Транзисторный преобразователь постоянного напряжения

Номер патента: 1141545

Автор: Филиппов

Скачать ZIP архив.

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ЯО 2 М 7/537(21) (22) лючен к входи питания кото о 7 8) идет ельс 7/537,етельств 7/537,етельств 7/537, тво СССР29.11.7о СССР25,11.80о СССР09.04.79 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 3656519/24-0721.10.83(54)(57) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВА- .ТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий выходной трансформатор с базовымиобмотками положительной обратной связи, подключенными к управляющим переходам силовых транзисторов через резисторы, выпрямитель, включенныймежду базовыми обмотками и первымвходом элемента запрета, второй входкоторого подключен к первому входугенератора импульсов, а выход элемента запрета - к входу усилителя, вход выводам, две цепочки из последовательно соединенных диода, резистораи конденсатора, диоды которых подключены к соответствующим резисторамцепочек катодами, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью улучшения запуска при первичном и повторныхавтоматических включениях после снятия перегрузок и короткого замыканияв выходных цепях преобразователя,введены два дополнительных транзистора, шунтированных обратными диодами, базы дополнительных транзисторовподключены соответственно к второму и третьему выходам генератора импульсов, а коллекторы соответственноподключены к точкам соединения конденсаторов и резисторов двух указанных цепочек, при этом аноды диодовдвух цепочек соединены с выходом усилителя, а другие выводы конденсаторовдвух цепочек подключены к базам силовых транзисторовИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропита-, ния устройств радиотехники, автоматики и вычислительной техники. 5Известны транзисторные преобразователи постоянного напряжения, содержащие выходной трансформатор с базовыми обмотками, положительной обратной связи, подключенными к управляю О. щим переходам силовых транзисторов через резисторы, генератор импульсов, выход которого подключен через соответствующие цепочки из последовательно соединенных диода, резистора и , 15чконденсатора к базам силовых транзисторов 13 и 1231Недостаток укацанных устройств заключается в трудности первичного20 и повторного запуска при включении и после снятия перегрузок и короткого замыкания в выходных цепях преобразователя,Наиболее близким к изобретению25по технической сущности являетсятранзисторный преобразователь постоянного напряжения, содержащий выходной трансформатор с базовыми обмотками положительной обратной связи,подключенными к управляющим переходам силовых транзисторов через резис"тОры, выпрямитель, включенный междубазовыми обмотками и первым входомэлемента, второй вход которого подключен к первому выходу генератора 35импульсов, а выход элемента запретак входу усилителя, вход питаниякоторого подключен к входным выводам,две цепочки из последовательно соединеннык диода, резистора и конденсатора, диоды которых подключены ксоответствующим резисторам цепочеккатодами ь 3.1,Однако для известного устройстванеобходим дополнительный источник 45отрицательной полярности относительно нулевого провода для питания уси- .лителей, формирующих запирающее силовые транзисторы импульсы синхронизации. Недостатком является также 50подача отпирающих импульсов во времязапуска либо при автоматическомповторном включении после снятияперегрузки только на вход одногоиз.силовых транзисторов преобразователя, чтозатрудняет его запуск вслучаях". использования магнитопровода трансформатора с относительно прямоугольной петлей гистерезиса, когдав момент запуска рабочая точка напетле перемагничивания находитсяблизко к индукции насыщения а запускающий импульс отпирает транзистор, смещающий рабочую точку по петле перемагничивания в сторону увеличения магнитной индукции, что ведет к насыщению магнитопровода, исчезновению положительной обратной связи, поддерживающий силовой транзистор внасыщенном состоянии после снятия отпирающего импульса; когда нагрузкой преобразователя является выпрямитель с емкостным фильтром, т.