Стабилизированный преобразовательнапряжения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

/Г=-К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2409 .79 (21) 2821488/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 150681.Бюллетень ¹ 22 (51)М. Кл.

Н 02 М 3/335

Государстненный комитет

СССР по лелам изобретений и открытий (53) УДК621 314 58 (088.8) Дата опубликования описания 15.06.81 (72) Авторы изобретения

P.Ã. Константинов и В.А. Баев

{71) Заявитель

1 Г (5 4 ) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

НАПРЯЖЕНИЯ ванного запирания транзисторов УМ необходимо,чтобы амплитуда выключающих импульсов была больше амплитуды импульсов включения (1).

Недостатком данного устройства является его сложность из-за наличия дополнительного трансформатора и относительно низкий КПД из-за повышенного токопотребления схемы управления при выключении транзисторов УМ (здесь для создания обратного запирающего напряжения на базе транзисторов УМ необходимо компенсировать ток включения в базе транзисторов).

Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству является стабилизированный преобразователь напряжения, содержащий двухтактный транзисторный УМ, ЗГ, имеющий три обмотки управления, два управляющих транзистора, первый из которых имеет одинаковую, а второй противоположную проводимость по отношению к проводимости транзисторов

УМ, причем эмиттеры всех транзисторов соединены между собой, ИИМ, выходом подключенный к переходам база-эмиттер управляющих транзи. сторов. В данном устройстве в моИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания для преобразования постоянного напряжения.

Известен стабилизированный преобразователь напряжения, содержащий двухтактный транзисторный усилитель мощности(УМ),задающий генератор(ЗГ),имеющий две обмотки управления, управляю- 10 щий транзистор, соединенный коллектором со средней точкой одной из QGMQток управления,а базо-эмиттерным пере- ходом — с выходом широтно-импульсного модулятора(ЫИМ).Это устройство содержит также дополнительный согласующий трансформатор с выходной обмоткой, подключенной через вентили к базоэмиттерным переходам силовых транзисторов УМ. Одна из обмоток управления ЗГ обеспечивает включающие импульсы тока для того или другого транзистора УМ в течение всего полупериода генерируемого напряжения.Регулирование скважности выходного напряжения осуществляется путем подачи со вторичной обмотки дополнительного трансформатора в течение части полупериода генерируемого напряжения выклю чающих импульсов тока. При этом, для обеспечения активного, форсиро838952

55 мент выключения транзисторов УМ включающий ток снимается с них, что позволяет повысить КПД (2).

Недостаток данного устройства состоит в том, что в нем не может быть обеспечен необходимый (оптималь ный) уровень обратного напряжения на переходах база-эмиттер транзисторов УМ, что приводит к снижению надежности работы устройства.

Цель изобретения — повышение надежности устройства путем обеспечения оптимального уровня напряжения на переходах база-эмиттер транзисторов УМ.

Поставленная цель достигается тем, что н стабилизиронанном преобразователе напряжения все обмотки выполнены секционированными, средний вывод первой из обмоток подключен к коллектору первого управляющего транзистора, средний вывод второй 20 обмотки — к коллектору второго управляющего транзистора, средний вывод третьей обмотки — к точке соединения эмиттеров всех транзисторов, один из крайних выводов первой об- 25 мотки и противофазные ему крайние выводы второй и третьей обмоток через вентили подключены к базе одного из силовых транзисторов, другие крайние выводы всех обмоток через вентили подключены к базе другого силового транзистора, причем направление проводимости вентилей второй обмотки противоположно направлению проводимости вентилей первой и третьей обмоток.

Использование третьей обмотки управления позволяет исключить зависимость обратного напряжения на базах транзисторов УМ от величины напряжения на той из обмоток управ- 40 ления, которая обеспечивает включение этих транзисторов (вторая обмотка), На чертеже приведена принципиаль- ная электрическая схема устройства. 45

Преобразователь содержит звуковой генератор ЗГ 1 с обмотками 3-4 управления, УМ на транзисторах 5 и 6 с выходным трансформатором 7, вторичная обмотка которого подключена к . 50 нагрузке 8, ШИМ 9 и управляющие транзисторы 10 и 11, эмиттеры которых соединены с эмиттерами транзисторон 5 и б. Транзистор 10 имеет одинаковую, а транзистор 11 — противоположную проводимость по отношению к проводимости транзисторов

5 и б. Переходы база-эмиттер транзисторов 10 и 11 включены параллельно и соединены с выходом ЫИМ.

Средняя точка первой обмотки 2 под- 60 ключена к коллектору транзистора 10, средняя точка второй обмотки 3 к коллектору транзистора 11, средняя точка первой обмотки 4 — к эмиттерам транзисторов 5, 6, 10, 11. Один из 65 крайних выводов обмотки 2 (обозначен точкой) и противофазные крайние выводы обмоток 3 и 4 через диоды 121

14 соединены с базой силового транзистора 6. Другой крайний вывод обмотки 2 и противофазные ему крайние выводы обмоток 3 и 4 через диоды

15-17 соединены с базой силового транзистора 5. Диоды 12, 14, 15, 17 подключены к выводам обмоток 2 и 4 катодами, а диоды 13 и 16 к выводам обмотки 3 — анодами. Резистор 18 в коллекторе транзистора 11 определяет величину тока базы транзисторов 5 и б.

