Однотактный преобразователь с обратным включением выпрямительного диода

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к источникам вторичного электропитания импульсной осветигельной аппаратуры Цель изобретения - повышение стабильности выходной мощности устойчивости и КПД устройства Однотактныи преобразователь с обратным включением выпрямительного диода содержит датчик ) тока, трансформатор 2, транзисторный ключ 3, компаратор 4. выпрямительный диод 5 резистор 6 смещения, выводы 7,8 источника питания, два резистора 9, 11 стабилитрон 10, накопительный конденсатор 12, дополнительный диод 13 2 з п ф-лы, 2 ил

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

26 Arg,„ (21) 4401312/21 (22) 31.03.88 (46) 30.08.92. Бюл. ¹ 32 (71) Центральное конструкторское бюро

"Фотон" (72) М.В,Рюмин (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 923013,,кл. Н 03 К 3/53, 1980.

2. Авторское свидетельство ГДР

N 11775,,кл. Н 02 Р 8/00, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

N . 1334328, кл. Н 02 М 9/04, 1985. (54) ОДНОТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

С ОБРАТНЫМ ВКЛЮЧЕНИЕМ ВЫПРЯМИТЕЛЬНОГО ДИОДА

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания импульсной осветительной аппаратуры.

Целью изобретения является повышение стабильности выходной мощности, устойчивости и КПД устройства, на фиг.1 представлена схема однотактного преобразователя с обратным включением выпрямительного диода; на фиг.2— схема преобразователя с дополнительным диодом.

Преобразователь содержит датчик 1 тока, трансформатор 2, транзисторный ключ 3, образующие с первичной обмоткой трансформатора 2 последовательную цепь, при этом коллектор транзисторного ключа 3 соединен с первым выводом первичной обмотки трансформатора, компаратор 4, первым входом соединенный с первым выводом вторичной обмотки трансформатора

„„ S„„1758815 А1

<я )л Н 02 M 9/04, Н 03 К 3/53 (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания импульсной освети. ельной аппаратуры, Цель изобретения — повышение стабильности выходной мощности. устойчивости и КПД устройства. Однотактный преобразователь с обратным включением выпрямительного диода содержит датчик 1 тока, трансформатор 2, транзисторный ключ

3, компаратор 4. выпрямительный диод 5, резистор 6 смещения, выводы 7, 8 источника питания, два резистора 9, 11. стабилитрон

10, накопительный конденсатор 12, дополнительный диод 13. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

2, а вторым — с первым выводом датчика 1 тока, выпрямительный диод 5, обратно включенный между вторым выводом вторичной обмотки трансформатора 2 и первой выходной клеммой, резистор 6 смещения, первым выводом подключенный к базе транзисторного ключа 3 и выводу компаратора 4, последовательно соединенные между первым и вторым выводами 7, 8 источника питания первый резистор 9 и стабилитрон 10, второй вывод датчика 1 тока соединен с точкой соединения стабилитрона 10 и первого вывода 7 источника питания. второй резистор 11, включенный между первым выводом вторичной обмотки трансформатора 2 и точкой соединения первого резистора 9 с выводом сгабилитрона 10.

Эмиттер транзисторного ключа 3 соединен с вторым выводом резистора 6 смещения, вторым выводом 8 источника питания и BTQрой выходной клеммой, первый вывод дат1758815

Е т+Iîáð " =lic+Iîáð n где Š— напряжение источника питания;

Š— индуктивность первичной обмотки трансформатора 2; 35

1 — текущее время; ! обр — ОбРатНЫй тОК ВЫПРЯМИтЕЛЬНОГО диода 5;

n — коэффициент трансформации трансформатора 2; 40

Ip- ток намагничивания трансформатора 2.

В магнитном поле трансформатора 2 при этом накапливается энергия, равная

Обратный ток выпрямительного диода

5, протекая по второму резистору 11, увеличивает напряжение между вторым входным потенциальным выводом компаратора 4 и первым выводом 7 источника питания до значения

0ст 4. 1обр R2, где Оот — напряжение стабилизации опорного стабилитрона 10; чика 1 тока соединен с вторым выводом первичной обмотки трансформатора 2.

Между первой и второй выходными клеммами включен накопительный конденсатор 12, а между первым выводом вторичной обмот- 5 ки трансформатора 2 и первым выводом 7 источника питания включен дополнительный диод 13; Ф устройство работает следующим образом. 10

При подаче на выводы 7, 8 источника питания напряжения в первый момент ток через датчик 1 тока не протекает, и между выходными потенциальными выводами компаратора 4 устанавливается напряже- 15 ние, равное напряжению стабилизации стабилитрона 10. Благодаря этому компаратор

4, а через него и транзисторный ключ 3 открываются, и через первичную обмотку трансформатора 2 начинает протекать ток. 20

При указанном на фиг.1, 2 включении обмоток трансформатора полярность напряжения на его вторичной обмотке такова, что выпрямительный диод находится в закрытом состоянии, и через первичную обмотку 25 трансформатора 3 и датчик 1 тока протекает линейно нарастающий ток, величина которого определяется соотношением

R2 — сопротивление второго резистора

11, При достижении током в первичной обмотке трансформатора 2 величины, при которой напряжение на датчике 1 тока