е, когда преобразователь выходит на установившийся режим работы только через несколько периодов переключения силовых транзисторов, которые в этот интервал времени перегружены током заряда емкостного фильтра,Кроме того, недостатком известного устройства являются относительно большие потери в-С-Э цепочках), осуществляющих управление элементами запрета величиной напряжения на конденсаторах этих цепочек, так как конденсаторы цепочек заряжаются от относительно высоковольтных цепей (коллекторов силовых трансформаторов) через резисторы, а затем производится их полный разряд также через резисторы, и только часть энергии, накопленной в конденсаторах, используется для управления.Цель изобретения - улучшение запуска транзисторного преобразователяпри первичном и повторных автоматических включениях после снятия перегрузок и короткого замыкания.Поставленная цель достигается тем, что в транзисторный преобразователь постоянного напряжения, содержащий выходной трансформатор с базовыми обмотками положительной обратной связи, подключенными к управляющим переходам силовых транзисторов через резисторы, выпрямитель, включенный между базовыми обмотками и первымвходом элемента запрета, второй вход которого подключен к первому входу генератора импульсов, а выход элемента запрета - к входу усилителя, вход питания которого подключен к входным выводам, две цепочки из поеледовательно соединенных диода ре 1 зистора и конденсатора, диоды которых подключены к соответствующим резисто1141545 рам цепочек катодами, введены два дополнительных транзистора, шунтированных обратными диодами, базы дополнительных транзисторов подключены соответственно к второму и третьему выходам генератора импульсов, а коллекторы соответственно подключены к точкам соединения конденсаторов и резисторов двух указанных цепочек, при этом аноды диодов двух цепочек 1 и соединены с выходом усилителя, а другие выводы конденсаторов двух цепочек подключены к базам силовых транзисторов.На фиг,1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг,2диаграммы, поясняющие его работу.Устройство содержит выходнойтрансформатор 1 с базовыми обмотками 2 и 3 положительной обратной связи, подключенными к входам транзисторов 4 и 5 через резисторы 6 и 7, выпрямитель 8, включенный между базовыми обмотками 2 и 3 и одним из входов элемента 9 запрета, второй 25 вход которого подключен к генератору 10 импульсов, а выход элемента 9 запрета подключен к входу усилителя 11, две цепочки 12 и 13, одна из которых состоит из последовательно соединенных диода 14, резистора 15 и кон,денсатора 16, а другая - из диода 17, резистора 18 и конденсатора 19, два дополнительных транзистора 20 и 21, шунтированные диодами 22 и 23, при этом базы дополнительных транзисторов подключены к генератору 10 импульсов, коллектор транзистора 20 подключен к точке соединения резистора 15 и конденсатора 16 цепочки 12, а коллектор транзистора 21 - к точке соеди-. нения резистора 18 и конденсатора 19 цепочки 13, аноды диодов 14 и 17 подключены к выходу усилителя 11, а другие выводы конденсаторов 16 и 19 подключены к базам транзисторов 4 и 5. Кроме того, элемент запрета 9 содержит конденсатор 24 временной задержки.Устройство работает следующим об-разом. Генератор 10 импульсов формирует короткие однополярные импульсы напряжения.О О, О (фиг.2), причем импульсы Ои О сдвинуты один относи тельно другого на 180 эл.град., а частота импульсов О в два раза выше частоты импульсов Ои В исходном состоянии до момента времени 1, силовые транзисторы 4 и 5 закрыты, конденсаторы 16 и 19 цепочек 12 и 13 и конденсатор 24 разряжены,В можит времени 1 импульсом напряжения О через элемент 9 запрета отпирается транзистор 11 усилителя,. а импульсом напряжения У отпирается транзистор 21. В результате чего в интервале времени действия импульсов напряжения на базу силового транзистора 5 поступает отпирающее напряжение О от первичного источника Е через усилитель 11 и ,цепочку 12, подзаряжая конденсатор 16. На силовой транзистор 4 отпирающий импульс .напряжения О не поступает, так как его база эмиттерный переход шунтируется открытым транзистором 21 через конденсатор 19 цепочки 13. После снятия импульсов напряжения транзистор 5 остается в открытом состоянии до конца полупериода под действием появившегося напряжения на базовой обмотке 2 положительной обратной связи.Если после исчезновения тактовых ппульсов О и О в момент временисиловой транзистор 5 закрывается в результате насыщения магнитопровода силового трансформатора 1 либо перегрузки зарядным током емкостного фильтра, то в момент 1 з с поступлением импульсов напряжения О и О отпирающий импульс напряжения О поступает от усилителя 11 через цепочку 13 уже на базе силового транзистора 4, а управляющий переход силового транзистора 5 зашунтирован открытым транзистором 20 через конденсатор 16.