Преобразователь постоянного напряжения в переменное

 

О П И С А Н И Е 877756

ИЗОБРЕТЕЫ ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.02.80 (21) 2880326/24-07 (51) X. Кл.

Н 02 М 7/537 ° с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комитет (23) Приоритет— во делам изобретений и открытий (53) УДК 62!.314..57 (088.8) Опубликовано 30,10.81. Бюллетень №40

Дата опубликования описания 05.1!.81

Ф (72) Антторкя изобретения

И, О. Костин, Е. А. Кривешко и.Н. Б. арчеяко (7l) Заявитель. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ПЕРЕМЕННОЕ

Изобретение относится к импульсной и преобразовательной технике и может быть использовано в качестве задающего генератора прямоугольного напряжения в устройствах различного назначения, например в импульсных стабилизаторах и преобразователях напряжения. При этом зачастую возникает необходимость в обеспечении запуска таких генераторов при малых значениях питающего их напряжения.

Известны преобразователи, содержащие транзисторы, включенные по мостовой схеме, трансформатор, базовые и запускающие резисторы (11 и (21.

Недостатки таких генераторов — большие потери мощности в.резисторах запуска, снижающие КПД устройства в целом, большое количество обмоток трансформатора, увеличивающее габариты и массу устройства, ограниченный диапазон. изменения условий эксплуатации (питающего напряжения, температуры окружающей среды и т.д.), при котором обеспечивается надежный запуск автогенератора.

Наиболее близким по технической сущ. ности к предлагаемому является преобразо-. ватель, содержащий две пары транзисторов

2 разного тибета проводимости и трансформатор с первичной обмоткой обратной связи (31. . Недостатком этого элемента является отсутствие элементов запуска, без которых пуск генератора затруднен, а при определенном совпадении параметров транзисторов практически невозможен. Кроме того, велики потери мощности в транзисторах, резко воэрас гающие с ростом напряжения питания и температуры окружающей среды, из-за отсутствия базового резистора и большая установленная мощность обмотки обратной связи (напряжение обратной связи большй напряжения на первичной обмотке), что требует повышенных габаритов и массы трансформатора а.

Цель изобретения — снижение потерь мощности, уменьшение габаритов и массы, повышение надежности запуска в широком диапазоне изменения питающего напряжения и температуры окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь мостового типа, содержащий две пары транзисторов разного типа проводимости и трансформатор с первичной обмоткой и обмоткои обратной связи, допол нительно введены два базовых резистора, 877756

3 запускающий резистор, вторая обмотка обратной связи и четыре диода, включенные встречно-параллельно переходам база-эмиттер каждого транзистора, причем эмиттеры транзисторов одного типа проводимости попарно соединены между собой и с соответствующими клеммами для подключения источника питания, выводы первичной обмотки подключены к соединенным попарно коллекторам транзисторов разного типа проводимости, при этом обмотки обратной связи через базовые резисторы включены между баэамн транзисторов одного типа проводи4 обмотках ЭДС противоположной полярности (знаки в скобках иа чертеже) —.запирающей для транзисторов I и 4 и отпирающей для транзисторов 2 и 3. Аналогично предыдущему случаю транзисторы 2 и 3 очень быстро переходят в режим насыщения, а транзисторы 1 и 4 — в режим отсечки. Теперь напряжение источника питания окажется приложенным к первичной обмотке 10 трансформатора 9 в обратной полярности. После насыщенйя сердечника рассмотренный цикл переключения транзисторов повторяется. мости, а запускающий резистор включен между базами двух диагонально расположенных транзисторов разного типа проводимости.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Преобразователь содержит две пары транзисторов 1, 2 н 3,4 разного типа проводимости, диоды 5 — 8, трансформатор 9 с первичной обмоткой 10 и обмотками 11 и

12 обратной связи, базовые резисторы 13 и 14 и запускающий резистор 15.

Г1реобразователь работает следующим образом.

