Преобразователь постоянного напряжения

.1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 21) 3801673/24-07(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий два зашунтированных обратными диодами регулирующих транзистора, одни из силовыхэлектродов которых присоединены кпервому входному выводу питания, а другие подсоединены к соответствующим кон-,цам ограничительного дросселя, средняя точка которого связана с выходнымвыводом, 1 СЭ -фильтр, блок формирования траектории переключения регулирующих транзисторов, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью упрощения схемы и улучшения массогабаритиыхпоказателей, блок формирования траектории переключения регулирующих транзисторов включен между средней точкойограничительного дросселя и первымвходным выводом питания и выполнен ввиде параллально соединенных транзистора, вход которого подсоединен к блоку управления, и конденсатора, 1 1201Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано включевых регуляторах и стабилизаторахпостоянного напряжения,Целью изобретения является упрощение схемы, улучшение массогабаритныхпоказателей,На фиг.1 приведена схема преобразователя напряжения; на фиг. 2 - эпюры управляющих напряжений, ОПреобразователь напряжения содержит источник 1 питания, два регулирующих транзистора 2 и 3, шунтированные каждый обратносмещенными диодами 4 и 5, коллекторы транзисторов 5подсоединены к первому выводу источника 1 питания, а эмиттеры - к концам ограничительного дросселя 6 содинаковыми полуобмотками 7 и 8,устройство 9 формирования, состоящее 20из параллельно соединенных дополнительного транзистора 10 и конденсатора 11 и включенное между среднейточкой дросселя 6 и первым выводомисточника 1 питания, С 2 -фильтр 12, 25выполненный на диоде 13, конденсаторе 14 и дросселе 15 и соединяющийсреднюю точку ограничительногодросселя 6 с вторым выводом источника питания, схему 16 управления, 30нагрузку 17, стоящую на выходе СО -фильтра 12.Преобразователь напряжения работает следующим образом,В момент времени 1 регулирующие 35транзисторы 2 и 3 и дополнительныйтранзистор 10 схемы 9 Формированиязакрыты, диоды 4 и 5 смещены в обратном направлении, конденсатор 1схемы 9 Формирования заряжен до нап-. 40ряжения, близкого к напряжению источника 1 питания с полярностью, показанной на фиг. в скобках, энергия,нашопленная в дросселе 15 фильтра 12 черезоткрытый диод 13 передается в нагрузку 17 и конденсатор 14.Включение транзистора 2 в момент С под действием поступающего на его базу отпирающего сигнала Б происходит практически без потерь из за наличия дросселя 6, к полуобмотке 8 которого прикладывается полное напряжение источника 1 питания вследствие инерционности диода 13 фильтра 12, связанной с наличием55 объемного заряда. Одновременно начинается разряд конденсатора 1 устройства 9 формирования через транзистор 983 22 и полуобмотку 8 дросселя 6. По мере рязряда конденсатора 11 запирающее смещение на диоде 5 уменьшается. Когда конденсатор 1 разрядится поланостью, диод 5 переходит в проводящее состояние, а по замкнутому контуру: полуобмотки 8 и,7 дросселя 6 " диод 5 - транзистор 2 - начинается циркуляция тока, обусловленная переданной дроселлю 6 энергией во время разряда конденсатора 11 устройства 9 формирования. После запирания диода 13 фильтра 2 циркуляция тока дополнительно поддерживается энергией, накопленной в дросселе 6 за время рассасывания объемного заряда в диоде 13. Таким образом, запирание диода 13 фильтра 12 и разряд конденсатора 11 устройства 9 формирования происходят одновременно, что практически исключает из цикла работы этап подготовки кочденсатора 11, в результате чего повышается быстродействие преобразователя.При малом токе нагрузки 17 диод 13 фильтра 12 может закрываться ранее момента полного разряда конденсатора 11, что также способствует увеличению быстродействия преобразователя напряжения.