Преобразователь напряжения

(22) Заявлено 13,10.72 (21) 1836710/24-7 Н 02 тп 7/2 б 051 1/64 исоединением заявкисударственный комитет 32) Приоритетпубликовацо 30.09.74 Совета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий етень(088.8) ата опубликования описания 06.08.75(54) ПРЕОБРАЗОВА 1 ЕЛЬ НАПРЯ)КЕНИЯ Изобретение относится к области электропитания радиоэлектронной аппаратуры может использоваться для получения переменного стабилизированного или нестабилизированного напряжения.Известны преобразователи напряжения с самовозбуждснием, содержащие два основных и два дополнительных транзистора, а такжс два диода и выходной трансформатор.В известных преобразователях напряжения с самовозбуждением происходит нежелательное рассеивание мощности в токозадающей цепи, обеспечивающей запуск схемы и протекание базового тока транзисторов преобразователя. Эффективность известных мер сциже ния мощности, рассеиваемой на токозадающей базовой цени, невелика.Указанное рассеивание мощности приводит к уменьшению к.п.д. преобразователя и к необходимости использования относительно мощных элементов в токозадающий цепи преобразователей большой и средней мощности или к необходимости использования усилителя мощности, что резко усложняет устройство.Использование мощных элементов в токозадающей цспц стабилизированных преобразователей с управлением по базовой цепи особенно нежелательно, так как в состав токозадающсй цепи входит регулирующий транзистор, увеличение мощности которого приводит к увеличеншо габаритов и веса преобразователя.Целью изобретения является повышениек. п. д. транзисторных преобразователей на пряжения с самовозбужденцем и уменьшениемощности токозадающей цепи.Это достигается тем, что в предлагаемомпреобразователе каждая из двух базовых обмоток трансформатора включена между базой 10 основного транзистора и эмиттером дополнительного транзистора, коллектор которого соединен с коллектором соответствующего основного транзистора, причем базы обоих дополнительных транзисторов соединены и подклю чецы к токозадающей цепи, а между эмиттером каждого из дополнительных транзисторов и эмиттерами основных транзисторов включен диод.На фцг. 1 показана принципиальная схема 20 предлагаемого прсобразователя напряжения;на фцг. 2 - временные эпюры напряжений.Преобразователь напряжения содержит дваосновных транзистора 1 и 2 и трансформатор 3, которые образуют двухтактную схему. Меж ду базой основного транзистора 1 и эмиттеромдополнительного транзистора 4 включена одна из базовых обмоток трансформатора 3. Коллектор транзистора 4 соединен с коллектором транзистора 1. Между эмиттером транзистора 30 4 и эмцттером транзистора 1 включен допол(вв + Рб бо )1 бд б 0 65 3нительный диод 5, Аналогичным образом соединены между собой основной транзистор 2, дополнительный транзистор 6 и дополнительный диод 7. Базы дополнительных транзисторов 4 и б соединены и подключены к токозадающей цепи 8.Конкретное выполнение токозадающей цепи 8 может быть различным. Она может содержать только пассивные элементы в случае не- стабилизированного преобразователя или пассивные элементы совместно с транзисторами в случае стабилизированного преобразователя. с управлением по базовой цепи, когда токоза. дающая цепь входит в состав контура авторегулирования.Преобразователь напряжения работает сле. дующим образом.После подключения питающего напряжения Ус помощью токозадающей цепи 8 в базы транзисторов 4 и б задается некоторый ток. Этот ток усиливается транзисторами 4 и б и с их эмиттером через обмотки трансформатора 3 поступает в базы транзисторов 1 и 2. В силу флуктуации тока и неизбежной асимметрии схемы нарастание тока в одной из ее половин происходит быстрее, в результате чего один из основных транзисторов (например, транзистор 1) открывается ранее. Направление включения базовых и коллекторных обмоток трансформатора таково, что имеется положительная обратная связь, в результате чего возникают лавинообразные процессы открывания транзисторов 1 и 4 и закрывания транзисторов 2 и 6, После окончания весьма быстрых лавинообразных процессов транзисторы 1 и 4 оказываются открытыми, а транзисторы 2 и 6 закрытыми, что соответствует моменту 1 на эпюрах фиг, 2,После момента 1 на коллекторе открытого транзистора 1 устанавливается небольшое положительное напряжение Уо (фиг. 2,а), на его базе - небольшое положительное напряжение Уы (фиг. 2, б), близкое к напряжению отсечки входной характеристики транзистора 1, на эмиттере транзистора 4 (фиг. 2, в) - от- рнцатЕЛЬНОЕ НаПряжЕНИЕ Уб - 14 оп а На баЗЕ транзисторов 4 и 6 (фиг, 2, к) также отрицательное напряжениее - б бо 1 бо 4 ф ГдЕ Убо 4 - НаПряжЕНИЕ На ПЕрЕХОдЕ ЭМИттер - база открытого транзистора 4.