При включении напряжения питания за счет смещения по цепи резистора 15 (плюс источника питания, переход эмиттер-база транзистора 1, резистор 15, переход базаэмиттер транзистора 4, минус источника питания) рабочая точка транзисторов 1 и 4 переходит в активную область. По первич ной обмотке 10 трансформатора 9 протекает ток, индуктирующнй в обмотках 11 и 12 обратной связи ЭДС запирающей полярности (знаки без скобок на чертеже) для транзисторов 2 и 3 и отпирающей — для транзисторов 1 и 4. Это приводит к еще большему открыванию транзисторов 1 и 4 и, как следствие, к дальнейшему увеличению коллекторного тока и ЭДС обмоток обратной связи и т.д, до полного открывания транзисторов I и 4 и полного запирания транзисторов 2 и 3. В результате этого напряжение источника литания окажется приложенным к первичной обмотке 10 трансформатора 9.

Эго состояние будет сохраняться до тех пор, пока магнитный поток в сердечнике тр а нсформ атора не . достигнет величины Йа. сыщения. Связанное с.этим резкое уменьшение магнитной проницаемости вызывает увеличение тока намагничивания. и, как следствие, коллекторного тока транзисто-. ров 1 и 4 до величины, определяемой током базы, т.е. до величины, соответствующей границе насыщения. Изменение магнитного потока прекращается и напряжения, наведенные на обмотках, уменьшаются до нуля, Резкое уменьшение токов в обмотках, происходящее при этом, вызывает появление в

Обмотки 11 и 12 обратной связи преобразователя работают поочередно на базовые цепн транзисторов 1 н 3 через диоды 5 и 7 и транзисторов 2 и 4 через диоды 6 и 8.

Одновременно диоды 5 — 8 защищают переходы .база-эмиттер транзисторов от пробоя обратным напряжением. Резисторы 13 и 14 служат для ограничения базового тока транзисторов и создают явную асимметрию базовых цепей, так как общее сопротивление базовой цепи транзисторов 2 и 3 для пускового тока больше, чем у транзисторов 1 и 4.

Режим автоколебаний устройства начинается прн токе смещения (запуска), равном или превышающем пороговое значение тока базы, соответствующее пороговому входному напряжению транзисторов I и 4: зо

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащий две нары

Сопротивление запускающего резистора 15 может быть достаточно большим, поэтому реальные потери мощности в нем не превышают I — 2% от мощности автогенератора, тогда как потери мощности в запускающих цепях известных автогенераторов достигают 10 — 15%.

В предлагаемом устройстве установленная мощность обмоток обратной связи значительно ниже, чем в известном устройстве, что позволяет снизить массу и габариты трансформатора, а также потери на управление транзисторами, Необходимость обеспечения цепей для протекания базовых токов в оба полупериода требует шунтирования базовых переходов диодами, что ограничивает обратные напряжения на этих переходах и повышает надежность устройств.

Главным достоинством данного автогенератора является исключительно мягкий» режим запуска во всех условиях эксплуатации, в результате чего автоколебания возникают уже при напряжении питания порядка 2 — 3 В, а также отсутствие ограничения на максимальное напряжение питания по условнк обеспечения запуска.

877756 транзисторов разного типа проводимости и трансформатор с первичной обмо)юй и обмоткой обратной связи, отличающийся тем что, с целью снижения потерь мощности, уменьшения габаритов, массы и повышения надежности запуска в широком диапазоне изменения условий эксплуатации, дополнительно введены два базовых резистора, запускающий резистор, вторая обмотка обратной связи н четыре диода, включенные встречно-параллельно переходам база-эмиттер каждого транзистора, причем эмнттеры транзисторов одного типа проводимости попарно соединены между собой н с соответствующими клеммами для подключения источника питания, выводы первичной обмотки подключены к соединенным попарно коллекторам транзисторов разного типа проводимости, при этом обмотки обратной связи чеб рез базовые резисторы включены между базами транзисторов одного типа проводимости, а запускающий резистор включен. между базами двух диагонально расположенных транзисторов разного типа проводимости.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Источники электропитания на полу проводниковых приборах. Проектирование и расчет. Под ред. С; Д. Додика и Е. И. Гальперина, М., «Советское радио», l969, с. 232—

10 234.

2. Росляков В. А. Анализ процесса запуска двухтактного транзисторного преобразователя напряжения. Сборник «Полупроводниковые приборы н их применение», вып. )2, М., <Советское. радио>, )964, с. l89.

3. Акцептованная заявка Франции

¹ 2005392, кл. Н 02 М 7/00, )969.

Составитель Н. Цишевская

Редактор С. Тараненко Техреду А. Бойкас Корректор О. Билак

Заказ 9638/84 Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и от крытий

l l3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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