Двухтактный транзисторный инвертор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii)907739

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.05.79 (21) 2762559/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл

Н 02 М 7/537

Гоеударетеенный комнтет (53) УДК 621.314..58 (088.8) Опубликовано 23.02.82. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 05.03.82 по делам нэооретеннй н открытий (72) Авторы изобретения

В. В. Георгиев, А. А. Путилов и М. И. Божевская

Особое конструкторское бюро технической кибернетики

Изобретение относится к преобразователям постоянного напряжения и используется во вторичных источниках питания.

Известны двухтактные преобразователи постоянного напряжения с самовозбуждением, в которых используются резистивные и диодные схемы запуска.

В резистивных схемах запуска смещение рабочей точки силовых транзисторов, необходимое для самовозбуждения преобразователя, обеспечивается падением напряжения ,на базовом резисторе, При этом начальный ток базы силовых транзисторов составляет 20 — 30% от тока резистивного делителя (1) .

К недостаткам резистивных схем запуска относятся увеличение сквозных токов силовых транзисторов в установившемся режиме в момент переключения, обусловленное начальным смещением, а также существенная мощность, рассеиваемая на резисторах, обеспечивающих смещение рабочей точки транзисторов, что приводит к снижению надежности и уменьшению КПД преобразователя.

Применение диодных схем запуска позволяет только уменьшить мощность, рассеиваемую на резисторах делителя, однако при этом самовозбуждение преобразователя становится жестким, что оказывается существенным при низких температурах.

Известен также двухтактный преобразователь с отключающейся схемой запуска (2) .

Однако в процессе работы, особенно при коммутации нагрузки и при просадках входного напряжен схеме может произойти срыв колебании, что приводит к просадке выходного напряжения на время восстановления цепи запуска, которое в несколько раз превышает время отключения цепи запуска. По этой причине указанная схема запуска не нашла широкого применения в преобразователях, работающих через выпрямитель на активно-емкостную нагрузку.

Наиболее близким по технической сути техническим решением является двухтактный транзисторный инвертор, содержащий гю силовые переключающие транзисторы, коллекторы которых подключены к выходному трансформатору, а через диоды — к базе пускового транзистора, коллекторный переход которого зашунтирован резистором и подключен к одному из входных выводов, а

907739 эмиттер связан с обмотками обратной связи и базами силовых транзисторов (3).

Недостатками известного устройства являются низкая надежность схемы из-за возникновения больших импульсных токов силовых транзисторов в момент переключения, а также низкий КПД.

Цель изобретения — повышение надежности и увеличение КПД.

Поставленная цель достигается тем, что в двухтактный транзисторный инвертор введены запускающие резисторы и конденсатор, подключенный к переходу пускового транзистора, эмиттер которого подсоединен через запускающие резисторы к базам силовых транзисторов.

На чертеже изображен двухтактный преобразователь постоянного напряжения, содержа1ций трансформатор 1, силовая обмотка 2 которого соединена с коллекторами силовых транзисторов 3 и 4, средняя точка силовой обмотки трансформатора соединена с первым (положительным) входным выво- 2О дом, эыиттеры Tp3!I3IIcTopoB 3 и 4 соединены с другим входным выводом, к которому подкл1оче1га средняя точка обмотки 5 возбуждения Y0!!Ii!.I которой через резисторы 6 и 7 подклк>чены к базам транзисторов 3 и 4, куj3 также по.1ключены запускающие резисторы 8 и 9, другим ко11цом 1юдключеннь е к эмиттеру пускового транзистора 10, к выводам силовой обмотки трансформатора подкл1очены отрицательными выводами дио1ы,1 и 12, которые плюсовыми выводами зо подключены к базе пускового транзистора 10, коллектор которого подклклен к первому (положительному) входному выводу пусковог0 транзистора, управляющий переход пускового тоанзистора подключен к RC-цепи

1 35 состояп1ей из резистора 13 и конденсатора

14.

П рсобразователь работает следующим образом.

При подаче напряжения питания отпирается пусковой транзистор О, нагрузкой 4Î которого являются резисторы 6 — 9. Падение напряжения на резисторах составляет

80 90% от напряжения питания, что обеспечивает необходимый для самовозбуждения преобразователя начальный ток коллектора транзисторов 3 и 4. Флуктуации

45 тока в замкнутом контуре обратной связи преобразователя усиливаются и приводят к процессу генерации. Амплитуда колебаний плавно возрастает по мере заряда емкости нагрузки. Одновременно с этим происходит зо заряд через диоды 11 и 12 конденсатора 14, напряжение на котором соотвеТствует амплитуде колебаний в коллекторах транзисторов 3 и 4. При этом увеличивается падение напряжения на пусковом транзисторе

10, что приводит к уменьшению начального тока смещения через резисторы 6 — 9. В установившемся режиме пусковой трапзистор полностью запирается смещением на конденсаторе 14, что обеспечивает отключение цепи запуска преобразователя, а процесс переключения гранзисторов 3 и 4 обеспечивается энергией индуктивности рассеяния трансформатора !. Постоянная времени цепи RC выбирается из условия фильтрации пульсации в момент переключения преобразователя и составляет величину порядка одного периода. При срыве колебаний происходит разряд конденсатора 14 через резистор 13, и через 1 — 2 периода схема запуска восстанавливается.

Таким образом выходное напряжение пускового транзистора, а следовательно, и начальное смещение транзисторов 3 и 4 как бы «следят» за амплитудой колебаний.

Применение предлагаемой схемы преобразователя постоянного напряжения обеспечивает мягкое самовозбуждение, минимальное время восстановления.

Кроме того, изобретение позволяет при работе как на активную, так и на активноемкостную нагрузку отключить цепь запуска плавно, по мере нарастания амплитуды колебаний. Постоянная времени RC-цепи выбирается из условия фильтрации пульсаций в момент переключения преобразователя и может быть выбрана порядка одного периода, т. е. существенно меньше постоянной времени нагрузки преобразователя, при этом срывы генерации и кратковременные просадки входного напряжения не приводят к значительным просадкам выходного напряжения. Самовозбуждение преобразователя — мягкое, т. е. в начальной стадии аналогично резистивному запуску.

Вместе с тем, отключение цепи запуска в установившемся режиме позволяет уменьшить сквозные (импульсные) токи силовых транзисторов в момент переключения, исключить потери на запускающих резисторах, что, в конечном счете, приводит к по-. вышению надежности и.КПД преобразователя и обуславливает возможность применения схемы при работе на активно-емкостную нагрузку.

Формула изобретения

Двухтактный транзисторный инвертор, содержащий силовые транзисторы, коллекторы которых подключены к выходному трансформатору, а через диоды — к базе пускового транзистора, коллекторный переход которого зашунтирован резистором и подключен к одному из входных выводов, а эмиттер связан с обмотками обратной связи и базами силовых транзисторов, отлинаюи(ийся тем, что, с целью повышения надежности и КПД, в него введены запускающие резисторы и конденсатор, подключенный к переходу пускового транзистора, эмиттер которого подсоединен через запускающие резисторы к базам силовых транзисторов.

907739

Составитель Т. Ершова

Редактор Н. Джуган Техред А. Бойкас Корректор Г. Огар

Заказ 612 67 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Моин В. С., Лаптев Н. Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи.

М., «Энергия», 1972, с. 448.

2. Вересов Г. П., Смуряков Ю. Л. Стабилизированные источники питания радиоаппаратуры. М., «Энергия», 1978, с. 144.

3. Авторское свидетельство СССР № 628596, кл. Н 02 М 7/537, 1977.