СтаНОВИтСЯ РаВНЫМ 0ст + !обр R2 НаПРЯжЕние между входными потенциальными выводами компаратора 4 оказывается равным нулю; компаратор 4 и транзисторный ключ

3 закрываются, и ток через первичную обмотку трансформатора 2 прерывается. Значение тока намагничивания трансформатора 2 прерывается, в момент закрывания транзисторного ключа 3 будет равно ст 2 ц цдка = — + — — " 1обр дат дат где Ryan — сопротивление резистивного датчика 1 тока. и в магнитном поле трансформатора 2 будет запасена энергия, равная

Я

При прерывании тока в первичной обмотке трансформатора 2 ЭДС на обмотках трансформатора 2 меняет полярность и выпрямительный диод 5 переходит в открытое состояние, Запасенная в магнитном поле трансформатора 2 энергия передается в накопительный конденсатор 12. При этом напряжение между потенциальными выводами компаратора 4 меняет полярность на противоположную относительно первоначальной и поддерживает закрытым компаратор. Резистор 6 смещения поддер>кивает закрытым транзисторный ключ 3.

Ток заряда накопительного конденсатора 1 во времени падает от значения 1 р,„,:n до значения, при котором напряжение между входными потенциальными выводами компаратора 4 меняет полярность, после чего компаратор 4 и транзисторный ключ 3 открываются.

Ток рассасывания избыточного заряда из базы выпрямительного диода 5, протекающий во вторичной обмотке трансформатора 2 после открывания транзисторного ключа 3, создает на резисторном датчике 1 тока падение напряжения, равное Ipac и Кдат, где Ipac ток рассасывания избыточного заряда выпрямительного диода 5. Но в то же время порог переключения компаратора 4 увеличиваетСЯ На ВЕЛИЧИНУ lpac R2, Чтс СНИжаЕт ВЕРОЯтность переключения компаратора 4 от броска тока в первичной обмотке трансформатора 2 при открывании транзисторного ключа 3.

1758815 2 = дат и, 40

Таким образом, достигается уменьшение влияния обратного тока выпрямительного диода, изменяющегося при воздействии дестабилизирующих факторов, на максимальное значение тока намагничивания трансформатора и снижается вероятность переключения компаратора от броска тока в первичной обмотке трансформатора при открывании транзисторного ключа, что позволяет повысить стабильность выходной мощности и устойчивость работы устройства.

При выполнении условия R2 = Елдой и влияние обратного тока выпрямительного диода на максимальное значение тока намагничивания трансформатора исключается полностью, и устраняется переключение усилителя от броска в первичной обмотке трансформатора при открывании транзисторного ключа.

Для повышения КПД устройства между точкой соединения первого входного потенциального вывода усилителя. вывода вторичной обмотки трансформатора и второго резистора 11 и первым выводом 7 источника питания может быть включен дополнительный диод 13, направление которого совпадает с направлением включения выпрямительного диода 5 (фиг.2).

Устройство на фиг.2 работает аналогично устройству на фиг.1 и равнозначно устройству на фиг.1 по стабильности выходной мощности и устойчивости работы. Включение же дополнительного диода 13 между точкой соединения первого входного потенциального вывода компаратора 4, вывода вторичной обмотки трансформатора 2 и второго резистора 11 и первым выводом 7 источника питания позволяет повысить КПД устройства благодаря исключению протекания через второй резистор 11 тока вторичной обмотки трансформатора 2 во время отдачи в нагрузку энергии, запасенной в магнитном поле трансформа гора 2.

Формула изобретения

1. Однотактный преобразователь с обратным включением выпрямительного диода, содержащий датчик тока, трансформатор, транзисторный ключ, обра5

35 зующие с первичной обмоткой трансформатора последовательную цепь, при этом коллектор транзисторного ключа соединен с первым выводом первичной обмотки трансформатора, компаратор, первым входом соединенный с первым выводом вторичной обмотки трансформатора, а вторым входом — с первым выводом датчика тока, выпрямительный диод, обратно включенный между вторым выводом вторичной обмотки трансформатора и первой выходной клеммой, резистор смещения, первым выводом подключенный к базе транзисторного ключа и выводу компаратора, последовательно соединенные и включенные между первыми и вторыми выводами источника питания первый резистор и стабилитрон, второй вывод датчика тока соединен с точкой соединения стабилитрона и первого вывода источника питания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения стабильности выходной мощности и устойчивости работы устройства, введен второй резистор, включенный между перьым выводом вторичной обмотки трансформатора и точкой соединения первого резистора с выводом стабилитрона, эмиттер транзисторного ключа соединен со вторым выводом резистора смещения, вторым выводом источника питания и второй выходной клеммой, первый вывод датчика тока соединен с вторым выводо4 первичной обмотки трансформатора.

2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что сопротивление второго резистора выбрано из условия: где  — сопротивление второго резистора;

Яд т — сопротивление датчика тока;

n — коэффициент трансформации трансформатора.

3.Преобразователь по и. 1, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повышения КПД, между первым выводом вторичной обмотки трансформатора и первым выводом источника питания включен дополнительный диод в направлении, совпадающем с направлением включения вып рямител ьного диода.

Составитель А,Петров

Редактор Т.Орловская Техред М.Моргентал Корректор р К)рковецкэя

Заказ 3009 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