Однотактный преобразователь постоянного напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ресублик

<>936287

Ф ."г (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.1080 (21) 3008829/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

t$g) М Кд 3

Н 02 М 3/335

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

f 533 УДК 621. 314. . 58 (088. 8) Опубликовано 15.06.82. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 150632 с

? !

1

? (72) Авторы изобретени я

С.Д. Рудык и В.Е. Турчанинов

? i::з? И6 ? r. i

Винницкий завод радиотехнической (71) За яв итель (54) ОДНОТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к вторичным источникам питания и может быть использовано, в частности, для питания радиоэлектронной аппаратуры низким постоянным напряжением.

Известны однотактные преобразователи постоянного напряжения, выполненные по псевдодвухтактной схеме, содержащие два управляемых транзисторных ключа, трансформатор с обмоткой возврата, выходной выпрямитель и схему управления процессами коммутации (1) и (2).

Недостатками этих преобразователей являются большие динамические потери в диодах преобразователя, обусловленные конечным временем их переключения, что приводит к уменьшению КПД и максимального коэффициента заполнения импульсов в этих схемах.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является .однотактный преобразонатель постоянного напряжения, содержащий регулирующий транзистор, силовая цепь которого через первичную обмотку выходного. трансформатора подсоединена к входным выводам, вспомогательный транзистор, первый силовой электрод которого связан с одним из концон обмотки возврата, причем вторичная обмотка трансформатора через выпрямитель и выходной Ь-С-Р фильтр подключена к выходным вынодам (3) .

Недостатками этого преобразователя являются также большие динамические потери в диодах преобразователя, обусловленные конечньм временем их переключения, что приводит к уменьшению максимального коэффициента заполнения импульсов в этой схеме и к снижению КПД. Особенно значительными эти потери становятся при высоких частотах переключения регулирующего транзистора. В известном преобразователе невозможно форсиронать процесс переключения диодов преобразователя, так как перемагничивание трансформатора прн помощи вспомогательного транзистора может начаться лишь после окончания процесса переключения диодов преобразователя. Еще одним недостатком этого преобразователя является низкая эксплуатационная надежность при подключении преобразователя к выводам источника питания из-за возможных бросков тока через регулирующий

936287 транзистор, превышающий допустимые для него значения и как следствие выход его из строя. Броски тока при включении преобразователя возможны, если предшествующее выключение питания преобразователя произведено при прямом рабочем ходе и сердечник трансформатора остается намагниченным, В этом случае при включении питания сердечник трансформатора может перейти в насыщенное состояние раньше, чем закончится управляющий импульс, формируемый схемой управления, что приводит к неограниченному увеличению тока через регулирующий транзистор и выходу его из строя. Кроме того, при питании этого преобразователя от промышленной сети 220/380 В 50 Гц по схеме без входного НЧ понижающего трансформатора вспомогательный транзистор, как и регулирующий,дол- 20 жен быть высоковольтным.

Целью изобретения является увеличение КПД, улучшение весогабаритных показателей и повышение надежности однотактного преобразователя 25 постоянного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что управляющий электрод вспомогательного транзистора через резистор подключен ко входу L-C-0 30 фильтра, при этом один из концов обмотки возврата и силовой электрод вспомогательного транзистора подключены к разноименным выходным выводам преобразователя, а между первым сило-З5 вым электродом вспомогательного транзистора и одним из концов обмотки возврата введен резистор.

На чертеже представлена принципиальная схема однотактного преобра" зователя постоянного напряжения.

Преобразователь содержит регулирующий транзистор 1, подключенный одним силовым электродом к одному из входных выводов преобразователя 2, трансформатор 3 с первичной обмоткой

4, обмоткой возврата 5 и вторичной обмоткой 6, причем один конец первичной обмотки связан с входным выводом преобразователя 7, а противоположный конец ее подключен ко второму силово- 5О му электроду регулирующего транзистора 1< Вторичная обмотка 6 подключена через однополупериодный выпрямитель 8, выходной L-C D фильтр 9-1011 к нагрузке 12. Схема управления Ы

13 подключена к управляющему электроду регулирующего транзистора 1 и к нагрузке преобразователя 12.