В результате последовательнопопеременной подачи отпирающих импульсов напряжения на базы силовых транзисторов 4 и 5 преобразователь начинает устойчиво работать в режиме автоколебаний, т.е. после снятия отпирающего импульса силовые транзисторы остаются открытыми до конца полу- периода за счет ЭДС базовых обмоток 2 и 3 положительной обратной связи, Конденсаторы 16, 19 и 24 заряжаются полярностью, указанной на фиг.1, при этом напряжения О, О на конденсаторах 16 и 19 не превышают напряжения на обмотках 2 и 3 трансформатора 1,Начиная с момента времени й, напряжение Ос, на конденсаторе 24 дости 1141545гает значения, достаточного для эапирания транзистора элемента 9 запрета, прекращая подачу отпирающих импульсов напряжения на транзистор усилителя 11. Таким образом, схема эапус ка преобразователя отключается и в далЬнейшем работает только схема синхронизации.В момент времени С 5 когда открыт силовой транзистор 4, с приходом 1 О импульса напряжения Уу отпирается транзистор 21 и к база -эмиттерному переходу транзистора 4 прикладывается запирающее напряжение конденсатора 19. В процессе рассасывания неос новных носителей из базы транзистора 4 идет разряд, конденсатора 19. После запирания транзистора 4 под действием ЗДС самоиндукции происходит изменение полярности напряжения на обмотках 20 трансформатора 1, вследствие чего включается транзистор 5 и происходит подзаряд конденсатора 19 через резистор 7 и диод 23. К управляющему переходу закрытого транзистора 4 при. 25 ложено напряжение с обмотки 3 за вычетом падения напряжения на резисто.ре 7.На интервале проводимости транзис-. тора 5 напряжение на конденсаторе 16 ЗО остается .неизменным, так как он отключен от обмотки 2 диодом 22 и закрытым транзистором 20.В начале следующего полупериода импульсом напряжения открывается транзистор 20 и к управляющему переходу открытого транзистора 5 прикладывается запирающее напряжение конденсатора 6. Далее процесс происходит аналогично предыдущему полуперио.4 О дуфВ случае короткого замыкания либо подключения емкостной нагрузки происходит срыв автоколебаний. Напряжение на выходе выпрямителя 8 исчезает и 45 конденсатор 24 разряжается. В результате чего с генератора 10 через логический элемент 9 на усилитель 1.1 ,начинают поступать отпирающие импульсы напряжения И, т.е. включается схема запуска, которая, аналогично рассмотренному при первоначальном включении преобразоватепя, подает поочередно на силовые транзисторы 4 и 5 короткие запускающие импульсы.Вследствие малой длительности этих импульсов (до 1-2 мкс) ток через силовые транзисторы 4 и 5 не превысит предельно допустимого значения даже при коротком замыкании на выходе трансформатора 1. При снятии короткого замыкания (либо окончания процесса заряда подключенного,конденсатора) преобразователь автоматически входит в режим автоколебаний и схема запуска отключается,В отличие от известного в предлагаемом устройстве отпадает необходимость в дополнительном источнике отрицательной полярности относительно нулевого провода для формирования запирающих силовые транзисторы импульсов напряжения, так как для этого используется напряжение Конденсаторов, заряженных от фазовых обмоток положительной обратной связи. Кроме того, обеспечен более надежный запуск преобразователя и его автоматическое повторное включение после снятия перегрузки либо короткого замыкания подачей отпирающих импульсов попеременно на оба силовых транзистора, а также уменьшены потери в К-С-Р цепочках, так как они работаюттолько во время запуска преобразователя, а часть энергии конденсаторов, расходуемая в основном только на рассасывание неосновных носителей на базе силовых транзисторов, восполняется от низковольтных базовых обмоток через низкоомные базовые резисторы.

Смотреть

Заявка

3656519, 21.10.1983

ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ А-1811

ФИЛИППОВ ИВАН ИВАНОВИЧ

МПК / Метки

МПК: H02M 7/537

Метки: транзисторный, постоянного

Опубликовано: 23.02.1985

Код ссылки

<a href="http://patents.su/5-1141545-tranzistornyjj-preobrazovatel-postoyannogo-napryazheniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Транзисторный преобразователь постоянного напряжения</a>

Похожие патенты