Однотактный преобразователь напряжения

ОПИСАНИЕ 1 п)534014ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистический(51) М. Кл.2 Н 02 М 3/335 Государственный комитеТ Совета Министров СССР по делам изобретений 53) УДК 621.314,5(72) Авторь АКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ(54) О к об тани теля сти вторичможет быть постоянного буждератным мителя, ор сн- еждени самовозс об о выпря сформат ой возбу 10 основе тавной лючен- дополель на щий со ока, вк ного и Недостатками этих преобразоват ются относительно большие потери в транзисторе, снижающие общий тери в транзисторе обусловлены те вый ток открытого транзистора п не изменяется, в то время как его ный ток линейно нарастает. При это импульса коллекторного тока в транзистора избыточно, а в конце транзистор медленно выходит из и потери на переходе эмиттер-колл ки. елеи являмощности к. п. д. По м, что базо рактически коллекторм в начале озбуждениеимпульса 2 насыщения ектор велиЦель.п,д. п изобретения являетбразователя. повышен Изобретение относится ных источников электропи применено в преобразова напряжения в постоянное. Известен преобразователь с нием, выполненный по схеме включением вентиля выходног содержащий транзистор и тран магнитным зазором и обмотк 1, 21. Известен также преобразов ключевого усилителя, содерж транзистор и трансформатор ный в коллекторные цепи осн нительного транзисторов 31.С этой целью отвод вторичной обмотки трансформатора тока подключен к эмиттеру основного транзистора, конец обмотки подключен через резистор к коллектору дополнительного транзистора, а начало соединено с началом обмотки возбуждения, конец которой подключен через резистор к базе основного транзистора, При таком соединении обмоток транзисторный ключ управляется разностью двух напряжений, одно из которых (пропорциональное току коллектора основного транзистора) является запирающим, а второе (пропорциональное напряжению питания) - отпирающим.Между базой и эмиттером основного транзистора включен диод, обеспечивающий перемагничивание трансформатора тока.В устройстве ток базы основного транзистора пропорционален его коллекторному току и степень насыщения транзистора сохраняется постоянной в течение всего импульса коллекторного тока. Кроме того, ускоряется запирание основного транзистора.На чертеже изображена схема однотактного преобразователя.Преобразователь состоит из основного транзистора 1, трансформатора 2 с немагнитным зазором, выходного выпрямителя 3, дополнительного транзистора 4 и трансформатора тока 5.При включении питания преобразователя открывается основной транзистор 1 и по первичным обмоткам трансформаторв 2 и 5 протекает линейно нарастающий ток. При этом вентиль выпрямителя 3 заперт и в трансфор маторе 3 накапливается магнитная энергия. В обмотке возбуждения индуцируется напряжение, открывающее транзистор 4. Через левое плечо вторичной обмотки трансформатора 5, резистор 6 и открытый транзистор 4 протека О ет базовый ток транзистора 1. Этот ток практически пропорцонален коллекторному току транзистора 1, так как ток через правое плечо вторичной обмотки трансформатора 5 относительно мал. Правое плечо вторичной обмотки 15 трансформатора 5 соединено с обмоткой возбуждения трансформатора 2 таким образом, что их напряжения вычитаются: напряжение трансформатора 5 является для транзистора 4 запирающим, а напряжение обмотки воз буждения - отпирающим, Сначала второе напряжение больше первого и через резистор 7 протекает базовый ток транзистора 4, поддерживающий его в открытом состоянии. Незначительная часть тока ответвляется через 25 резистор 8.Таким образом, в начале цикла коллекторный ток транзистора 4 нарастает, а его базовый ток падает. В некоторый момент времени транзистор 4 выходит из насыщения, падение 30 напряжения на нем увеличивается и соответственно растет напряжение вторичной обмотки трансформатора 5. Напряжение правого плеча вторичной обмотки трансформатора 5 становится больше напряжения обмотки возбуж дения, и к базам транзисторов 4 и 1 через резисторы 7 и 8 прикладывается запирающее напряжение. Всплеск напряжения вторичной обмотки трансформатора 5 ограничивается цепочкой 9 для защиты транзистора 4, 40После запирания транзистора 1 ток в его коллекторной цепи прекращается и на обмотках трансформатора 2 меняется полярность напряжений, Диод выпрямителя 3 отпирается, и энергия, накопленная в трансформаторе 2, по ступает в нагрузку. Одновременно начинается перемагничивание сердечника трансформатора 5, обусловленное двумя процессами; пассивным размагничиванием за счет энергии, на 4копленной сердечником трансформатора к мо. менту запирания транзистора 1, и принуди. тельным перемагничиванием до насыщения за счет напряжения на обмотке возбуждения трансформатора 2. Это напряжение приложено к правому плечу вторичной обмотки трансформатора 5 через резистор 8 и диод 10, После насыщения сердечника трансформатора 5 ток через диод 10 ограничивается резистором 8. Падение напряжения на диоде 10 обеспечивает запирание транзистора 1.По окончании размагничивания сердечника трансформатора 2 полярность напряжения на его обмотках меняется. Транзисторы 1 и 4 открываются, и описанный цикл работы преобразователя повторяется.Формула изобретенияОднотактный преобразователь напряжения с самовозбуждением, содержащий основной транзистор, выходной трансформатор с немагнитным зазором, токовый трансформатор, первичная обмотка которого последовательно соединена с коллекторной обмоткой этого транзистора, дополнительный транзистор, соединенный эмиттером с базой основного транзистора, а коллектором и базой связанной соответственно с одним из крайних выводов вторичной обмотки токового трансформатора и с соответствующим концом обмотки возбуждения, отличающийся тем, что, с целью повышения к. п. д., между базой и эмиттером основного транзистора включен диод, отвод от вторичной обмотки трансформатора тока соединен с эмиттером этого транзистора, а начало и конец этой обмотки соединены соответственно с началом обмотки возбуждения, конец которой подключен через резистор к базе основного транзистора, и через резистор - с коллектором дополнительного транзистора.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Александров Ф. И., Сиваков А. Р, Импульсные полупроводниковые преобразователи и стабилизаторы постоянного напряжения, Л., Энергия, 1970, с. 67, рис. 2 - 11.2, Патент США5114096, 321 в , 1963.3. Журнал Электротехника6, 1970, с. 39,534014 Заказ 2251/15 Изд,1696 Тираж 882 ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министр по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5