Однотактный преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель изобретения - расширение области применения и повышение надежности путем обеспечения питания блока управления стабильным выходным напряжением преобразователя. Эта цель достигается тем, что в преобразователь постоянного напряжения введены дополнительный пороговый элемент, третий диод и нормально замкнутый ключевой элемент, благодаря которым обеспечивается переключение питания блока управления после выхода на номинальный режим - от выхода преобразователя, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э Н 02 М 3/335

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1614081 (21) 4711609/07 (22) 22.05.89 (46) 07.11,91. Бюл. М 41 (72) А.П.Пономарев, Ю.С.Бараник и П.В,Маланов (53) 621.314.58 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1614081, кл. Н 02 М 3/335, 06.05.88 (54) ОДНОТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано в источниках вторичного электропитания и является усо- вершенствованием преобразователя по аат.св. М 1614081.

Цель изобретения — расширение области применения и повышение надежности путем обеспечения питания блока управления стабильным выходным напряжением преобразователя, На фиг.1 представлена 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 четвер„„. Ж „„1690124 А2 вторичного электропитания. Цель изобретения — расширение области применения и повышение надежности путем обеспечения питания блока управления стабильным выходным напряжением преобразователя, Эта цель достигается тем, что в преобразователь постоянного напряжения введены дополнительный пороговый элемент, третий диод и нормально замкнутый ключевой элемент, благодаря которым обеспечивается переключение питания блока управления после выхода на номинальный режим — от выхода преобразователя, 2 ил. тый 13 резисторы, первый 14 и второй 15 диоды, обратный диод 16, стабилитрон 17, второй 18, Третий 19 и четвертый 20 конденсаторы, трансформатор 21 управления, пороговый элемент 22, содержащий однопереходной транзистор 23 и резисторы

24 и 25, первый транзистор 26, а также дополнительный пороговый элемент 27, третий диод 28 и включенный последовательно с вторым диодом 15 размыкающий ключевой элемент 29, причем последовательно с третьим диодом 28 может быть включен вспомогательный преобразователь напряжения (не показан).

Дополнительный пороговый элемент 27 может быть выполнен по известным схемам, например, на основе интегральных микросхем КР142, КР140, К554 и др.

Размыкающий ключевой элемент 29 может быть выполнен по известным схемам, например, на основе полевого транзистора со статической индукцией, биполярного транзистора и-р-и типа с соединенными через резистор коллектором и базой и др.

1690124

Однотактный преобразователь постоянного напряжения работает следующим образом.

При подаче входного напряжения (диаграмма 30 входного напряжения, фиг.2) через резисторы 10 и 12 начинается медленный заряд конденсатора 18 (диаграмма,31 напряжения на конденсаторе 18, фиг,2), При достижении напряжения 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 конденсатор 20, ограничивающий его длительность, прикладывается к управляющему входу транзисторного ключа (диаграмма 32 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 олагодаря резонансным свойствам контура, образованного вторичной обмоткой 2 силового трансформатора 1, соединенной через диод 3 с дросселем 4 и конденсатором 19, и благодаря наличию индуктивности

DLC-фильтра 5 заряжается до напряжения, существенно превышающего номинальное выходное напряжение (диаграмма 33 напряжения на конденсаторе 19, фиг.2). Одновременно с зарядом конденсатора 19 через диод 15 и размыкающий ключевой элемент 29 происходит заряд конденсатора 7 (диаграмма 34 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, и так как разряд конденсатора 7 к очередному такту разряда незначительный, то отвод части энергии, запасаемой конденсатором 19 для питания блока управления, не влияет на работу силовой части преобразователя.

Через определенное число тактов работы выходное напряжение преобразователя достигает B момент времени ц Ilopol 3 срабатывания дополнительного порогового элемента 27 (диаграмма 35 напряжения на выходе преобразователя. фиг.2), выходной сигнал которого переводит p3 ì хающий ключевой элемен 29 в закрытое состояние. При э ом дальнейшее пит», пе блока управления ocyu«cтвляется о a i..да преобразователя: Бо р: «я " » м -.остоя10

50 ния транзисторного ключа 8 через него и первичную обмотку 9 силового трансформатора 1 протекает полуволна тока практически синусоидальной формы (диаграмма 36 тока через транзисторный ключ 8, фиг.2), После первого такта работы и подачи питающего напряжения на блок 6 управления последний формирует на выходе управляющие импульсы, которые через трансформатор 21 управления поступают на управляющий вход транзисторного ключа 8 и через резистор 11 — на базу транзистора 26, что приводит к периодическим, синхронно с работой транзисторного ключа

8 разрядам конденсатора 18 через диод 14 и 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 на DLC-фильтр 5, а наличие на входе DLCфильтра 5 диода препятствует его переполюсовке, что создает идентичность начальных условий в каждом такте работы преобразователя, При попадании выходного напряжения, например, под действием на блок 6 управления внешнего сигнала блокировки, перестает открываться и биполярный транзистор 26, давая возможность для формирования запускающих импульсов.

Запускающие импульсы из-за очень низкой частоты их следования не обеспечивают появления выходного напряжения.

При снятии сигнала блокировки преобразователь запускается аналогично его запуску при первом включении.

Таким образом, благодаря введенным дополнительному пороговому элементу 27, третьему диоду 28 и размыкающему ключевому элементу 29 обеспечивается переключение питания блока 6 управления после выхода на номинальный режим — от выхода преобразователя.

Указанное переключение питания гарантирует устойчивую работу преобразователя во всем диапазоне токов нагрузки; от холостого хода до максимального значения.

При этом благодаря питанию стабильным напряжением исключается повышение потери мощности в блоке 6 управления. Все это существенно повышает надежность и расширяет область применения преобразователя.

Формула изобретения

Однотактный преобразователь постоянного напряжения по авт.св. N 1614081, о тл и ч а ю шийся тем, что. с целью расширения области применения и повышения надежности путем обеспечения питания блока управления стабильным выходным напряжением преобразователя, введены дополнительный пороговый элемент, третий диод и включенный последовательно с вторым диодом размыкающий ключевой элемент, вход управления Kompcro через дополни5 тельный пороговый элемент соединен с выходным выводом преобразователя и первым выводом третьего диода, второй вывод которого соединен с вторым входным выводом блока управления, 1690124

Составитель И. Войтович

Редактор Н. Тупица Техред M.Mîðãåíòàë Корректор M.Ïîæî

Заказ 3823 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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