Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

Применение: изобретение может быть использовано в качестве источника вторичного электропитания с повышенной надежностью и широкими функциональными возможностями. Сущность изобретения: устройство состоит из силового трансформатора 3 с первичной обмоткой 4 и основной 5 и вспомогательной 6 вторичными обмотками , выпрямительные силовые транзисторы 9, 10, датчик 11 аварийного параметра, ограничительный резистор 12, два защитных транзистора 13,14. Силовые переходы транзисторов 9, 10 включены в цепи основной вторичной обмотки 5. Их управляющие входы в противофазе подключены к вспомогательной обмотке 6. Управляющий вход одного защитного транзистора подключен к выходу датчика 11, а силовой переход другого защитного транзистора включен в базовые цепи выпрямительных транзисторов. Указанное выполнение устройства исключает режимы токовых перегрузок и обеспечивает его работу как в режиме стабилизации тока, так и в режиме стабилизации выходного нгпряжения. 2 з.п. ф-лы. 3 ил. in

СОЮЗ СОBE T(:ÊÈÓ. сОциАлистических

РЕСПУБЛИК

1778899 А1 (5!)5 Н 02 M 7/217

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР описании изоы от ни

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фию. г (21) 4858070/07 (22) 25.06.90 (46) 30.11,92. Бюл. N 44 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения (72) С.Т.Дремов, Л.M Ïîïèëü, А.П.Бабин и

А.Л.Крамар (56) Электронная техника в автоматике. Под ред, Конева, вып. 4, M., Радио и связь, 1983, с. 14, рис, 1, Основы проектирования микроэлектронной аппаратуры. / Под ред. Высоцкового Б.Ф., M.. Сов.радио, 1977, с. 180, рис. 5.6, Экспресс-информация. Приборы и элементы автоматики и вычислительной техники. ¹ 1177, M., 1986, с, 17, рис. 4. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Применение: изобретение може1 быть использовано в качестве источника вторичного электропитания с повышенной надежностью и широкими функциональными

J возможностями. Сущность изобретения: устройство состоит из силового трансформатора 3 с первичной обмоткой 4 и основной 5 и вспомогательной 6 вторичными обмотками, выпрямительные силовые транзисторы

9, 10, датчик 11 аварийного параметра, ограничительный резистор 12, два защитных транзистора 13, 14. Силовые переходы транзисторов 9, 10 включены в цепи основной вторичной обмотки 5. Их управляющие входы в противофазе подключены к вспомогательной обмотке 6. Управляющий вход одного защитного транзистора подключен к выходу датчика 11, а силовой переход другого защитного транзистора вкл ючен в базовые цепи выпрямительных транзисторов.

Указанное выполнение устройства исключаег режимы токовых перегрузок и обеспечивает его работу как в режиме стабилизации тока, так и в режиме стабилизации выходного напряжения. 2 з,п. ф-лы. 3 ил, 1778899

Изобретение относится к области электротехники и может бы гь использовано при проектировании источников вторичного электропитания.

Известны преобразователи переменного напряжения в постоянное, выполненные на транзисторах.

Один из известных преобразователей построен с использованием коллекторнобазовых переходов транзисторов. Недостатками этого преобразователя являются большая мощность рассеяния, отсутствие защитных свойств и узкая функциональная возможность.

В другом известном преобразователе переменного напряжения в постоянное мошность рассеяния значительно уменьшена путем использования эмиттер-коллекторных переходов транзисторов, обеспечив режим насыщения транзисторов в проводящем состоянии, Недостатками преобразоF3ателя являютсsl îTñóòñтвие защитных свойств, узкая функциональная возможность.

