Однотактный преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть испольэовано .8 системах вторичного электропитания. Цель изобретения - повышение КПД. В однотактном преобразователе в качестве силового ключа использован транзистор 4 со статической индукцией. При включении преобразователя транзистор 4 оказывается открытым и. для его принудительного запирания используется пьезотрансформатор 5, выходное напряжение которого через дополнительный выпрямитель 6, первый резистор 7 и диод 9 подается на затвор транзистора 4. По окончании процесса запуска начинает работать блок управления 3 и его выходные сигналы поступают в цепь затвора транзистора4.1 ил.уЁ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

P ЕСПУБЛИК (505 Н 02 М 3/335

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

V (лЭ

О

Ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4789171/07 (22) 05.02.90 (46) 15.02.92. Бюл. N -6 (71) Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (72) Д.В.Игумнов, В.В.Фомишкин, В.А.Масловский и А.А,Соловьев (53) 621.314.58(088.8) (56) Патент США N. 4541039, кл. Н 02 P 13/22, 1985;

Источники вторичного электропитания.

Под ред. Ю,И,Конева — Радио и связь, 1983, с.95, рис,3-29. (54) ОДНОТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Я2„„1713048 А1 (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания. Цель изобретения — повышение КПД. В однотактном преобразователе в качестве силового ключа использован транзистор 4 со статической индукцией. При включении преобразователя транзистор 4 оказывается открытым и, для его принудительного запирания используется пьезотрансформатор 5, выходное напряжение которого через дополнительный выпрямитель 6, первый резистор 7 и диод 9 подается на затвор транзистора 4. По окончании процесса запуска начинает работать блок управления 3 и его выходные сигналы поступают в цепь затвора транзистора4, 1 ил.

1713048

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания.

Известен преобразователь постоянного напряжения с разделительным трансформатором и внешним возбуждением.

Преобразователь содержит задающий генератор, полевой транзистор, база которого подключена к выходу задающего генератора, а эмиттер — к общей шине, трансформатор, первичная обмотка которого подключена между источником входного напряжения и стоком транзистора, и выпрямитель, подключенный к вторичной обмотке трансформатора, Преобразователь имеет относительно небольшой КПД, что является его основным недостатком.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является однотактный преобразователь постоянного н а и ряжения, содержащий силовой трансформатор, первичная обмотка которого через силовой ключ подключена к входным выводам, между которыми включен конденсатор, а вторичная обмотка через выходной выпрямитель и фильтр соединена с выходными и входными выводами блока управления, выход которого подключен к входу задающего генератора, выход которого подключен к управляющему входу силового ключа. Выходное напряжение регулируется путем изменения частоты задающего генератора при постоянной длительности импульса.

Недостатком прототипа является относительно небольшой КПД.

Цель изобретения — повышение КПД устройства.

Указанная цель достигается в однотактном преобразователе постоянного напряжения, содержащем силовой трансформатор, первичная обмотка которого через силовой ключ подключена к входным выводам, а вторичная обмотка через выходной выпрямитель и фильтр соединена с выходными выводами, и блок управления, выход которого соединен с управляющим входом силового ключу за счет использования в качестве последнего транзистора со статической индукцией, управляющий вход которого через введенные последовательно соединенные-первый резистор и диод подключен к выходу введенного дополнительного выпрямителя. Вход последнего соединен с выходом введенного пьезотран.сформатора, вход которего через второй введенный резистор подключен к входным выводам преобр зователя.

