Регулируемый однотактный преобразователь постоянного напряжения в постоянное

 

Использование: в источниках вторичного электропитания систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники. Сущность изобретения: устр-во содержит регулирующий, транзистор 4, разделительный тр-р 5, сглаживающий дроссель 6 и конденсатор 10. Первичная обмотка сглаживающего дросселя включена последовательно с первичной обмоткой разделительного трра, параллельно которым включена последовательная цепь из конденсатора и вспомогательного транзистора 11, шунтированного диодом 12. Вторичные обмотки тр-ра и дросселя присоединены к выходным выводам через выпрямительные диоды 14, 15. Подключение входного напряжения разных номиналов осуществляется коммутатором 17, имеющим один вход и два выхода, причем входное напряжение подается между входом коммутатора и первым входным выводом преобразователя, а выходы коммутаторов подключены к второму и третьему входным выводам преобразователя. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s Н 02 М 3/335

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ (61) 1580500 (21) 4835689/07 (22) 08.06.90 (46) 07.02.93. Бюл, ¹ 5 (71) Киевский политехнический институт им,50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) М.E.Àðòåìåíêî, В.А,Попов и В.Г,Маленко (56) Авторское свидетельство СССР, ¹ 1580500, кл. Н 02 М 3/335, 1987, (54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ОДНОТАКТНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Использование: в источниках вторичного электропитания систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники.

Сущность изобретения; устр-во содержит регулирующий, транзистор 4, разделитель„„ Ж„„1793520 А2 ный тр-р 5, сглаживающий дроссель 6 и конденсатор 10. Первичная обмотка сглаживающего дросселя включена последовательно с первичной обмоткой раэделйтельного трра, параллельно которым включена последовательная цепь из конденсатора и вспомогательного транзистора 11, шунтированного диодом 12, Вторичные обмотки тр-ра и дросселя присоединены к выходным выводам через выпрямительные диоды 14;

15. Подключение входного напряжения разных номиналов осуществляется коммутатором 17, имеющим один вход и два выхода, причем входное напряженйе подается между входом коммутатора и первым входным выводом преобразователя, а выходы коммутаторов подключены к второму и третьему входным выводам йреобразователя. 1 ил, f3

1793520

Изобретение относится к электротехни- Цель изобретения — расширение функке и может быть использовано в источниках циональных возможностей преобразоватевторичного электропитания систем радио- ля путем обеспечения преобразования двух техники, автоматики и вычислительной тех- номиналов входного напряжения. ники для преобразования уровня 5 Поставленная цель достигается тем, что постоянного напряжения. преобразователь снабжен третьим входным

Известен однотактный преобрэзова- выводом из точки соединения конденсатотель напряжения, содержащий регулирую- ра, диода и силового злектрода вспомогащий транзистор, первый силовой вывод тельного транзистора, причем, Конденсатор которого присоединен к первому входному "0 включен между вторым и третьим входными выводу, а второй силовой вывод соединен с выводами преобразователя, а входное нэ вторым входным выводом через последова- пряжение между первым и третьим входнытельно соединенные первичные обмотки ми выводами превышает в два раза разделительноготрансформатора и сглажи- напряжение между первым и вторым входвающего дросселя, вторичные обмотки ко- 15 ными выводами преобразователя. торых присоединены к конденсатору На чертеже приведена схема электричефильтра через первый и второй выпрями- ская однотактного преобразователя постотельные диоды, последовательную цепь из янного напряжения в постоянное. диода и конденсатора. включенную между Однотактный преобразователь постовторым силовым выводом регулирующего 20 янного напряжения в постоянное содержит транзистора и вторым входным выводом, первый 1, второй 2 и третий 3 входные выблок управления, выход которого присоеди- воды, регулирующий транзистор 4, разделинен к входу управления регулирующим тельный трансформатор 5, сглаживающий транзистором, вспомогательный транзи- дроссель 6 и конденсатор 7. Первичная обстор, силовые выводы которого включены 25 мотка 8 сглаживающего дросселя 6 включепараллельно диоду последовательной цепи на последовательно с первичной обмоткой из диода и конденсатора, а вход управления 9 разделительного трансформатора 5, паподключен к допоЛнительному противофаз- раллельно которым включена последованому выходу блока управления. тельная цепь из конденсатора 10 и

