Преобразователь постоянного напряжения в постоянное

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИА ЛИСТ ИЧЕСНРЕСПУБЛИК 19)(11 А 51)4 Н 02 МЗ ЗЗ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТБУ СР 1СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство ССУ 299916, кл. Н 02 М 3/335, 197Патент США В 4279011,кл. Н 02 М 7/537, 1981.(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГОНАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащийвыходной трансформатор, первичнаяобмотка которого средним выводомсоединена с одним иэ входных выводов, а крайними выводами через первичные обмотки промежуточного трансформатора - с коллекторами силовыхтранзисторов, база-эмиттерные переходы которых зашунтированы диодами,а базы соединены с вторичной обмоткой промежуточного трансформатора,а резистор запуска связан с базамисиповых транзисторов и одним из входных выводов, причем нагрузкаподключена через емкостный фильтри выпрямитель к вторичной обмоткевыходного трансформатора, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности путем ограничения пускового тока, в него введеныизмерительный трансформатор тока,резистор, два диода, два транзистора и две дополнительные обмотки промежуточного трансформатора, при этомколлекторы транзисторов через диодысоединены с одними выводами дополнительных обмоток, эмиттеры соединеныс другими выводами дополнительныхобмоток, база одного транзисторасоединена с эмиттером другого транзистора соответственно, а между базами транзисторов включен резистор,зашунтированный вторичной обмоткойизмерительного трансформатора тока,первичные обмотки которого включенымежду эмиттерами силовых транзисторов и другим входным выводом.Изобретение относится к электротехнике и может быть использованов качестве вторичного источникапитания радиоэлектронной аппаратуры,Цель изобретения - повышение надежности путем ограничения пусковоготока,На Фиг. 1 приведена схема преобразователя постоянного напряжения впостоянное; на Фиг. 2 - осциллограм 1 Ома тока и напряжения на коллекторетранзистора в момент пуска преобразователя; на фиг, 3 - осциллограммытока и напряжения на коллекторетранзистора в установившемся режиме.Преобразователь постоянного напряжения в постоянное (фиг. 1) содержгт выходной трансформатор, первичная обмотка 1 которого средним выводом соединена с одной шиной источника питания, а крайними выводами через первичные обмотки 2 и 3промежуточного трансформатора - сколлекторами силовых транзисторов4 и 5, база-эмиттерные переходы25которых эашунтированы диодами 6 и7, а базы соединены с вторичнойобмоткой 8 промежуточного трансформатора, Резистор 9 запуска включенмежду шиной питания и средней точкой вторичной обмотки 8 промежуточного трансформатора. Нагрузка подключена через емкостный Фильтр ивыпрямитель к вторичной обмоткевыходного трансформатора, Коллекторы транзисторов 10 и 11 через диоды12 и 13 соединены с одними выводами дополнительных обмоток 14 и15 промежуточного трансформатора,эмиттеры - с другими выводами дополнительных обмоток 14 и 15. Базаодного транзистора 10 соединена сэмиттером другого транзистора 11(и наоборот), а между их базами включен резистор 16, зашунтированныйвторичной обмоткой 17 измерительного трансформатора тока, первичная обмотка 18 и 19 которого вклю 3чена между эмиттерами силовых транзисторов 4 и 5 и другой шиной 50источника питания. В ряде случаевдля уменьшения динамических потерьв силовых транзисторах 4 и 5 целесообразно шунтировать из база-эмиттерные переходы конденсаторами 5520 и 21,Работа преобразователя происходит следующим образом. При подаче напряжения на вход преобразователей постоянного напряжения в постоянное через резистор 9 запуска начинает протекать ток (фиг. 1), который заряжает первый и второй конденсаторы 20 и 21. При достижении напряжения на конденсаторах 20 и 21 уровня, соответствующего порогу отпирания первого и второго силовых транзисторов 4 и 5, по их коллекторам через первичные обмотки 2 и 3 