Из известных преобразователей наиболее близким по технической сущности и принятым за прототип является преобразователь переменного напряжения в постоянное, содерх<ащий силовой трансформатор, на магнитопроводе которого расположены первичная обмотка, соединенная с входными вводами для подключения источника переменного напряжения, а также основная и вспомогательная вторичные обмотки, каж-. дая из которых выполнена со средним выводом, два выпрямительных силовых транзистора и два выходных вывода для подключения нагрузки, причем крайние выводы основной вторичной обмотки через силовые переходы соответствующих транзисторов соединены с первым выходным выводом, а крайние выводы вспомогательной вторичной обмотки в противофазе по отношению к основной вторичной обмотке подключены к управляющим входам соответствующих транзисторов, Указанный преобразователь переменного напряжения в постоянное обладает малой мощностью рассеяния, BblcoKNM КПД, Однако существенными недостатками преобразователя являются низкая надежность из-эа возможных токовых перегрузок или выходных перенапряжений, а также узкая функциональная возможность.

Целью изобретения является повышение надежности с одновременным расширением функциональных возможностей, Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь пере :енного напряжения в постоянное, содержащий силовой трансформатор, на магнитопроводе которо-го расположены первичная обмотка. соединенная с входными выводами для подключения источника переменного напряжения, а также основная и вспомогательная вторичные обмотки, каждая из которых выполнена со средним выводом, два выпрямительных силовых транзистора и два выходных вывода для подключения нагрузки, причем крайние выводы основной вторичной обмотки через силовые переходы соответствующих транзисторов соединены с первым выходным выводом, а крайние выводы вспомо ательной вторичной обмотки в противофазе по отношению к основной вторичной обмотке подключены к управляющим входам соответствующих транзисторов, дополнительно введены датчик аварийного параметра на выходе, первый и второй защитные транзисторы, а также ограничительный резистор; причем выход датчика соединен с базой первого защитного транзистора, эмиттер которого соединен со средним выводом основной вторичной обмотки, а коллектор через параллельно включенныс ограничительный резистор и переход база-коллектор второго защитного транзистора — со средним выводом вспомогательной вторичной обмотки, соединенным через переход коллекторэмиттер второго защитного транзистора с . первым выходным выводом, Этот датчик может быть выполнен на резисторе, включенном между средним выводом основной вторичной обмотки и вторым выходным выводом, при этом общая точка соединения вывода резистора с вторым выходным выводом образует выход датчика, или в виде цепочки из двух последовательно соединенных резисторов, включенной между выходными выводами, выход датчика в этом случае образует общая точка соединения резисторов. При увеличении тока нагрузки или выходного напряжения выше заданной величины под действием датчика приоткрывается первый и призапирается второй защитный транзисторы. Это обеспечивает ограничение тока нагрузки или выходного напряжения на заданном уровне.

На фиг. 1 представлена электрическая схема предлагаемого преобразователя переменного напряжения в постоянное; на фиг. 2, 3 — варианты ее выполнения.

Предлагаемый преобразователь содержит выводы 1, 2 для подключения источника переменного напряжения, силовой трансформатор 3, включающий первичную 4, основную 5 и вспомогательную б вторичные обмотки, выводы 7, 8 для подключения на177889Ó

25

40

50 грузки, выпрямительные силовые транзисторы 9, 10, датчик 11 аварийного параметра, ограничительный резистор 12, первый

13 и второй 14 защитные транзисторы.

Первичная обмотка 4 силового трансформатора 3 соединена с входными выводами 1, 2 для подключения переменного напряжения, крайние выводы основной 5 вторичной обмотки через переходы эмиттер-коллектор выпрямительных силовых транзисторов 9, 10 соединены с первым 8 выходным выводом, крайние выводы вспомогательной 6 вторичной обмотки в противофазе по отношению к основной 5 вторичной обмотке подключены к базам соответствующих выпрямительных силовых транзисторов 9, 10, Датчик 11 может быть выполнен на резисторе, включенном между средним выводом основной 5 вторичной обмотки и вторым 7 выходным выводом (фиг,2) или на цепочку из двух последовательно соединенных резисторов, включенных между первым 8 и вторым 7 выходными выводами (фиг.3), Общая точка соединения вывода резистора со вторым 7 выводом в первом случае и общая точка соединения двух резисторов во втором случае образуют выход датчика 11, подключенный к базе первого 13 защитного транзистора. Эмиттер первого

13 защитного транзистора соединен со средним выводом основной 5 вторичной обмотки, его коллектор через параллельно включенные ограничительный резистор 12 и переход база-коллектор второго 14 защитного транзистора соединен со средним выводом вспомогательной 6 вторичной обмотки, подключенным к первому 8 выходному выводу через переход коллектор-эмиттер второго 14 защитного транзистора.