Недостатком известного преобразова- .30 вспомогательного транзистора 11, шунти" теля являются ограниченные функциональ- рованного диодом 12, Вторичные обмотки ные возможности вследствие того, что разделительного трансформатора 5 и сглаустройство выполняет преобразование живающего дросселя 6 присоединены к вывходного напряжения одного фиксирован- ходным выводам 13 через первый 14 и ного номинала. В ряде случаев требуется 35 второй15выпрямительныедиоды к конденобеспечить преобразование входного на- сатору фильтра 7, блок 16 управления, компряжения двух номиналов, отличающихся мутатор 17, источник 18 входного по величине в два раза, например, при пре- . напряжения, образовании выпрямленного напряжения Однотактный преобразователь постопромышленнойсети220и 110 В, При подаче 40 янного напряжения в постоянное работает таких входных напряжений между первым vi следующим образом, вторым входными выводами преобразова- . Регулирующий транзистор 4 и вспомотеля блок управления, предназначенный гательный транзистор 11 работают в ключедля стабилизации выходного напряжения . вом режиме и управляются в противофазе преобразователя, осуществит значитель- 45 широтно-модулированными импульсами, ное изменение коэффициента заполнения вырабатываемыми блоком управления 13. управляющих импульсов (приблизительно в При поступлении отпирающего импульдва раза),что сужает возможности регулиро- са на базу транзистора 4 последний отпиравания выходного напряжения, приводит к ется, и к последовательно соединенным необходимости выбора ключевых и реактив- 50 первичным обмоткам 8 и 9 трансформатора ных элементов преобразователя с двухкрат- 5 и дросселя 6 прикладывается входное наными запасами по току и напряжению. При пряжение 18, когда ко входу коммутатора 17 приведении входных напряжений разных подключен вход 2 преобразователя, либо номиналов к одной, большей величине схе- .разность входного напряжения 18 и напрямой удвоения напряжения меньшего номи- 55 жения на конденсаторе 10, когда ко входу нала возрастают массогабаритные коммутатора 17 подключен вход 3 преобрапоказатели входного емкостного фильтра, зователя, При этом фазировка вторичных возрастают коэффициенты нагрузки по на- обмоток трансформатора 5 и дросселя 6 тапряженйю регулирующего и вспомогатель- кова, что к диоду 14 прикладывается отпираного транзисторов, ющее напряжение, а к диоду 15

1793520 запирающее, По окончании управляющего импульса транзистор 4 запирается, а транзистор 11 отпирается, Под действием ЭДС самоиндукции полярность напряжения на обмотках трансформатора 5 и дросселя 6 5 изменяется на противоположную, при этом диод 14 запирается, а диод 15 отпирается.

Размагничивание сердечника сглаживающего дросселя 6 осуществляется напряжением на конденсаторе фильтра 7, 10 прикладываемым к вторичной обмотке дросселя 6 через диод 15. Перемагничивание сердечника трансформатора 5 осуществляется разностью напряжений конденсатора 10 и конденсатора 7 (послед- 15 нее пересчитано в соответствии с коэффициентом трансформации дросселя 6).

Введем обозначения; Š— входное напряжение одинарного номинала; Е"= 2E входное напряжение двойного номинала; пт= 20 п = n — коэффициент трансформации трансформатора и дросселя соответственно; U, U« — напряжения на конденсаторе 10 и конденсаторе фильтра 7; у- коэффициент заполнения управляющих импульсов тран- 25 зистора 4, Тогда из баланса вол ьтсекундных площадей нэ обмотках трансформатора 5 и дросселя 6 в установившемся режиме можно записать системы уравнений и их решения относительно U и U«. 30 а) при подаче входного напряжения на вход 2 преобразователя

Е у = U(1 - y); U = E y /(1 - y); (пЕ - О«) y= 0«(1 y); U« = Е и у б) при подаче входного напряжения на 35 вход 3 преобразователя (Е"- О) y= U(1 y); U = Е" у;

U«у=(U и-0 )(1-y); U«= Е" и у(1 — y)

Из анализа выражений для выходных напряжений следует, что при у = 0,5 они 40 равны. Это объясняется тем, что при подаче входного напряжения на введенный вывод

3 преобразователя на конденсаторе 10 гасится его часть, равная 0 = Е" у, т,е. полови- . на при у = 0,5, и между выводами 1 и 2 45 действует такое же напряжение, как и при одинарном входном напряжении.

Величина напряжения, прикладываемого к транзисторам преобразователя, составляет: 50 а) при подаче входного напряжения одинарного номинала

0кэ = Е + U = Е + Е у /(1-y) = Е /(1 - y); б) при подаче входного напряжения двойного номинала 55

0кз = E" т.е. при y < 0,5 величина напряжения, прикладываемого к транзисторам преобразователя при преобразовании входного напряжения двойного номинала такая же, как и в случае преобразования входного напряжения одинарного номинала.

Таким образом, введение дополнительного входного вывода преобразователя иэ точки соединения конденсатора, диода и вспомогательного транзистора и коммутатора позволяет преобразовывать входные напряжения вдвое отличающиеся по номиналу при сохранении массогабаритных, надежностн ых и регулировочных характеристик преобразователя.

Формула изобретения

1. Регулируемый однотактный преобразователь постоянного напряжения в постоянное, по авт,св. ¹ 1590500, содержащий регулирующий транзистор, первый силовой вывод которого присоединен к первому входному выводу, а второй силовой вывод соединен с вторым входным выводом через последовательно соединенные первичные обмотки разделительного трансформатора и сглаживающего дросселя, вторичные обмотки которых присоединены к конденсатору фильтра через первый и второй выпрямительные диоды, последовательную цепь из диода и конденсатора включенную между вторым силовым выводом регулирующего транзистора и вторым входным выводом. блок управления, выход которого присоединен к входу управления регулирующим транзистором, вспомогательный транзистор. силовые выводы которого включены параллельно диоду последовательной цепи из диода и конденсатора, а вход управления подключен к дополнительному противофазному выходу блока управления,о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразователя путем обеспечения преобразования двух номиналов входного напряжения, преобразователь снабжен третьим входным выводом иэ точки соединения конденсатора, диода и силового электрода вспомогательного транзистора, причем конденСатор включен между вторым и третьим входными выводами преобразователя, а входное напряжение между первым и третьим входными выводами превышает в два раза напряжение между первым и вторым входными выводами преобразователя..

2. Преобразователь по и, 1, о т л и ч а юшийся тем, что введен коммутатор, входной вывод которого подключен к выводу источника питания, а два выходных вывода— к второму и третьему входным выводам.