Однотактный преобразователь напряжения

(504 Н 02 М 3 335 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта(54) ОДНОТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к электротехнике и м. б. использовано в системах вторичного электропитания для преобразования и регулирования постоянного напряжения. Цель - повышение надежности путем улучшения запирания силового транзистора. Устр-во содержит силовой транзистор 1, зашунтированный демпфирующей цепью 2. В коллекторную цепь силового транзистора 1 включен трансформатор тока 3. Выключающая обмотка трансформатора тока 3 соединяет базу силового транзистора 1 с входным выводом через выключающий транзистор 6. Включающая обмотка соединена через включающий диод 7, запирающий конденсатор 10 и зарядный диод 11 с упомянутым входным выводом. Шунтирующий транзистор 13, замыкающий базоэмиттерный переход силового транзистора 1 в моменты его запирания, резко уменьшает величину сопротивления цепи базы. Трансформатор тока 3 осуществляет положительную обратную связь Я токов коллектора и базы силового транзистора 1. 1 ил.35 40 45 50 55 1Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания для преобразования и регулирования (стабилизации) постоянного напряжения.Цель изобретения - повышение надежности путем улучшения запирания силового транзистора. На чертеже приведена схема преобразователя напряжения,Преобразователь напряжения содержит силовой транзистор 1 с демпфирующей цепью 2, подключенной параллельно его силовым электродам. В коллекторную цепь транзистора 1 включена первичная обмотка Ик трансформатора 3 тока и нагрузка 4, Для примера демпфирующая цепь 2 изображена в виде резистивно-емкостной цепочки, а нагрузка 4 - в виде выходной цепи одноконтактного преобразователя с обратным включением диода. Выключающая обмотка трансформатора 3 тока через выключающий диод 5 началом соединена с коллектором выключающего транзистора 6, а концом - с базой силового транзистора 1. Начало включающей обмотки того же трансформатора через включающий диод 7 подключено к коллектору включающего транзистора 8, через включающий резистор 9 - к первому питающему входному выводу преобразователя +Еи через запирающий конденсатор 10 - к аноду зарядного диода 11 и к первому выводу второго резистора 12. Катод зарядного диода 11 соединен с эмиттерами выключающего 6, шунтирующего3, силового 1 транзисторов и с первым выводом первого резистора 14. База шунтирую щего транзистора 13 подключена к точке соединения первого 14 и второго 12 резисторов и через третий резистор 15 - к коллектору силового транзистора 1. Эмиттер включающего транзистора 8 соединен с коллектором транзистора 13 и с базой силового транзистора 1. Базы включающего 8 и выключающего 6 транзисторов являются входами противофазных импульсов управления )лл и 1 л соответственно. Между началом включающей обмотки %- и эмиттером силового транзистора 1 включена цепь 16, предназначенная для размагничивания сердечника трансформатора 3 тока.Преобразователь напряжения работает следующим образом.В исходном состоянии при запертом силовом транзисторе 1 включающий транзистор 8 заперт, так как на входеотсутствует положительный импульс. Выключающий транзистор 6 может быть как закрыт, так и открыт - в зависимости от наличия положительного импульса на входе )лыкл. На исходное состояние схемы это не влияет. Шунтирующий транзистор 3 открыт, так как на коллекторе силового транзис 5 10 15 20 25 30 2тора высокий потенциал, идет базовый ток, определяемый сопротивлением третьего резистора 15. Поскольку коллекторный ток силового транзистора отсутствует, энергия, накопленная ранее в индуктивности первичной обмотки силового трансформатора цепи нагрузки 4, отдается на выход и подзаряд фильтрующего конденсатора. Так как включающий транзистор 8 заперт, запирающий конденсатор 1 О заряжен от источника питания +Еполярностью, показанной на схеме.