Преобразователь постоянного напряжения
Использование: в электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и автоматики. Сущность изобретения: силовые (14, 15) и дополнительные (12, 13) транзисторы преобразователя , выполненного по полумостов;ой схеме, возбуждаются от базовых о 5моток(10, 11) отдельных входных токовых трансформаторов (7, 17), токовые обмотки
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4885269/07 22) 26.11,90 46) 23,03.93. Бюл. N 11 (75) И.А,Фокин и В.4.Гулый (56) Авторское свидетельство СССР ¹ 521642, кл, Н 02 М 7/537, 1974. Авторское свидетельство СССР N- 1062834, кл. Н 02 М 7/537, 1980, Авторское свидетельство СССР ¹ 1757068, кл. Н 02 М 7/538, 1990. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Использование: в электротехнике и мо>кет быть использовано в системах вторичного электропитания и автоматики, Сущность изобретения: силовые (14, 15) и дополнительные (12, 13) транзисторы преобразователя, выполненного по полумостовой схеме, возбуждаются от базовых обмоток (10, 11) отдельных входных токовых трансформаторов (7, 17), токовые обмотки (23, 24) которых включены последовательно между средней точкой цепи из транзисто„, Б Ц „„ t 803958 А1 ров и первичной обмоткой (25) выходного трансформатора (26). Обмотка управления (6) первого входного трансформатора (7) подключена к парафазным выходам задающего генератора через цепочки из резисторов (2, 3), зашунтированных диодами (4, 5), а также через другие диоды (8, 9) подключена к общему выводу задающего генератора, Обмотка управления (16) второго входного трансформатора (17) подключена через резистор (18) к парафазным выходам задающего генератора. В устройстве обеспечивается коммутация силовых транзисторов (14, 15) с разрывом цепей эмиттеров силовых транзисторов одного плеча с одновременным блокированием отпирания транзисторов другого плеча на время переходного процесса запирания, что уменьшает время запирания с одновременным исключением сквозных токов в широком диапазоне изменения нагрузки и, следовательно, повышает КП4 и надежность преобразователя. 2 ил. 1803958 Изобретение относится к электротехни- С парафазных выходов генератора возке и может быть использовано в системах буждения 1 поступают управляющие имвторичного электропитания и автоматики. пульсы длительностью ц — to u тв — tt на Целью изобретения является повыше- обмотку 6 трансформатора 7 и обмотку 16 ние КПД и надежности путем исключениях 5 трансформатора 17 через резисторы 2 и 3, 3 сквозных токов в широком диапазоне изме- и 18 соответственно. B промежуток времени нения нагрузки и при высоких частотах пре- tt — to, благодаря положительной обратной образования. связи через обмотку 23 трансформатора 7 На фиг. 1 представлена электрическая и обмотку 24 трансформатора 17, транзистосхема преобразователя постоянного напря- "0 ры 12 и 14 находятся в открытом состоянии, жения; на фиг. 2 — временные зависимости а транзисторы 13 и 15 — в закрытом. При напря>кений и токов. этом на верхнем выходе генератора 1 возПреобразователь постоянного напря- буждения существует напряжение положижениясодержит задающийгенератор1,па- тельной полярности, а на нижнем выходе рафазные выходы которого подключены "5 напряжения равно нулю (эпюра 31, полярчерез цепочки из резисторов 2 и 3, зашунти- ность без скобок), Диоды 4,8 и 9 находятся рованных обратно включенными диодами 4 в непроводящем состоянии, а диод 5 — в и 5 к обмотке управления 6 первого входно- проводящем. B момент времени t> происхого трансформатора 7 и к катодам диодов 8 и дит изменение напряжений на парафазных 9, аноды которых объединены и подключены 20 выходах генератора 1 возбуждения — на к общему выходному выводу задающего ге- верхнем выходе напряжение становится нератора 1. Базовые обмотки 10 и 11 перво- равным нулю, а на нижнем выходе — полого входного трансформатора 7 подключены жительное напряжение (эпюра 32, полярк база-эмиттерным переходам дополни- ность в скобках). Ввиду того, что тельных транзисторов 12 и 13, силовые 25 транзисторы 12 и 14 запираются не мгноэлектроды которых образуют последова- венно, а с некоторой задержкой, направлетельную цепь с силовыми электродами ос- ние токов через токовые обмотки 23 и 24 новных силовых транзисторов 14 и 15, трансформаторов 7 и 17 сохраняется неизпричем коллектор силового транзистора 14 менным, поэтому остается неизменным поподключен к первому входному выводу, а 30 лярность напряжений на всех остальных его эмиттер дополнительного транзистора 13 — обмотках (полярность напряжений на катоко второму входному выводу, Обмотка уп- дах диодов 8 и 9 без скобок). Диод 4 перехоравления 16 второго входного трансформа- дит в проводящее состояние, а вместе с ним тора 17 подключена через резистор 18 к переходит в проводящее состояние диод 9. парафазным выходам задающего генерато- 35 Диоды 5 и 8 находятся в непроводящем сора 1, а базовые обмотки 19 и 20 — к базам стоянии. Обмотка 6 трансформатора 7 окасиловыхтранзисторов14и15икэмиттерам зывается зашунтированной накоротко транзисторов 12 и 13, Базы силовых транзи- проводящими диодами 4 и 9 и малым выходсторов 14 и 15 подключены через цепочки из HblM сопротивление микросхемы верхнего последовательно включенных четырех дио- 40 парафазного выхода задающего генератора дов 21 и 22 к эмиттерам дополнительных 1. Напряжение на база-эмиттерном перехотранзисторов 12 и 13 соответственно. Сред- де дополнительного низковольтного быстняя точка цепи из последовательно вклю- родействующего транзистора 12, ченных транзисторов 1.4, 12, 15 и 13 подключенного к обмотке 10 трансформаподключена через последовательно соеди- 45 тора 7 становится равным нулю, и в момент ненные токовые обмотки 23 и 24 входных временит2последнийзапирается, разрывая трансформаторов 7 и 17 к одному выводу цепьэмиттерасиловоготранзистора14.