Принцип действия преобразователя состоит в следующем.

ЗГ выдает прямоугольные импульсы напряжения со скважностью, равной единице, обмотка 3 управления обеспечивает напряжение, необходимое для надежного включения транзисторов 5 и 6, а напряжение на обмотках 2 и

4 расчитывается из условия надежного включения этих транзисторов. На выход упранляющих транзисторов 10 и

11 с выхода ШИМ поступают знакопеременные импульсы напряжения, относительная длительность которых изменяется с изменением величины выходного напряжения.

Рассмотрим полупериод работы преобразователя, являющимся рабочим, например для.транзистора 5. В течение всего этого полупериода транзистор 6 закрыт напряжением., поступающим .на его базу от обмотки 4 через диод 14. Часть времени этого полупериода .транзистор 11 открыт, а транзистор 10 закрыт отрицательным напряжением, поступаюь1им с выхода ШИМ . В это время транзистор

5 открыт током:, поступающим с обмотки 3 через диод 16, транзистор 11, резистор 18. При смене полярности напряжения на выходе LIHM транзистор

11 закрывается, а транзистор 10 открывается. Эти процессы происходят одновременно, так как выходные цепи этих транзисторов объединены. При этом транзистор 11 отключает обмотку

3, а транзистор 10 подключает обмотку 2 к базе силового транзистора 5, который закрывается напряжением, поступающим с обмотки 2 через диод

15 и транзистор 10. Полупериод, следующий за рассматриваемым, будет рабочим для транзистора 6, и все процессы во время него будут аналогичными рассмотренным для транзистора 5.

Таким образом, отличительной особенностью устройства является независимость величины обратного напряжения на базах транзисторов

УМ от величины напряжения на той из обмоток управления, которая предназначена для нключейия транзисторов УМ

Напряжение на обмотках выключения

838952

2 и 4 не накладываются на напряжение обмотки включения 3. Это позволяет обеспечить любое нужное напряжение на базах транзисторов УМ путем выбора соответствующего напряжения на обмотках 2 и 4,и при этом величина этого напряжения неизменна на протяже-нии всего периода работы преобразователя(если напряжение на обмотках 2 и

4 равны между собой).В устройстве ШИМ

9 может быть выполнен по любой известной схеме.

Основное преимущество предложенного устройства по сравнению с известным состоит в повышении надежности путем обеспечения оптимального уровня обратного напряжения на базах транзисторов УМ. При. этом оптимальный режим выключения и.включения обеспечивается независимо друг от друга путем выбора нужного напряжения на соответствующих обмотках уп- 2() равления. Кроме того, напряжение на базах транзисторов УМ неизменно в течение всего рабочего периода, т.е. может быть обеспечено оптимальным в любой момент времени. В ус- g5 тройстве могут быть использованы транзисторы с относительно небольшой величиной допустимого обратного напряжения на переходах база-эмиттер и независимо от режима работы преобразователя, что расширяет область применения таких устройств. При . необходимости переходы база-эмиттер транзисторов УМ могут быть зашунтированы защитными диодами (для защиты этих транзисторов от выбросов на обмотках управления 31 ), что не долускается в известном устройстве.

4() 1. Авторское свидетельство СССР

М 515220, кл. Н 02 М 3/155, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2688405/24-07, кл. H 02 M 3/155, 24.11.78.

Формула изобретения

Стабилизированный преобразователь напряжения, содержащий двухтактный транзисторный усилитель мощности, задающий генератор, имеющий три обмотки управления, два управляющих транзистора, первый из которых имеет одинаковую, а второй — противоположную проводимость по отношению к проводимости силовых транзисторов усилителя мощности, причем эмиттеры всех транзисторов соединены между собой, широтно-импульсный модулятор, выходом подключенный к переходам база-эмиттер управляющих транзисторов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения оптимального уровня напряжения на переходах база-эмиттер силовых транзисторов усилителя мощности, все обмотки выполнены секционированными, средний вывод первой из обмоток подключен к коллектору первого управляющего транзистора, средний вывод второй обмотки — к коллектору второго управляющего транзистора, средний вывод третьей обмотки — к точке соединения эмиттеров всех транзисторов, один из крайних выводов первой и противофазные ему крайние выводы второй и третьей обмоток через вентили подключены к базе одного из силовых транзисторов, другие крайние выводы всех обмоток через вентиЛи подключены к базе другого силового транзистора, причем направление проводимости вентилей второй обмотки противоположно направлению проводимости вент" ей первой и третьей обмоток.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

838952

Составитель Т. Ершова

Техред М. Голинка Корректор Н. Стец

Редактор П. Коссей

Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета, СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4468/86

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4