На чертеже представлена принципиальная схема преобразователя постоянного напряжения, 5 Преобразователь содержит трансформатор 1, выпрямитель 2 с фильтром, блок 3 управления, транзистор 4 со статической индукцией, пьезоэлектрический трансформатор 5, дополнительный выпрямитель 6, 10 два резистора 7 и 8, диод 9, Трансформатор 1 имеет две обмотки: первичную и вторичную. Первичная обмотка первым своим выводом подключена к первому входному выводу преобразователя и первому выводу

15 резистора 8. Между входными выводами преобразователя включен блок 3 управления. Второй вывод первичной обмотки трансформатора 1 подключен к стоку транзистора 4, затвор которого подключен к пер20 вому выводу резистора 7. Второй вывод

Последнего подключен к аноду диода 9. Выход блока 3 управления подключен к затвору транзистора 4. Второй вывод резистора

8 подключен к первому электроду секции

25 возбуждения пьезоэлектрического трансформатора 5, Общий вывод выпрямителя 6 подключен к общей шине, истскутранзистора 4 и второму электроду секции возбужденйя трансформатора 5. Электрод

30 генераторной секции трансформатора 5 подключен к входному выводу дополнительного выпрямителя 6, выходной вывод которого подключен к катоду диода 9. Выводы вторичной обмотки трансформатора 1 под35 ключены к входным выводам выпрямителя 2 с фильтром, выход которого подключен к выходным клеммам.

Резистор 7 предназначен для получения необходимого режима по затвору

40 транзистора 4. Резистор 8 является токоограничивающим элементом.

При подаче входного напряжения U«в преобразователе в отсутствие сигналов управления с блока 3 через транзистор 4 могут

45 относительно длительное время протекать большие токи, что может отрицательно повлиять на надежность устройства. Для устранения этого осуществляется запирание транзистора 4 отрицательным напряжени50 ем по затвору, поступающим с выхода выпрямителя 6 через диод 9 и резистор 7. При подключении питания в пьезоэлектрическом трансформаторе 5 возбуждаются ударные колебания (добротность трансфор55 матора обычно составляет более 100), которые с его генераторной секции поступают на вход выпрямителя 6 и преобразуются в постоянное отри цател ьное на и ряжение.

Это запирающее напряжение может поддерживаться относительно длительное вре1713048

35

45

Составитель B.Ìoèí

Редактор И.Касарда Техред М,Моргентал Корректор Л.Патай

Заказ 542 Тираж 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. Гагарина, 101 мя на затворе транзистора 4 за счет сглаживающего конденсатора на входе выпрямителя 6.

В рабочем режиме, при наличии управляющих сигналов со схемы 3 устройство ра- 5 ботает следующим образом.

При появлении на выходе схемы 3 управления положительного импульса напряжение на затворе транзистора 4 становится положительным, транзистор 4 оказывается 10 (форсированно) открытым и в первичной обмотке трансформатора 1 течет большой ток.

При этом, полученное ранее запирающее напряжение на выходе выпрямителя 6 устраняется (разряжается сглаживающий.15 конденсатор на выходе выпрямителя 6).

При поступлении с выхода схемы 3 управления отрицательного импульса на затвор транзистора 4, он оказывается закрытым и в первичной обмотке транс- 20 форматора не протекает ток, Сигналы вторичной обмотки трансформатора 1 преобразуются выпрямителем 2 с фильтром в постоянное напряжение, поступающее на выходные выводы. Транзистор 4 является 25 быстродействующим силовым элементом, обладающим очень малым сопротивлением канала в открытом состоянии (0,1 — 0,01 Ом).

Малые потеримощности при переключении транзистора .4 и в статическом состоянии обеспечивают повышение КПД устройства.

Надежность работы преобразователя при этом обеспечивается запиранием транзистора 4 в начальный период при включении преобразователя.

Формула изобретения

Однотактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовой трансформатор, первичная обмотка которого через силовой ключ подключена к входным выводам, а вторичная обмотка через выходной выпрямитель и фильтр соединена с выходными выводами, и блок управления, выход которого соединен с управляющим входом силового ключа, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения КПД, в качестве силового ключа использован транзистор со статической индукцией, управляющий вход которого через введенные последовательно соединенные первый резистор и диод подключен к выходу введенного дополнительного выпрямителя, вход которого соединен с выходом введенного пьезотрансформатора, вход которого через второй. введенный резистор подключен к входн ым вы водам п рео6 разо вателя,