В момент э на базу транзистора 2 поступает запирающий сигнал - (1 у, а на базу транзистора 10 устройства 9 формирования - отпирающий сигнал Б . Так как время выключения высококачественных кремниевых транзисторов, основную долю которого составляет время рассасывания, значительно больше времени их включения, то включение транзистора 10 устройства 9 Формированияв моментпроисходит при напряжении(фью (Пт 11) Лблизком к нулевому значению, Выключение же транзистора 2 происходит после этапа рассасывания при напряжении"2 = 2"г;" (2), значительно меньшем напряжения источника 1 питания, Причем как включение транзистора 10, так и выключение транзистора 2 происходит при напряжениях, что следует извыражений (1) и (2), которые не зависят от напряжения источника 1 питания, а определяются режимом работы и параметрами элементов преобразователя напряжения, Выражения (1) и (2) справедливы. при пренебрежении активным сопротив.83 Таким образом, ни включение, ни25 выключение транзисторов 2, 3 и 19не сопровождается выделением большой мощности динамических потерь, аисключение ограничительйого дросселя6 из цепи, прерывающей ток нагрузки,ЗО не вызывает высокочастотных пиковперенапряжений в моменты закрытиярегулирующих транзисторов 2 и 3..Кроме того, в работе преобразователя напряжения исключается временной интервал на отвод избыточнойэнергии дросселя 6, что обеспечиваетего быстродействие,Указанное включение устройства 9формирования позволяет уменьшить не-.40 обходимое количество ограничительных дросселей и конденсаторов, врезультате чего уменьшается масса игабариты преобразователя напряжения. Э 12019 лением полуобмоток 7 и 8 дросселя 6, где приняты следующие обозначения: Бт 1 Бт, - падение напряжения на коллектор-эмиттерном переходе насыщенных транзисторов 2 и 10 соответст венно; Б -прямое падение напряжения на диоде 5.Запирание транзистора 10 в момент г.4, сопровождается зарядом разряженного конденсатора 11 устройства 9 фор- О мирования током полуобмотки 7 дросселя 6.и током нагрузки 17. При соответствующем выборе величины емкости конденсатора 11 напряжение на нем за время выключения транзистора не 5 успеет заметно увеличиться, поэтому потери на выключение будут невелики Заряд конденсатора 1 прекращается при отпирании диода 13 фильтра 12, при этом напряжение на конденсаторе 20 11 фиксируется на уровне напряжения источникапитания, а энергия дросселя 6 возвращается в источник 1 питания.В момент С под действием поступающего на базу транзистора 3 отпирающего сигнала Б,1 происходит его отпирание практически без потерь изза наличия дросселя 6, к обмотке 7 которого на время рассасывания объемного заряда в диоде 13 фильтра 12 прикладывается полное напряжение источника 1 питания. Одновременно на-. чинается разряд конденсатора 11 устройства 9 формирования через транзистор 3 и обмотку 7 дросселя 6, По мере разряда конденсатора 11 запирающее смещение на диоде 4 уменьшается, Когда конденсатор 11 разрядится полностью, диод 4 переходит в проводящее состояние, а по замкнутому контуру : полуобмотки 7 и 8 дросселя 6, диод 4, транзистор 3 начинается циркуляция тока, обусловленная переданной дросселю ф энергией во время разряда конденсатора 11 устройства 9 формирования. После запирания диода 13 фильтра 12 циркуляция тока дополнительно поддерживается энергией, накопленной в дросселе 6 эа время рассасывания объемного заряда в диоде 13.В момент Т на базу транзистора 3 поступает запирающий сигнал - Б, а на базу транзистора О устройства 9 формирования - отпирающий сигнал Б , Включение транзистора 10 в моментпроисходит при напряжении, определяемом выражением 1), а выключение транзистора 3 - при напряжении, определяемом выражением . (2), где вместо Б ; Б , необходимо подставить значения Б Бт 1 4 соответственно. Далее процессы переключения транзисторов 2, 3 и 10 повторяются аналогично описанным.201983 тель Т,ЕршоваА.Ач Корректор А,Обруча Соста Техре А. Лежнин Реда Заказ 8102/57, д,45 кая Ужгород, ул. Проектная, 4 Тир ВНИИПИ Государ по делам из 113035, Москва