Однотактный транзисторный преобразователь напряжения

 

Однотактный транзисторный преобразователь напряжения, относящийся к электронике, в частности к электронным системам зажигания, может быть использован на автомототранспорте. Преобразователь содержит трансформатор с эмиттерной обмоткой, выходной обмоткой и обмоткой обратной связи, первый вывод которой соединен с базой транзистора преобразователя напряжения, второй вывод через диод - с "плюсом" источника питания, при этом параллельно переходу база - коллектор транзистора преобразователя напряжения подсоединены последовательно подключенные конденсатор и стабилитрон, к точке соединения которых подсоединены эмиттер транзистора преобразователя напряжения через диод в прямом направлении, а второй вывод обмотки обратной связи трансформатора соединен с эмиттером второго транзистора и с первым выводом первого резистора, второй вывод этого резистора соединен с общим приводом источника питания, при этом первые выводы второго и третьего резисторов соединены соответственно с базой и коллектором второго транзистора, а их вторые выводы - с "плюсом" источника питания. Применение транзисторного ключа вместо резисторного делителя позволит в статическом режиме подать на базу первого транзистора полное напряжение питания, ограничив ток смещения первым резистором. 1 ил.

Изобретение относится к электронике, в частности к электронным системам зажигания, и может быть использовано на автомототранспорте.

Известна электронная система зажигания двигателей внутреннего сгорания, содержащая однотактный транзисторный преобразователь напряжения, трансформатор которого содержит обмотку обратной связи, эмиттерную обмотку и выходную обмотку, при этом параллельно переходу база - коллектор транзистора преобразователя напряжения подсоединены последовательно включенные конденсатор и стабилитрон, к точке соединения которых подсоединены эмиттер транзистора преобразователя напряжения через диод в прямом направлении. (Авторское свидетельство N 812955, Ю.Н.Сверчков. Электронная система зажигания, БИ N 10, 1981 - прототип).

Описание работы преобразователя напряжения (прототипа): смещение базы транзистора в статическом режиме снимается с делителя первого и второго резисторов, причем первый резистор в динамическом режиме определяет ток положительной обратной связи через базу транзистора, отчего зависит выходная мощность преобразователя.

Однако в момент переключения транзистором выделяется большое количество тепловой энергии. Это ведет к увеличению площади теплоотвода и снижению КПД преобразователя. Учитывая то, что потенциал смещения базы кремниевых транзисторов значительно выше, чем у германиевых, то данный делитель с его номиналами для кремниевых транзисторов не пригоден.

На чертеже представлена схема однотактного транзисторного преобразователя напряжения, который содержит трансформатор T с эмиттерной обмоткой 1, вывод которой подсоединен к "плюсу" источника питания, выходной обмоткой 2 и обмоткой обратной связи 3, первый вывод которой соединен с базой первого транзистора VT₁, а второй вывод соединен через цепь третьего диода VD₃ с "плюсом" источника питания, при этом параллельно переходу база - коллектор транзистора VT₁ преобразователя напряжения подсоединены последовательно включенные конденсатор C и стабилитрон VD₁, к точке соединения которых подсоединены эмиттер транзистора VT₁ преобразователя напряжения через диод VD₂ в прямом направлении. В отличие от прототипа второй вывод обмотки обратной связи 3 трансформатора T соединен с эмиттером второго транзистора VT₂ и с первым выводом первого резистора R₁, а второй вывод этого резистора R₁ соединен с общим проводом источника питания. Первый вывод второго резистора R₂ соединен с базой второго транзистора VT₂, первый вывод третьего резистора R₃ соединен с коллектором второго транзистора VT₂, а вторые выводы второго R₂ и третьего R₃ резисторов соединены с "плюсом" источника питания.

В предлагаемом устройстве вместо резисторного делителя применен транзисторный ключ, что позволило в статическом режиме подать на базу первого транзистора полное напряжение питания, ограничив ток смещения первым резистором. В данном случае первый транзистор приоткрывается, и через эмиттерную обмотку трансформатора начинает протекать ток, создавая ток в обмотке обратной связи, что приводит к открытию второго транзистора по цепи: "плюс" источника питания, первый и второй выводы эмиттерной обмотки, эмиттер-база первого транзистора, первый и второй выходы обмотки обратной связи, эмиттер-база второго транзистора, второй резистор, "плюс" источника питания. Транзисторный ключ открывается и через третий резистор задается ток насыщения базы первого транзистора. При этом возникает лавинообразный процесс переключения как первого, так и второго транзисторов, чем достигается снижение потерь на время их переключения. Применение кремниевого транзистора в преобразователе исключает подмагничивание сердечника трансформатора, так как в закрытом состоянии транзистора через обмотку протекает ничтожно малый ток. Это исключает настройку сердечника трансформатора, заключающуюся в подборе магнитного зазора. Тепловая мощность, выделяемая первым транзистором в динамическом режиме, практически равна мощности, выделяемой транзистором на постоянном токе, поэтому теплоотвод определяется паспортными данными транзистора в режиме насыщения.

Применение транзисторного ключа, кроме указанных положительных качеств, исключает из устройства делитель напряжения и его настройку.

Формула изобретения

Однотактный транзисторный преобразователь напряжения, содержащий трансформатор с эмиттерной обмоткой, вывод которой подсоединен к "плюсу" источника питания, выходной обмоткой и обмоткой обратной связи, первый вывод которой соединен с базой транзистора преобразователя напряжения, а второй вывод через диод - с "плюсом" источника питания, при этом параллельно переходу база - коллектор транзистора преобразователя напряжения подсоединены последовательно включенные конденсатор и стабилитрон, к точке соединения которых подсоединены эмиттер транзистора преобразователя напряжения через диод в прямом направлении, отличающийся тем, что второй вывод обмотки обратной связи трансформатора соединен с эмиттером второго транзистора и с первым выводом первого резистора, а второй вывод этого резистора соединен с общим проводом источника питания, при этом первые выводы второго и третьего резисторов соединены соответственно с базой и коллектором второго транзистора, а их вторые выводы - с "плюсом" источника питания.

РИСУНКИ

Рисунок 1