Преобразователь постоянного напряжения

(51)4 Н 02 7 5 Л (1/( ,(21) 3753641/ (,22) 14,06.84 (4 б) 15, 11.85 (71) Минский тут 0 у точкои соедине соединения пар ючен последовател 1.0 -контурр к коде нс а тор ах, междкоторых и точкотранзисторов вклный резонансный Бюл, У 42 адиотехничесинсти чка анзисторов. АРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР М ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(,56) Патент США 1(р 4270 163, кл. Н 02 М 7/537, 1979.Авторское свидетельство СССР Ф 741398, кл. Н 02 М 7/537, 1983.Авторское свидетельство СССР В 1091291, кл. Н 02 М 7/537, 1983. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий две пары последовательно включенных транзисторов, которые соединены последовательно и подключены к входным выводам, причем последние зашунтирова- ны делителем напряжения на двух конденсатору которого подключен выходной трансформатор, при этом каждаяпара транзисторов зашунтирована пер-.выми рекуперирующими диодами, тосоединения конденсаторов делителянапряжения соединена с точками соединения транзисторов в каждой паречерез вторые рекуперирующие диоды,а управляющие входы транзисторов,соединены с соответствующими выходамиблока управления, о т л и ч а ю -Фщ и й с я тем, что, с целью повышеннн КПД, выходной трансформатор сааб- Яжен дополнительными обмотками поючислу транзисторов, которые черездополнительные диоды подключены праллельно управляющим переходамИзобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке источников вторичного электропитания.Цель изобретения - повышение КПД. 5На фиг. 1 показана функциональная схема преобразователяф на фиг. 2 диаграммы напряжений, поясняющие принцип его работы.Преобразователь содержит две пары Ю последовательно соединенных транзисторов 1, 2 и 3, 4, которые включены последовательно-согласно и подключе,ны к входным выводам, причем последние зашунтированыемкостным делителем 15 напряжения на двух конденсаторах 5 и 6, между точкой соединения которых и точкой соединения пар транзисторов включен последовательный резонансный С -контур 7, к конденсато О ру которого подключен выходной трансформатор 8 с первичной обмоткой 9 и вторичной 10. К выходу последней подключен выходной выпрями- . . тель 11 с Фильтром 12 и нагрузкой 25 13. Каждая пара транзисторов зашунтирована первыми рекуперирующими диодами 14 и .15, а точка соединения конденсаторов соединена с точками соединения транзисторов в каждой Зо паре через вторые рекуперирующие диоды 16 и 17, Управляющие переходы транзисторов подключены к выходам блока управления 18. Выходной трансформатор снабжен дополнительны 35 ми (по числу транзисторов) обмотками 19-22, которые через дополнительные диоды 23-26 подключены к управ-. ляющим переходам транзисторов 1-4.Преобразователь работает следую щим образомУзел управления формирует на, управляющих входах транзисторов 1- 4 импульсы управления О, показанные , на фиг, 2 а-г. 45При этом на входеС -контура 7 напряжение имеет вид, показанный на фиг. 2 и, а на выходе С -конту-.: ра - на фиг. 2 к Такой же сигнал, но уменьшенный в коэффициент транс формации раз, будет и на обмотках 19-22 выходного трансформатора 8. Наибольшие потери имеют место при максимальной выходной мощности преоб разования, которая будет при макси мальной ширине импульсов.Для простоты рассмотрим работу одного плеча преобразователя при максимальной ширине импульсов (транзисторы 1 и 2).Так как напряжение с выхода узла управления 18 О, и напряжение дополнительной обмотки ООА 19 и 20 включены встречно, то в момент переключения транзисторов (время 1 ), пока ОО о , к базе транзистора будет приложено напряжение О= О, а величина тока базы будет 1ОгЭта величина тока выбирается такой, чтобы транзистор был открыт с неглубоким насыщением и находился на границе активной области.По мере увеличения выходных напряжений (фиг. 2 к) напряжение на дополнительных обмотках 19 и 20 изменяется по закону О, = Оо со игде 30 - максимальное напряжение на выходе дополнительной обмотки при максимальном выходном напряжении (момент 1 а ), я - частота следования импульсов управления,Как только величина напряжения Оо будет равна величине О, напряжение на базе транзистора будет изменяться по законуПри этом величина тока изменяетсяпо законуО О -О, сов а 13 = +(2)ггде при О . 6 ток базы получаетприращение. (Оо-О) сов ы 1Ток, поступающий в базу транзистора, имеет форму, показанную на фиг. 2 д,При максимальном коллекторном токе (момент с Фиг. 2) обеспечивается максимальный базовый ток, равный"очто обеспечивает глубокоегпнасыщение транзистора, а следовательно, минимальное остаточное напряжение (открытый транзистор, фиг. 2 ж,э, момент).По мере уменьшения выходного напряжения (фиг, 2 к) (момент 1 п - , ), которое имеет синусоидальную форму, уменьшается и ток, потребляемый от транзисторов преобразователя. При этом по мере уменьшения коллекторного тока уменьшается и ток, поступающий в базу транзистора, что в свою очередь уменьшает его коэффициент насыщения. К моменту времени 1транзистор находится в открытом состоянии у активной области на границе насыщения. После прекращения импульса управления (момент 1 з ) транзистор выключается, и время выключения транзистораминимально.При таком управлении остаточное напряжение на транзисторах минимальное и изменяется с изменением выходного тока.Очевидно, что величинами имеетэ з ОО Из (3) видно, что величина О ,5 при максимальной величине выходногонапряжения и тока (5 оц 1 = 0) равна= 2 Ц т,е. с применением подобноХЭ 8 фго схемного решения величина остаточ.10 ного напряжения уменьшается по край-.ней мере в 2 раза, а следовательно,величина мощности статических потерьна включенном транзисторе Окэ в,2 раза меньше, а следовательно, КПДувеличивается в 2 раза. Ц выбирается обычно из соотношения Ц = 40.