Диобмотки 25 выходного трансформатора 26, одная цепочка 21 переходит в проводящее другой вывод которой подключен к средней состояние, происходит форсированное расточке цепи из последовательно включенных 50 сасывание заряда в коллекторно-базовом конденсаторов 27 и 28, крайние выводы ко- переходе транзистора 14, после чего происторых подключены ко входным выводам. Ко ходит резкое уменьшение тока его коллектовторичной обмотке 29 выходного трансфор- ра, а также уменьшение тока через токовые матора 26 подключена нагрузка 30. обмотки 23 и 24 трансформаторов 23 и 24 Эпюры 31 и 32 (фиг, 2) соответствуют 55 трансформаторов 7 и 17 (момент времени напряжениям на выходе задающего генера- t3). Вследствие проводящего состояния дитора 1, эпюры 33 и 34 — токам коллекторов ода 9, отпирающее напряжение с нижнего транзисторов 14 и 15 соответственно, выхода генератора возбуждения 1 во время Преобразователь постоянного напря- переходного процесса запирания t4-t1тран>кения работает следующим образом. зисторов 12 и 14 падает на резистор 3 и не 1803958 50 55 достигает обмотки 6 трансформатора 7, чем достигается блокирование отпирания транзисторов 13 и 15 до момента t<, соответствующего за пира н и ю транзистора 14. Величины сопротивлений резисторов 2, 3 и 18 выбираются из условия отпирания транзисторов в режиме холостого хода, а при подключенной нагрузке степень отпирания поддерживается автоматически благодаря положительной токовой обратной связи через токовые обмотки 23 и 24 трансформаторов 7 и 17, подключенных последовательно с первичной обмоткой 25 выходного трансформатора 26, Количество диодов в диодной цепочке 21 и 22 выбирается из условия их непроводящего состояния при открытых дополнительных транзисторах 12 и 13. После запирания транзистора 14 (момент времени t4) снимается блокирование отпирания с нижнего выхода генератора возбуждения 1, которое прикладывается через резисторы 3 и 18 к обмоткам 6 и 16 трансформаторов 7 и 17 (промежуток времени t6- bl), В следующем такте процессы протекают аналогично. Вследствие наличия токовой обратной связи в трансформаторах 7 и 17, блокирование отпирания транзисторов 13 и 15 существует до момента полного запирания транзисторов 12 и 14, чем исключается сквозные токи через силовые транзисторы, а также потери при изменении нагрузки, т.к, величины базовых токов оказываются пропорциональными величинам их коллекторных токов, что повышает КПД и надежность преобразователя постоянного напряжения на высоких частотах преобразования и изменяющейся нагрузке. Формула изобретения Преобразователь постоянного напряжения, содержащий усилитель мощности, выполненный по полумостовой схеме на силовых транзисторных ключах, состоящих из последовательно-соединенных основных и дополнительных транзисторов, два входных 5 трансформатора, цепь токовой обмотки первого из которых через выходные выводы присоединена к диагонали переменного тока схемы, блок управления, выходные выводы которого присоединены к обмотке 10 управления, содержащий задающий генератор, диоды, резисторы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения КПД и надежности путем исключения сквозных токов в широком диапазоне изменения на15 грузки и при высоких частотах преобразования, базовые обмотки первого входного трансформатора подсоединены к базозмиттерным переходам дополнительных транзисторов соответственно, а базо20 вые обмотки второго входного трансформатора включены между базами основных и змиттерами дополнительных транзисторов соответственно, и зашунтированы диодными цепочками, реализуя поло25 жительную обратную связь, при этом токовая обмотка второго входного трансформатора включена последовательно в цепь токовой обмотке первого входного трансформатора, а упомянутая обмотка уп30 рэвления расположена на сердечнике первого входного трансформатора и подсоединена к анодам первых диодов и катодам вторых диодов, аноды которых присоединены к общему выводу задающего ге35 нератора, формирующего однополярные импульсы нэ своих пэрафазных выходах, соединенных с катодами первых диодов, шунтирующих резисторы, а парафазные выходы задающего генератора соединены с выво40 дами введенной обмотки управления второго входного трансформатора, 1803958 Ы-"Р O gnp 45 Составитель И,Фонин Техред М.Моргентал Корректор Н.Милюкова Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 1059 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
