Преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к преобразовательной технике , и может быть использовано в системах электропитания устройств автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения - повышение надежности преобразователя путем обеспечения активного запирания силовых транзисторов при нулевом уровне напряжения обмотки управляющего трансформатора. Преобразователь содержит задающий генератор 1 с трансформатором 2, модулятор 3 с управляющим

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК (5ц5 Н 02 М 3/335

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4257347/07 (22) 05.06.87 (46) 23.03.92. Бюл. М 11 (71) Центральное конструкторско-технологическое бюро приборостроения с опытным производством (72) Г.Д. Ерашкин, С.А. Керцман, А,В. Гусев и Г.В. Дыдырко (53) 621.314.57 (088.8) (56) Мкртчян Ж.А. Электропитание электронно-вычислительных машин. — М.: Энер. гия, 1980, с. 44, рис.2.19.

Авторское свидетельство СССР

М 1210190, кл, Н 02 М 3/335, 1986.

„„ Ы„„1721749 А1 (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в системах электропитания устройств автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения— повышение надежности преобразователя путем обеспечения активного запирания силовых транзисторов при нулевом уровне напряжения обмотки управляющего трансформатора. Преобразователь содержит задающий генератор 1 с трансформатором 2, модулятор 3 с управляющим

1721749

15 трансформатором 4, формирователи 7 импульсов и силовые транзисторы 8 и 9 усилителя мощности 10. Каждый формирователь

7 содержит управляющие транзисторы 11 и

12, пороговый элемент 13, конденсатор 14, диод 15 и резистор 16. После включения устройства на обмотках трансформатора 2 задающего генератора 1 появляется прямоугольное напряжение, при этом s каждом формирователе 7 через диод 15 заряжается конденсатор 14. На вход модулятора 3 поступают сигналы синхронизации и обратной связи, при этом на обмотках трансформатора 4 формируется напряжение прямоугольИзобретение относится к электротехнике,.в частности, к преобразовательной технике, и может быть использовано в системах питания устройств автоматики и вычислительной техники.

Цель изобретения — повышение надежности путем обеспечения активного запирания силовых транзисторов при нулевом уровне напряжения обмотки управляющего трансформатора, а также улучшение динамических характеристик путем обеспечения ненасыщенного режима силовых транзисторов.

На фиг.1 показана принципиальная схема преобразователя напряжения; на фиг.2— временные диаграммы его работы

Преобразователь напряжения содержит задающий генератор 1 с трансформатором 2 и модулятор 3, например широтно-импульсный, с управляющим трансформатором 4, вторичные обмотки 5 трансформатора 2 и обмотки 6 тр-нсформатора 4 через формирователи 7 импульсов подключены к управляющим входам силовых транзисторов 8 и 9 усилителя 1С мощности. Каждый формирователь 7 содержит первый и второй управляюьцие транзисторы

11 и 12. Последовательно с вторичной обмоткой 6 включен пороговый элемент 13, например стабистор. Коллектор второго транзистора 12 подключен к конденсатору

14 и выпрямительному диоду 15, Между базой и коллектором транзистора 12 включен резистор 16. Усилитель 10 мощности подключен выходом к первичной обмотке выходного трансформатора 17, вторичная обмотка 18 которого подключена через выпрямитель 19 и фильтр 20 к выходным клеммам. Последние через устройство 21 обратной связи подключены к входу модулятора 3, вход синхронизации которого подключен к дополнительной обмотке 22 ной формы с регулируемой паузой на нуле, Обмотка трансформатора 4 открывает транзистор 11, на обмотке трансформатора 2 существует отпирающее напряжение, при этом силовой транзистор 8 (или 9) открыт., Когда на обмотке трансформатора 4 напряжение равно нулю (или обратной полярности),транзистор 11 закрывается, при этом напряжением заряженного конденсатора

14 через резистор 16 открывается транзистор 12, осуществляя активное запирание силового транзистора 8 (или 9). Такое активное запирание происходит и при случайном сбое в управлении. 1 э.п. ф-лы, 2 ил. задающего трансформатора 2. Последняя через выпрямитель 23 и фильтр 24 подключена к цепям питания модулятора 3 и устройства 21 обратной связи.

