Выпрямитель

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтсхнх

Социалистических

Республик

«k ig (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 24.05.71 (21) 1658527/24-07 с присоединением заявки Хе 1691596/07 (23) Приоритет (43) Опубликовано 28.02.79. Бюллетень Ме 8 (45) Дата опубликования описания 28.02.79 (51) М. Кл в

Н 02М 7/12

Государственный комитет (53) УДК 621.314.57 (088.8) по делам изабретеннй и открытий (72) Авторы изобретения

В. И. Заровский и Н. Ф. Медведев (71) Заявитель (54) ВЫПРЯМИТЕЛЬ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться в системах электропитания приборов и средств радиоэлектроники, автоматики и вычислительной техники.

Известны выпрямители, в которых вторичная обмотка трансформатора через выпрямительный диод подключена к выходной клемме и накопительному конденсатору (1)

В таких выпрямителях накопительный конденсатор должен иметь большую емкость, так как на протяжении полупсриода входного напряжения нагрузка малую часть времени питается непосредственно от вторичной обмотки и ббльшую — от накопительного конденсатора.

Известны выпрямители, в которых коэффициент трансформации один раз за полупериод ступенчато изменяется путем коммутации отводов трансформатора (2).

В выпрямителях, использующих такую коммутацию, время питания нагрузки непосредственно от вторичной обмотки может быть несколько увеличено, однако требуемая емкость накопительного конденсатора остается достаточно большой.

Известны выпрямители, в которых за время полупериода входного напряжения коэффициент трансформации при помощи коммутирующих элементов (транзисторов) многократно изменяется (3).

В таких выпрямителях, состоящих из трансформатора, вторичная обмотка кото5 рого выполнена с отводами и средней точкой, присоединенной к общей шине, транзисторов, коллекторы которых через выпрямительные диоды подключены к соответствующим отводам вторичной обмотки, и нако10 пительного конденсатора, эмиттеры всех транзисторов объединены и подключены к выходной клемме устройства, к которой подключен накопительный конденсатор, а база каждого транзистора подключена к

15 схеме, формирующей управляющий импульсный сигнал.

Недостатками таких выпрямителей являются большие значения максимальных напряжений, приложенных к транзисторам, достаточно большая требуемая емкость накопительного конденсатора, большое число витков вторичной обмотки трансформатора.

Целью изобретения является уменьшение максимальных напряжений, приложенных

25 к транзисторам.

Для достижения этой цели в выпрямителе, состоящем из трансформатора, вторичная обмотка которого выполнена с отводами и средней точкой, присоединенной к общей шине, транзисторов, коллекторы кото650184

-l5

5()

65 рых через выпрямительные диоды подключены к соответствующим отводам вторичной обмотки и накопительного конденсатора, транзисторы включены последовательно, причем эмиттер каждого транзистора соединен с коллектором транзистора, подключенного к смежным отводам трансформатора с меньшим напряжением, эмиттер последнего транзистора соединен с выходной клеммой и через выпрямительные диоды подкл.очен к отводам трансформатора с наименьшим напряжением, а база каждого транзистора подключена к источнику соответствующего постоянного потенциала.

Кроме того, с целью уменьшения требуемой емкости накопительного конденсатора, последний через выпрямительный диод соединен с крайними выводами вторичной обмотки.

С целью уменьшения числа витков вторичной обмотки трансформатора, к выходной клемме через выпрямительный диод подключена средняя точка вторичной обмотки, а крайние выводы вторичной обмотки через диоды, включенные в обратной полярности, соединены с общей шиной.

На фиг. 1 н 2 представлена принципиальная электрическая схема выпрямителя.

Выпрямитель работает следующим образом (фиг. 1).

Когда напряжение вторичной обмотки 1 равно нулю, выпрямительные диоды 2, 3, 4 заперты. Базы 7 и 8 транзисторов 5 и 6 подключены к источникам постоянных напряжений U< и U> соответственно, причем

U ) U (для указанных на чертеже полярностей включения выпрямительных диодов и типа проводимости транзисторов, открыты, и выходное напряжение Uppity на выходной клемме 9 устройства обеспечивается за счет э сергии, запасенной в накопительном конденсаторе 10. При этом напряжение U< выбирается несколько ббльшим, чем U„„„„ (на величину падения напряжения на переходе база-эмиттер транзистора 5).