После момента 1 диод 5 закрыт напряжением Уб - Обо В то же время на коллекторе закрытого транзистора 2 поддерживается большое положительное напряжение Уво (фиг. 2,г), на его базе - отрицательное напряжение Уб - Уо 7 - фиг. 2,д (где Уо 7 - прямое напряжение на открытом диоде 7). На эмиттере транзистора 6 (фиг. 2, е) - положительное напряжение Уо 7. Таким образом, транзистор 6 закрыт отрицательным напряжением У + Уо 7 на переходе эмиттер - база, следовательно, весь ток из токозадающей цепи 8,поступает только в базу транзистора 4, Отмечен 5 10 15 10 25 30 35 40 45 50 55 ное состояние неустойчиво. Оно поддерживается до тех пор, пока сердечник трансформатора 3 не войдет в насыщенное состояние в момент 12. Насыщение сердечника вызывает быстрый лавинообразный процесс закрывания транзисторов 1 и 4 при одновременном открывании транзисторов 2 и б, после чего сердечник трансформатора начинает перемагничиваться в обратном направлении.После момента 1 преобразователь приходит во второе неустойчивое состояние, когда на коллекторе открытого транзистора 2 имеется небольшое положительное напряжение У,о, на1 его базе - небольшое положительное напря- ЖЕНИЕ Убо 2, На ЭМИттЕРЕ ОтКРЫтОГО тРаНЗИСтО- ра 6 отрицательное напряжение Уб - Убо 2, а на базе транзисторов 4 и 6 - также отрицательное напряжениеЕ: б (бо в боГдЕ Убоб - НаПряжЕНИЕ На ПЕрЕХОдЕ ЭМИттер - база открытого транзистора 6.После момента 1 диод 7 закрыт напряжением Уб - Убо 2. В это же время на коллекторе закрытого транзистора 1 поддерживается большое положительное напряжение Увз, на его базе - отрицательное напряжение Уб - /ой (где Уо 5 - прямое напряжение на открытом диоде 5), На эмиттере транзистора 4 - положительное напряжение Ьо 5. Таким образом, транзистор 4 закрыт отрицательным напряжением Ух + Уо 5 на переходе эмиттер - база, следовательно, весь ток из токозадающей цепи 8 поступает только в базу тран",истора 6. Отмеченное состояние также неустойчиво. Опо продолжается до момента 1 когда сердечник трансформатора 3 опять входпт в насыщение, Насыщение сердечника вызывает лавинообразный процесс закрывания транзи. сторов 2 и 6 при одновременном открывании транзисторов 1 и 4, Состояние после 1 аналогично состоянию после 1 ьДалее процессы периодически повторяются.Симметрия схемы обспечивает получение симметричных колебаний прямоугольной формы, которые в виде выходного напряжения У,ы, могут быть сняты с обмотки трансформатора 3.В процессе работы преобразователя токозадающая цепь 8 поочередно обеспечивает протекание базового тока 1 б дополнительных транзисторов 4 и 6.Мощность Ррассеиваемая на токозадающей цепи, определяется выражениемт т - Фвв+ В) бд Обозначив базовый ток основных транзисторов 1 бо, можно выразить мощность Р рассеиваемую в токозадающей (пусковой) цепи наиболее экономичного из известных преобразователей с самовозбуждением,Рт = Рвв + (б - бо юН 4 боЕсли. учесть, чтобо - бд Фд+ )где В - коэффициент усиления дополнительных транзисторов 4 и б от базы к коллектору, тоР.8 Это значит, что мощность токозадающей цепи в данном преобразователе может быть в (В+1) раз меньше, чем в известных преобразователях.Вместе с тем, суммарная мощность, рассеиваемая на обоих дополнительных транзисторах, значительно меньше мощности, которая рассеивается на токозадающей цепи известных преобразователей с самовозбуждением. Это объясняется тем, что напряжение на каждом дополнительном транзисторе в открытом состоянии У+ (У - Ук,) значительно меньше напряжения на токозадающей цепи известных преобразователейвх + Рббо) 6Резкое уменьшение мощности, рассеиваемойв токозадающей цепи, и малая суммарная мощность, рассеиваемая на обоих дополнительных транзисторах, обеспечивают повышение к, п. д. данного преобразователя по сравнению с известными.Предмет изобретенияПреобразователь напряжения с самовоз буждением, содержащий два основных и двадополнительных транзистора, а также два диода и выходной трансформатор, о тл и ч а ющи йся тем, что, с целью повышения к.п,д, преобразователя и уменьшения мощности то козадающей цепи, каждая из двух базовыхобмоток выходного трансформатора включена между базой основного транзистора и эмиттером дополнительного транзистора, коллектор которого соединен с коллектором соответ ствующего основного транзистора, причем базы обоих дополнительных транзисторов соединены между собой и подключены к токозадающей цепи, а между эмиттером каждого из дополнительных транзисторов и эмиттерами 25 основных транзисторов включен диод.