Предлагаемый преобразователь переменного напряжения в постоянное работает следующим образом.

Напряжение основной 5 вторичной обмотки выпрямляется с помощью выпрямительных силовых транзисторов 9 10, поочередно в зависимости от полярности прило>кенного напряжения находящихся в ре>киме глубокого насыщения за счет смещения переходов эмиттер-база и коллекторбаза в прямом направлении с помощью напряжений основной 5 и вспомогательной б вторичных обмоток. Г1ри этом напряжение на отпертых транзисторах 9, 10 и их мощность рассеяния имеют достаточно малую величину, В нормальном режиме работы напряжение на датчике 1 мало и недостаточно для отпирания первого 13 защитного транзистора, Второй 14 защитный транзистор отперт и не влияет на работу преобразователя, В случае увеличения тока нагрузки (фиг.2) или выходного напряжения (фиг.3) до определенных величин повышается напряжение на датчике 11, что приводит к приотпиранию первого 13 защитного транзистора. Увеличение коллекторного тока первого 13 защитного транзистора вызывает снижение базового тока второго 14 защитного транзистора и его призапирание. В результате уменьшается глубина насыщения выпрямительных силовых транзисторов 9, 10, т.е. уменьшается их проводимость, что приводит к ограничению тока перегрузки (фиг.2) или ограничению выходного напряжения (фиг.3) на заданном уровне, Таким образом, в предложенном преобразователе переменного напряжения в постоянное устраняются режимы токовых перегрузок и выходных перенапря>кений, т,е. повышается надежность.

Из этого следует, что при выборе определенного датчика 11 предлагаемый преобразователь может работать как в режиме стабилизации тока (фиг.2), так и в режиме стабилизации выходного напряжения (фиг.3), Это позволяет расширить его функциональные возможности, Экспериментальная проверка подтвердила работоспособность предлагаемого преобразователя переменного напряжения в постоянное. Ток перегрузки и выходное напря>кение ограничены на уровне, равном

1,2-2 от номинальной величины, в режиме стабилизации нестабильность така или выходного напряжения составляет 2 .

Формула изобретения

1. Преобразователь переменного напря>кения в постоянное, содержащий силовой трансформатор, на магнитопроводе которого располо>кены первичная обмотка, соединенная с входными выводами для подключения источника переменного напряжения, а также основная и вспомогательная вторичные обмотки, каждая из которых выполнена со средним выводом, два выпрямительных силовых транзистора и два выходных вывода для подключения нагрузки, причем крайние выводы основной вторичной обмотки через силовые переходы соответствующих транзисторов соединены с первым выходным выводом, а крайние выводы вспомогательной вторичной обмотки в противофазе по отношению к основной вторичной обмотке подключены к управляющим входам соответствующих транзисторов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности с одновременным расширением функциональных

1778899 возможностей, дополнительно введены датчик аварийного параметра на выходе, перBblN и второй защитные транзисторы, а также ограничительный резистор, причем выход датчика соединен с базой первого защитного транзистора, эмиттер которого соединен со средним выводом основной вторичной обмотки, а коллектор через параллельно включенные ограничительный резистор и переход база-коллектор второго защитного транзистора — со средним выводом вспомогательной вторичной обмоткой, соединенным через переход коллекторэмиттер второго защитного транзистора с первым выходным выводом.

2, Преобразователь по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что указанный датчик выполнен на резисторе, включенном между средним выводом основной вторичной обмотки

5 и вторым выходным выводом. причем общая точка соединения вывода резистора с вторым выходным выводом образует выход датчика.

3. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю10 шийся тем, что указанный датчик выполнен в виде цепочки из двух последовательно соединенных резисторов, включенной между выходными выводами, причем общая точка соединения резисторов образует выход

15 датчика, 1778899

Составитель С.Дремов

Техред М.Моргентал . Корректор H.Êîðîëü

Редактор

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

Заказ 4201 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113О35, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5