Цепь питания задающего генератора 1 подключена к выходу устройства 25 запуска, первый вход которого подключен к входным клеммам, à второй вход через фильтр 26 и выпрямитель 27 подключен к дополнительной обмотке 28 трансформатора 17. Между вторым выводом обмотки 6 и коллектором соответствующего силового транзистора усилителя 10 мощности включен дополнительный диод 29, Преобразователь напряжения работает следующим образом, После подачи напряжения на входные клеммы устройства 25 запуска подают на20 пряжение питания на задающий генератор

1 с трансформаторным выходом, который после этого генерирует прямоугольное напряжение на обмотках трансформатора 2 задающего генератора, При этом через диод

25 15 заряжается конденсатор 14 в каждом формирователе 7 импульсов, Напряжение с обмотки 22 поступает через выпрямитель 23 и фильтр 24 на цепи питания модулятора 3 и устройства 21 обратной связи и поступает

30 на вход синхронизации модулятора 3. Последний формирует на обмотках управляющего трансформатора 4 напряжение прямоугольной формы с паузой в нуле (длительность паузы регулируется в соответст35 вии с принципом широтно-импульсной модуля ци и), B момент времени t> (фиг.2) напряжением Uo на обмотке 6 управляющего трансформатора 4 включается первый

40 управляющий транзистор 11 формирователя 7 импульсов и включается напряжением

Оь (фиг,2) на обмотке 5 задающего транс1721749 форматора 2 силовой транзистор 8 усилителя 10 мощности.

В момент времени tz (фиг.2) напряжение Ua на обмотке 6 становится равным нулю, управляющий транзистор 11 5 выключается, Базовым током через резистор 16 открывается транзистор 12, активно запирая силовой транзистор 8. Форма напряжения на управляющих входах силового транзистора 8.0в (фиг.2) показывает, что 10 транзистор 8 активно заперт на протяжении всего нерабочего интервала времени t2-а5 (фиг.2). В интервале времени тз-ц (фиг.2) формирователь 7 импульсов силового транзистора 9 формирует на управляющих вхо- 15 дах последнего отпирающий импульс напряжения U9, а в момент времени ts активно запирает его.

B результате напряжение U

Выходное напряжение регулируется устройством 21 обратной связи, подключенным к выходным клеммам. Дополнительная обмотка 28 трансформатора 17 через выпря- 30 митель 27 и фильтр 26 подключена к устройству 25 запуска для питания системы управления.

Диод 29 обеспечивает ненасыщенный режим работы силовых транзисторов 8 и 9, 35 причем величина напряжения коллектор-база открытого транзистора задается пороговым элементом 13.

Таким образом, преобразователь напряжения обеспечивает повышенную на- 40 дежность при отсутствии управляющих импульсов, так как к управляющим входам силовых транзисторов приложено напряжение запирающей полярности, что обеспечивает их активное запирание и высокую 45 помехоустойчивость.

Схема позволяет реализовать любой тип широтно-импульсной модуляции (с регулировкой фазы переднего фронта, заднего фронта широтно-модулированных импуль- 50 сов), что расширяет ее функциональные возможности, Кроме того, введение диода 29 позволяет улучшить динамические характеристики

55 преобразователя, обеспечивая ненасыщенный режим работы силовых транзисторов, При этом пороговый элемент выполняет функции не только элемента формирователя импульсов, но и элемента, задающего требуемый режим работы силовых транзисторов, Формула изобретения

1. Преобразователь постоянного напряжения, содержащий задающий генератор с трансформатором и модулятор с управляющим трансформатором, вторичные обмотки которых через формирователи импульсов подключены к управляющим входам силовых транзисторов усилителя мощности, причем каждый формирователь импульсов содержит два управляющих транзистора с разным типом проводимости, объединенные эмиттеры подключены к первому выводу вторичной обмотки управляющего трансформатора и к базе силового транзистора, коллектор первого управляющего транзистора, тип проводимости которого совпадает с силовым, подключен через вторичную обмотку трансформатора задающего генератора к эмиттеру силового транзистора, а коллектор второго управляющего транзистора соединен с эмиттером силового транзистора через конденсатор и через выпрямительный диод — с коллектором первого управляющего транзистора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения активного запирания силовых транзисторов при нулевом уровне напряжения обмотки управляющего трансформатора, в каждый формирователь импульсов введены пороговый элемент и резистор, причем пороговый элемент включен между объединенными базами управляющих транзисторов и вторым выводом вторичной обмотки управляющего трансформатора, а резистор включен между коллектором и базой второго управляющего транзистора.

2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик путем обеспечения ненасыщенного режима силовых транзисторов, в каждый формирователь импульсов введен диод между вторым выводом вторичной обмотки управляющего трансформатора и коллектором соответствующего силового транзистора, 1721749

®ua 2

45

Составитель И. Войтович

Техред М,Моргентал Корректор H, Kopon

Редактор Н. Яцола

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

Заказ 961 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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