При поступлении положительного импульса на вход 1 вкл открывается включающий транзистор 8. Заряженный запирающий конденсатор разряжается отрицательным напряжением на базоэмиттерный переход шунтирующего транзистора 13 и вызывает его форсированное запирание. Коллекторным током включающего транзистора 8, сформированным включающим резистором 9, открывается силовой транзистор 1 и уменьшается потенциал на его коллекторе. Это вызывает прекращение тока через третий резистор 15 и последующее постоянное (в пределах этого такта работы преобразователя) запертое состояние шунтирующего транзистора 13. Открывание транзистора 1 приводит в действие положительную обратную связь коллекторной и включающей обмоток трансформатора 3 тока. При наличии положительного импульса тока достаточной амплитуды на входе (1 лкл силовой транзистор 1 остается открытым и насыщенным. По прошествии определенного времени появляется положительный импульс на входе ) и исчезает импульс на входе 1 лкл. Это вызывает запирание включающего транзистора 8 и, как следствие, заряд запирающего конденсатора 10 от источника питания через элементы 9 и 11, Падение напряжения на зарядном диоде 11 недостаточно, чтобы через делитель напряжения, состоящий из резисторов 12 и 14 (параллельно ему 15) открылся шунтирующий транзистор 13,По открытому транзистору 6 в базу силового транзистора 1 идет обратный ток, осуществляющий рассасывание избыточных носителей в его структуре,Этот ток является обратным по отношению к ранее существовавшему прямому базовому току вследствие соответствующего включения (обратного) обмоток включения и выключения, трансформатора 3 тока. Если импульс на входе1 выкл продолжается, тоидет процесс рассасывания носителей, Обратный ток существует все время, пока существует ток коллектора силового транзистора,После окончания процесса рассасывания начинается формирование фронта коллектор- ного напряжения силового транзистора 1.1336172 Формула изобретения Составитель В. Моин Редактор Н. Тупица Техред И. Верес Корректор С. Черни Заказ 38 /52 Тираж 659 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 415 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Последний начинает запираться, уменьшается его коллекторный ток, а значит должен уменьшаться и обратный ток его базы. Однако уменьшение обратного тока базы происходит с некоторым отставанием за счет заряда конденсатора демпфирующей цепочки 2, имеющейся в различных типах преобразователей. После заряда этого конденсатора и полного запирания силового транзистора ток выключающей обмотки %в трансформатора 3 тока прекращается.Одновременно с этим высоким потенциалом коллектора транзистора 1 открывается шунтирующий транзистор 13 и схема приходит в исходное состояние.Далее процессы повторяются аналогично.Таким образом, при воздействии на базу силового транзистора 1 импульсов прямого и обратного токов шунтирующий транзистор 13 всегда заперт и не влияет на процессы открывания и запирания транзистора 1. После полного запирания транзистора 1 и до момента времени появления импульса на входе ока шунтирующий транзистор 13 открыт и шунтирует вход силового транзистора 1 от обратных токов его базоколлекторного перехода.Следовательно, в моменты запертого состояния силового транзистора 1 обеспечивается малое сопротивление внешнего резистора в цепи его базы. Этим уменьшается вероятность его самооткрывания при высоких температурах окружающей среды, вызывающих увеличение обратного тока базоколлекторного перехода, чем повышается надежность работы преобразователя при высоких рабочих напряжениях. Однотактный преобразователь напряжения, содержащий силовой транзистор с включенными в его коллекторную цепь первичной обмоткой трансформатора тока, в котором имеются включающая и выкпючающая обмотки, причем начало включающейъбмотки через включающий диод соединено с коллектором включающего транзистора и че Орез включаюции резистор - с первымнпитающим входным выводом, начало выключающей обмотки через вык.пючающий диод соединено с коллектором выключающего транзистора, эмиттер которого подключен к эмиттеру силового транзистора, к второму питающему входному выводу и к концу включающей обмотки, а конец выключающей обмотки соединен с базой силового транзистора и эмиттером включающего транзистора, отличающийся тем, что, с целью 20 повышения надежности путем улучшения запирания силового транзистора, введены шунтирующий транзистор, три резистора, запирающий конденсатор и зарядный диод, первым выводом соединенный с эмиттером силового и шунтирующего транзисторов и первым выводом первого резистора, а вторым выводом - с первым выводом второго резистора и через запирающий конденсатор - с коллектором включающего транзистора, эмиттерсм подключенного к 30 коллектору шунтирующего транзистора, базакоторого соединена с вторыми выводами первого и второго резисторов, и через третий резистор - с коллектором силового транзистора.