Управляющий электрод вспомога. тельного транзистора 14, через ре- Щ зистор 15 подключен ко входу выходного L-C-D фильтра, из концов обмотки возврата 5 и второй электрод вспомогательного транзистора 14 подключены к разноименным выходным выводам 65 преобразователя 16 и 17, а между первым силовым электродом вспомогательного транзистора и противоположным концом обмотки возврата включен резистор 18. К входным выводам преобразователя 2 и 7 подключен источник питания с напряжением Ef .

Однотактный преобразователь постоянного напряжения работает следующим образом.

Регулирующий транзистор 1 управляется коммутирующими импульсами от схемы управления 13. Относительная длительность импульсов, формируемых схемой управления, пропорциональна величине напряжения на выходных выводах преобразователя 16 и

17. При открытом регулирующем транзисторе 1 (прямой ход) сердечник трансформатора 3 намагничивается током, протекающиМ по первичной обмотке 4. Для обратного перемагничивания сердечника трансформатора 3 во.время паузы используются обмотка возврата 5 и вспомогательный транзистор 14, причем управляющий электрод вспомогательного транзистора через резистор 15, ограничивающий ток управления, подключен ко входу выходного L-C D фильтра. Таким образом транзистор 14 управляется напряжением на дросселе 10 выходного фильтра преобразователя ° Такое подключение вспомогательного транзистора позволяет начаться процессу обратного перемагничивания сердечника трансформатора одновременно с инверсией знака на дросселе 10 выходного фильтра преобразователя и форсировать процесс переключения силовых диодов

8 и 9, а следовательно повысить КПД преобразователя за счет уменьшения динамических потерь в этих диодах, увеличить максимальный коэффициент заполнения импульсов в схеме и уменьшить массу теплоотводящих радиаторов диодов. Резистор 18 служит для ограничения максимальной величины тока через вспомогательный транзистор

14 при насыщении сердечника трансформатора 3 во время обратного перемагничивания по цепи обмотки возврата 5. Обратное перемагничивание сердечника трансформатора 3 осущест-. вляется для подготовки схемы к прямому ходу. При отключении от входных выводов преобразователя 2 и 7 источника питания происходит обязательное обратное перемагничивание сердечника трансформатора 3 за счет энергии, накопленной в конденсаторе

11 выходного L-C D фильтра преобразователя. Таким образом, в однотактном преобразователе постоянного напряжения повышается эксплуатационная надежность за счет исключения возможных бросков тока через регулирующий транзистор при подключении пре936287

Формула изобретения

Составитель Т. Ершова

Редактор И. Митровка Техред К.Мыцьо Корректор М. Шароши

Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4244/69

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 образователя к выводам источника питания, а следовательно исключается выход из строя по этой причине регулирующего транзистора.

Еще одним достоинством предлагаемого преобразователя является то, что обратное перемагничивание сердечника трансформатора 3 осуществляется от источника напряжения низкого уровня, каким является напряжение на выходных выводах преобразователя 16 и 17. Это позволяет даже при питании однотактного преобразователя постоянного напряжения от промыаленной сети 220/380 В 50 Гц без входного низкочастотного пони- 15 жающего трансформатора использовать в качестве вспомогательного транзистора 14 низковольтный маломощный транзистор. При работе дросселя фильтра 10 в режиме прерывистых токов20 резистор 18 из схемы однотактного преобразователя постоянного напряже- "ния исключается.

Таким образом данный преобразователь позволяет повысить КПД и надежность устройства, а также улучшить его массогабаритные показатели.

Однотактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий связанный со схемой управления регулирующий транзистор, силовая цепь которого через первичную обмотку выходного трансформатора подсоединена-к входным выводам, вспомогательный транзистор, первый силовой электрод которого связан с одним из концов обмотки возврата, причем вторичная обмотка трансформатора через выпрямитель и выходной диодноиндуктивно-емкостный фильтр подключена к выходным выводам, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения КПД, улучшения весогабаритных показателей и повышения надежности, управляющий электрод вспомогательного транзистора через резистор подключен к входу диодноиндуктивно-емкостного выходного фильтра, при этом другой конец обмотки возврата и второй электрод вспомогательного транзистора подключены к разноименным выходным выводам преобразователя, а между первым силовым электродом вспомогательного транзистора и одним из концов обмотки возврата введен резистор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 639103, кл. Н 02 М 3/335, 1978.

2. Моин В.С. и Лаптев Н. Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М., Энергия, 1972, c . .193.

3. Авторское свидетельство СССР

9 310340, кл. Н 02 М 3/20, 1970.