Преобразователь напряжения в. ю. солонина

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51) 38, .С 05 Г 1/О 13,"у ИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ СТВУ АВТОРСКОМУ С 8 И 8.81 льство ССС /08, 1981. ство СССР 1/08, 1981 НАПРЯЖЕНИЯ ится к электро- использовано во 00 Ж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(57) Изобретение отностехнике и может быть ЯОИЯ 950 вторичных источниках питания. Цельизобретения - упрощение преобразователя. Для этого он содерзит транзисторные ключи (ТК) 1 и 2, последовательный колебательный контур 5, выполненный на конденсаторе 7 и катушке 6 индуктивности с обмотками 13 и14, управляющими ТК 1 и ТК 2. Введение делителя, выполненного на резисторах 5 и 16, обеспечивает болеепростое управление ТК 1 и Т 2 в результате исключения импульсного генератора. 2 ил.40 1 136895Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках электропита- НОЯ5Цель изобретения - упрощение преобразователя,На фиг, 1 показана схема преобразователя напряжения с транзисторами одинакового типа проводимости (т.е. 10 только и - р - и или только р - и - р); на фиг. 2 - то же, с транзисторами разного типа проводимости.Преобразователь напряжения (фиг. содержит последовательно соединенные 1 В транзисторные ключи 1 и 2, подключенные к входному выводу 3 и общему выводу 4 преобразователя, последовательный колебательный контур 5, выполненный на катушке 6 индуктивности 20 и конденсаторе 7, сглаживающий конденсатор 8, вклочениый между выходными выводами 4 и 9 преобразователя и нагрузкой 10Управляющие выводы транзисторщпс ключей 1 и 2 подключены к 2 Ь июводам 11 и 12 управления. Вторичные обмотки 13 и 14 выполнены иа катушке 6 индуктивности последовательного колебательного контура 5. Начало (обозначено точкой) первой 13 и ко нец второй 14 вторичных обмоток соответственно соединены с управляющими электродами (например, базами) первого 1 и второго 2 кдочей. Конец первой вторичной обмотки 13 соединен с вторым силовым электродом транзисторного кдоча 1, а начало второй вторичной обмотки 14 соединено с вторым силовым электродом транзисторного ключа 2. Дополнительно введены активные сопротивления, например резисторы 15 и 16, включенные параллельно транзисторвым ключам 1 и 2. Эти резисторы образуют делитель напряжения, вклоченный между входной 3 и вы ходной 9 аданами. Указаний делитель соединен своими выходом с точкой соединения колебательного контура 5 с транзисторными ключами 1 и 2.Преобразователь напряжения 50 (фиг.2) отличается от преобразователя (фиг.1), тем, что имеет одну вторичную обмотку 14, так как ключи 1 и 2 разного типа проводимости. Их одноименные силовые выводы соеди - иены. Возможно выполнение преобразователя напряжения, отличающееся тем, что он имеет выходные выводыс дополнительной обмотки, к выводам О 2которой подключена нагруэка 10, причем выводы 4 и 9 соединены накоротко проводником,Преобразователь напряжения (фиг,1и 2) работает следующим образом.В исходном состояниии все конденсаторы разряжены. Подача входногопостоянного напряжения между входны"ми выводами 3 и 4 вызывает появлениенапряжения на выходе делителя, образованного резисторами 5 и 16. Этонапряжение прикладывается к колебательному контуру 5Во вторичной обмотке 14 наводится импульс ЭДС. Мощности этого импульса достаточно длявведения ключа 1 в насыщение, таккак в начальный момент времени токчерез ключ 1 не проходит иэ-за самоцндукции индуктивности контура 5,следовательно, требуется минимальная управляющая мощность для полногооткрытия ключа 1.Таким образом, во время открытияключа 1 (т.е. переходного процессамежду закрытым состоянием ключа и открытым) ток череэ него практическине проходит иэ-эа самоиндукции индуктивности контура 5. Поэтомуэнергия в виде тепла на ключе 1 нерассеивается. По мере увеличения тока через ключ 1 требуется большийток по управляющему входу ключа 1для удержания его в полностью открытом состоянии. Выходной мощности делителя, образованного проводимостями15 и 16, для этого недостаточно (стакой выходной мощностью выбран делитель). Однако увеличение тока через индуктивность катушки 6 контура5 вызывает увеличение тока индукциив обмотке 14, который поступает науправляемый вывод ключа 1. Этот токявляется необходимым дополнениемдля удержания ключа 1 в полностьюоткрытом состоянии при любом токе,проходящем через ключ 1.