промежуточного трансформатора и полуобмотки первичной обмотки 1 выходного трансформатора течет ток. Так как схема не может быть абсолютно симметричной и токи коллекторов первого и второго силовых транзисторов 4 и 5 всегда отличны один от другого, а первичные обмотки 2 и 3 промежуточного трансформатора включены встречно, то разностный магнитный поток, возникающий в сердечнике промежуточного трансформатора, вызывает в его вторичной обмотке 8 ток, который приводит к опрокидыванию. схемы в одно из устойчивых состояний, при котором один из транзисторов открыт, а другой заперт. Предположим, что открылся первый силовой транзистор 4, Ток его базы, протекая по цепи, состоящей из вторичной обмотки 8 промежуточного трансформатора, перехода база-эмиттер силового транзистора 4, первой 18 и второй 19 первичных обмоток измерительного трансФорматора, диода 7, заряжает первый конденсатор 20 и перезаряжает второй конденсатор 21.Ток эмиттера первого силового транзистора 4, протекая по первой первичной обмотке 18 измерительного трансформатора тока, создает в его сердечнике магнитный поток, который наводит ток во вторичной обмотке 17 измерительного трансформатора тока, который создает на резисторе 16 падение напряжения, пропорциональное току в первой первичной обмотке 18 измерительного трансформатора тока, При увеличении тока в обмотке 18 падение напряжения на резисторе 16 достигает величины, при которой отпирается транзистор 10 и шунтирует первую дополнительную вторичную обмотку 14 промежуточного трансформатора тока. В результате ток вторичной обмотки 8 проме"жуточного трансформатора тока, а следовательно, и ток базы первого силового транзистора 4, уменьшаются, транзистор выходит иэ насыщения и начинает ограничивать ток, протекаю щий по его коллектору. Сердечник промежуточного трансформатора тока перемагничивается под действием напряжения на его вторичной обмотке 8 и заходит в область насыщения.0 При этом резко уменьшается ток базы первого силового транзистора 4, и он некоторое время поддерживается в открытом состоянии разрядным током первого конденсатора 20. 15Возникающая во вторичной обмотке 8 промежуточного трансформатора тока ЭДС самоиндукции перезаряжает первый и второй конденсаторы 20 и 21, первый силовой транзистор 4 за пирается, отпирается второй силовой транзистор 5, и начинается лавинообразный процесс перехода схемы во второе .устойчивое состояние, Процессы, происходящие при этом, аналогичны рассмотренным, По мере заряда конденсатора на выходе преобразователя ток через первый и второй силовые транзисторы 4 и 5 уменьшается, напряжение на резисторе 16 становит ся недостаточным для открывания транзисторов 10 и 11 и силовые тран 1166236 4эисторы 4 и 5 выходят из линейнойобласти рабочих характеристик.Так;ю образом, происходит ограничение пускового тока коллекторовперво.о и второго силовых транзисторов 4 и 5 на безопасном уровне(фиг, 2). Амплитуда тока ограничения определяется величиной резистора16, коэффициентом трансформацииизмерительного трансформатора тока и порогом отпирания и транзисторами 10 и 11.Как видно из фиг, 3, в установившемся режиме наблюдается полноеотсутствие динамических потерьпри переключении первого и второгосиловых транзисторов 4 и 5, таккак фронты тока и напряжения нЕпересекаются, в результате чего снижаются потери в транзисторах, облегчается их тепловой режим.Таким образом, наличие дополнительных схемных элементов для ограничения пускового тока практическине влияет на КПД преобразователяза счет выбора большой величины коэффициента трансформации измерительного трансформатора тока, нопозволяет защитить силовые транзисторы от выхода из строя в случаекороткого замыкания в цепи нагрузкии при пусковых режимах,1166236 Составитель В. ХанвогинТехред О,Ващишина Корректор И, Эрдей Да а Зак илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,дую Грай 319/50 Тираж 646 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и о 113035, Москва, Ж, Раушска