Когда при возрастании напряжения вторичной обмотки 1 на крайнем отводе, соответствующем положительной полуволпе, напряжение достигнет величины, достаточной для питания транзистора и превышающей остаточное напряжение накопительного конденсатора 10, соответствующий выпрямительный диод 4 откроется, и нагрузка будет питаться от вторичной обмотки 1. Одновременно начнется заряд накопительного конденсатора 10.

Когда напряжение на смежном отводе с меньшим напряжением, подключенном к выпрямительному диоду 3, превысит величину U>, этот диод откроется, транзистор 6 закроется, и нагрузка будет питаться от соответствующей части вторичной обмотки 1.

При дальнейшем возрастании напряжения, когда напряжение на последнем отводе с наименьшим напряжением, подключенном

Э

1п

15 o

30 .)Э

-I,! к выпрямительному диоду 2, превысит величину U, этот диод откроется, а транзистор о закроется, и нагрузка будет питаться непосредственно от соответствующей части вторичной обмотки 1. Все транзисторы прп этом будут закрыты. Заряд накопительного конденсатора 10 будет продолжаться до момента достижения на вторичной обмоткс максимального значения напряжения.

Когда напряжение на последнем отводе в оричной обмотки, миновав максимум, уменьшится до величины ниже U>, выпрямителbíûé диод 2 закроется, а откроется выпрямительный диод 3 и транзистор 5.

При дальнейшем уменьшении напряжения закроется выпрямительный диод 3 и откроется транзистор 6, обеспечивающий питание нагрузки от накопительного конденсатора 10. Затем цикл работы повторяется.

Выпрямитель (фиг. 2) работает аналогично, с той только разницей, что моменты переключения выпрямительных диодов и транзисторов .определяются напряжениями между соответствующими отводами и тем из крайних выводов вторичной обмотки, для которого в данном полупериоде диод 11 оказывается включенным в прямом направлении, а роль выпрямительных диодов 2 играет выпрямительный диод 12, подключенный между средним отводом вторичной обмотки 1 и выходной клеммой 9 устройства.

Последовательное включение транзисторов обеспечивает уменьшение приложенных к ним максимальных напряжений, а подключение накопительного конденсатора к крайним выводам вторичной обмотки позволяет использовать конденсаторы меньшей емкости. Подключение средней точки вторичной обмотки через диод к выходной клемме, а крайних выводов — к общей шине позволяет в два раза сократить число впт«ов вторичной обмотки.

Формула изобретения

1. Выпрямитель, состоящий из трансформатора, вторичная обмотка которого выполнена с отводами и средней точкой, соединенной с общей шиной, транзисторов, коллекторы которых через выпрямительные диоды подключены к соответствующим отводам вторичной обмотки, и накопительного конденсатора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения максимальных напряжений, приложенных к транзисторам, транзисторы соединены последовательно, причем эмиттер каждого транзистора соединен с коллектором транзистора, подключенного к смежным отводам трансформатора с меньшим напряжением, эмиттер последнего транзистора соединен с выходной клеммой и через выпрямительные диоды подключен к последним отводам трансформатора с наименьшим напряжением, а база каждого транзистора подключена к источнику соответствующего постоянного потенциала.

650184

2. Выпрямитель по и. 1, отличающи йс я тем, что накопительный конденсатор через выпрямительные диоды соединен с крайними выводами вторичной обмотки трансформатора.

3. Выпрямитель по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что средняя точка вторичной обмотки трансформатора через выпрямительный диод подключена к выходной клемме, а крайние выводы через диоды, включенные в обратной полярности, соединены с общей шиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. И. И. Белопольский, Источники питания радиоустройств, М., «Энергия», 1971, 5 рис. 3 — 5.

2. С. С. Окунь и др., Трансформаторные и трансформаторно-тиристорные регуляторы-стабилизаторы напряжения, М., «Энергия», 1969, рис. 4 — 7. ю 3. Патент Швейцарии 448850, кл. 21 Р

12/04, 1968.

650184 — ф5 оз -г

Составитель Ю. Мерзляков

Редактор !О. Челюканов

Тскред Н. Строганова Корректор А. Степанова

Заказ 2717/14 Изд. ¹ 16! Тираж 865 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, М(-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2