Таким образом, первый полупериодколебательного процесса тока в контуре 5 проходит от начала и до конца при полностью открытом ключе 1.Ключ 2 в течение этого полупериодаполностью закрыт. Его удерживает взакрытом состоянии ЭДС, наводимаяв обмотке 13. Как только полностьюэарядится конденсатор 7 контура 5,т вся энергия, эапасенная в контуре 5, сосредоточится в его конденс аторе, ток через ключ 1 становит 136895010 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 ся равным нулю. Ключ 1 полностью закрывается. Напряжение на конденсаторе контура 5 превосходит напряжение на выходе делителя, образованного резисторами 16 и 15. Поэтому конденсатор контура 2 Разряжается через индуктивность. контура 5 и резистор 16. Импульс, наведенный при этом во вторичной обмотке 13, по мощности достаточный для введения ключа 2 в насыщение (в полностью открытое состояние), так как в начальный момент времени ток через него практически не проходит из-за самоиндукции индуктивности контура 5. По мере увеличения тока через ключ 2 требуется больший ток по управляющему электроду 12 (базе) ключа 2 для удержания его в полностью открытом состоянии, Этот дополнительный ток поступает с вторичной обмотки 13. Он и обуславливает удержание ключа 2 в полностью открытом состоянии в течение всего времени, когда энергия передается с колебательного контура 5 в сглаживающий конденсатор 8.Таким образом, второй полупериод колебательного процесса тока в контуре 5 проходитот начала и до конца при полностью открытом ключе 2. Ключ 1 в течение этого полупериода полностью закрыт. Его удерживает в закрытом состоянии ЭДС, наводимая в обмотке 14. После передачи энергии с контура 5 в конденсатор 8 ток, проходящий через ключ 2, становится равным нулю. Ключ 2 закрывается.Затем вновь открывается ключ 1 и энер гия поступает в контур 5, а затем, после закрытия ключаи открытия ключа 2, - в конденсатор 8. И так продолжается на протяжении всей работы преобразователя. В течение всего этого времени в последовательном колебательном контуре 5 проходят устойчивые автоколебания тока, Энергия порциями, равными энергоемкости колебательного контура 5, передается с входа 3 в конденсатор 8.Энергия в виде тепла на ключах 1 и 2 не рассеивается, потому что когда каждый ключ закрыт или находится в состоянии переключения,ток через него не проходит, а когда ток проходит, ключ уже полностью о гкрыт и его сопротивление равно нулю, Ког да ключ открыт или находится в состоянии переключения, ток, проходящий через него, сдерживается не сопротивлением этого ключа, а реактивными элементами колебательного контура 5. Энергия в виде тепла на реактивных элементах не рассеивается. Активные сопротивления резисторов 15 и 16 выбирают такой малой величины, что можно .пренебречь дополнительным рассеянием на них энергии в виде тепла.Таким образом, в предложенном преобразователе энергия, идущая на переключение ключей 1 и 2 и удержание их в открытом состоянии, проходит через эти ключи только когда они находятся в полностью открытом состоянии (т.е. когда их сопротивление практически равно нуво), следовательно, не вызывает дополнительного рассеяния энергии в виде тепла,формула из обре тения Преобразователь напряжения, содержащий двв последовательно соединенных транзисторных клочв, вход одного ключа и выход другого кжча подключены к входному выводу и выходному выводу преобразователя соответственно, последовательный колебательный контур, выполненный в виде катушки индуктивности и конденсатора и вклоченный между общим выводом транзисторных ключей и общим выводом питания, причем эмиттер и база каждого ключа соединены между собой через дополнительную обмотку, выполненную нв катушке ийдуктивностн, отличающийся тем, что, с целью упрощения, в него введен делитель напряжения, выполненный на двух активных сопротивлениях, каждое из которых включено параллельно силовой цепи каждого транзисторного ключа.бруч кто Подписи 2/54 Тирах 665 ВНИИПИ Государственного копо делам изобретений и о 113035, Москва, Ж, Рауш аказ итета СС крытийкая наб. зводственно-полиграфнческое предприятие, г. Ужгород, ул