунтирован конденсатором 7 фильтра. Устройство обеспечивает выпрямление переменного напряжения любой частоты на нагрузку с накопительным фильтром за счет устранения инверсного тока от конденсатора 7 фильтра через открытый канал полевого транзистора в обмотку силового трансформатора путем включения и отключения низкоомного канала полевого транзистора в соответствующие моменты времени. 1 ил, 1658339

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей, На чертеже представлена электрическая схема преобразователя.

Преобразователь переменного напряжения в постоянное содержит трансформатор 1, первичная обмотка которого соединена с входными выводами для подключения источника питания, вторичная выполнена со средней точкой, а каждая иэ ее половин — с отводом от части витков. Указанные отводы соединены через первичные обмотки соответствующих трансформаторов 2 и 3 тока с истоками полевых транзисторов (мощных ключевых МОП-транзисторов) 4 и 5, стоки которых объединены в общую точку, образующую один иэ выходных выводов для подключения нагрузки 6, Другой выходной вывод образован средней точкой вторичной обмотки. Между выходными выводами включен конденсатор 7 фильтра.

Вторичные обмотки трансформаторов тока подключены к входам соответствующих дифференциальных усилителей (компараторов) 8 и 9, выходы которых через биполярные транзисторы (ключевые элементы) 10 и 11 с и-р-и и р-п-р типом проводимости соответственно соединены с соответствующими затворами полевых транзисторов 4 и 5, причем цепи питания усилителей 8 и 9 и транзисторов 10 и 11 подключены к вспомогательным источникам 12 и 13 питания, образованным соответствующими частями вторичной обмотки трансформатора, диодами 14 и 15 и вспомогательными конденсаторами 16 и 17 соответственно. Вторичные обмотки трансформаторов тока зашунтированы соответственно резисторами 18 и 19, а к соответствующему входу усилителей 8 и 9 подключены делители напряжения смещения, образованные резисторами 20, 21 и 22, 23. Между выходом каждого из усилителей

8 и 9 и срответствующими входами вспомогательных источников 12 и 13 питания включены соответственно резисторы 24 и 25, Сток-исток каждого иэ транзисторов 4 и 5 эашунтирован внутренним диодным переходом, который имеется в структуре этих транзисторов, изготовленных по D-,V- u Uтехнологии.

Преобразователь работает следующим образом.

В каждый полупериод питающего напряжения работает одна иэ половин вторичной обмотки трансформатора 1, В полупериод, когда к верхней половине вто5

55 ричной обмотки силового трансформатора приложена положительная полуволна переменного напряжения, в момент времени t> начинает протекать ток через внутреннюю диодную структуру МОП-транзистора 4. Во вторичной обмотке трансформатора 2 тока наводится ЭДС и при достижении напряжением порога включения усилителя 8 у последнего на выходе устанавливается уровень логической единицы. Это приводит к открыванию верхнего транзистора ключевого элемента 10 и к последующему открыванию канала МОП-транзистора 4, и ток, минуя внутреннюю диодную структуру, протекает по ниэкоомному каналу исток-сток

МОП-транзистора 4 в течение времени tg-t3.

С уменьшением тока через канал трэнэистора в момент времени тз, когда напряжение во вторичной обмотке трансформатора 2 тока упадет ниже порога срабатывания дифференциального усилителя 8, на его выходе установится уровень логического нуля. Это приведет к закрытию верхнего и открытию нижнего транзисторов ключевого элемента 10 и соответственно к закрытию канала исток-сток МОП-транзистора 4. С момента времени t3 до времени t4 ток в нагрузку 6 будет поступать через внутреннюю диодную структуру МОП-транзистора 4.

В отрицательный полупериод аналогичным образом работает другое плечо преобразователя, включающее нижнюю половину вторичной обмотки трансформатора 1, Таким образом, промежутки времени tits u тэ — t4, когда ток проходит через внутреннюю диодную структуру МОП-транзистора, падение напряжения которого составляет

0,6 — 0,7В, можно свести к минимуму за счет повышения коэффициента трансформации трансформаторов 2 и 3 тока. Использование

МОП-транзисторов с низким сопротивлением канала способствует увеличению выходной мощности при малых массогабаритных показателях.

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий два однополупериодных выпрямителя, трансформатор с соединенной с входными выводами для подключения источника питания первичной обмотки и вторичной обмоткой, выполненной со средней точкой и с отводом от части витков в каждой из полуобмоток. конденсатор фильтра и два выходных вывода для подключения нагрузки, причем в состав каждого из укаэанных выпрямителей входит одна вторичная полуобмотка с отводом от части ее витков и полевой транзистор, к выводам сток-исток которого подключен внутренний диодный

1658339

Составитель А, Кириллов

Техред М.Моргентал Корректор М. Кучерявая

Редактор В, Данко

Заказ 1720 Тираж 397 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Га эрина, 101 переход. а средняя точка вторичной обмотки трансформатора и общая точка соединения стоков полевых транзисторов выпрямителей образуют соответственно первый и второй выходные выводы, между 5 которыми включен конденсатор фильтра, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в каждый из однополупериодных выпрямителей дополнительно введены 10 токовый трансформатор с первичной и вторичной обмотками, диод, вспомогательный конденсатор, дифференциальный усилитель, четыре резистора, а также и-р-и- и р-ир-биполярные транзисторы, эмиттеры 15 которых соединены между собой и подключены к затвору полевого транзистора, их базовые выводы обьединены в общую точку, подключенную к выходу усилителя и выводу первого резистора, коллектор и-р-и-транэи- 20 стора подключен к свободному выводу первого резистора и к общей точке соединения выводов второго резистора. вспомогательного конденсатора и катода диода, анодом соединенного со свободным выводом вторичной полуобмотки. а коллектор р-и-ртранэистора подключен к истоку полевого транзистора, выводу третьего резистора и через первичную обмотку токового трансформатора к отводу от части витков полуобмотки и свободному выводу вспомогательного конденсатора, причем вторичная обмотка токового трансформатора зашунтирована четвертым резистором и включена между инвертирующим и неинвертирующим входами усилителя, а общая точка соединения свободных выводов второго и третьего резисторов подключена к неинвертирующему входу усилителя, выводы питания которого подключены к коллекторам соответствующих биполярных транзисторов.