Преобразователь постоянного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 191 (11 Н 02 М 7 53 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО;ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТКРЫТИ(56) Авторское свидетельство СССР У 559349, кл. Н 02 М 7/537, 1976.Авторское свидетельство СССР Р 1334324, В 3898523,кл. Н 02 М 7/538, 1986.(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении источников вторичного электропитания устройств радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения " повьппение КПД надежности и быстродействия в широком диапазоне рабочих температур, нагрузок и входного напряжения. Устройство со" держит выходной трансФорматор 1 с обмотками положительной 4, 5 и отрицательной 8 обратной связи, сияовые 9, 10 коммутирующие 29, 30 и дополнительные транзисторы 11, 12, времязадающий драссель 31, вспомогательный выпрямитель 40, 41 и дроссель 32, включенный последовательно с входными выводами преобразователя. В управ" ляющие цепи силовых транзисторов 9, 1 О введены первые 17, 18 и вторые 21, 22 вспомогательные транзисторы, ком" пенсирующие диоды 15, 16, первые 13, 14 и вторые 19, 20 измерительные резисторы. Токоограничивающие резисторы 23, 24 включены в коллекторныей цепи вторых вспомогательных транзис- щ торов 21, 22, базы которых подкпочены к средним точкам резистивных делителей 25, 26, Силовые транзисторы 9, 10 работают в граничном режиме безопления зарядов в области базы, : фобеспечивает минимальное время их выключения 1 илИзобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении источников вторичного электропитания различных уст 5 ройств радиоэлектронной аппаратуры.Целью изобретения является .повышение К 1 Щ, надежности и быстродействия преобразователя в широком диапазоне рабочих температур, нагрузок и входнЫх напряжений.На чертеже изображена электрическая принципиальная схема преобразователя постоянного напряжения.Преобразователь содержит выходной трансформатор 1 с силовыми обмотками 2 3, обмотками 4, 5 положительной обратной связи, вспомогательными обмотками 6, 7 и обмоткой 8 отрицательной обратной связи, силовые транзисторы 9, 10, эмиттеры которых соединены между собой, а коллекторы - с силовыми обмотками 2, 3 выходного трансформатора 1; дополнительные транзисторы 11, 12, подсоединенные 25 эмиттерами к базами силовых транзисторов 9, 10, коллекторами - через первые измерительные резисторы 13, 14 . - к обмоткам 4, 5, а базами - через компенсирующие диоды 15, 16 - 30 к коллекторам силовых транзисторов; первые вспомогательные транзисторы 17, 18, подсоединенные коллекторами к базам дополнительных транзисторов, а эмиттерами - через вторые измери 35 тельные резисторы 19, 20 - к коллекторам дополнительных транзисторов; вторые вспомогательные транзисторьг 21, 22, подсоединенные эмиттерами к обмоткам положительной обратной свя зи, коллекторами - к базам первых вспомогательных транзисторов и - че рез токоограничивающие резисторы 23, 24 - кэмиттерам силовых транзисторов, базами - к средним точкам резис-. тивных делителей 25, 26 верхние выводы которых соединены с эмиттерами первых вспомогательных транзисторов, а нижние - с катодами выключающих диодов 27, 28, аноды которых соединены с базами силовых транзисторов; коммутирующие транзисторы 29, 30, коллекторы которых соединены с катодами выключающих диодов, а эмиттеры - между собой; времязадающий дрос.сель55 31, соединенный с обмоткой отрицатель ной обратной связи, и эта цепь соединена с базами коммутирующих транзисторов; дроссель 32 с первичными обмотками 33, 34, включенными в шиныпитания и вторичной обмоткой 35,зашунтированной резистором 36 и подключенной через резисторы 37, 38 квходам коммутирующих транзисторов;накопительный конденсатор 39, включенный между эмиттерами силовых и коммутирующих транзисторов на выходе выпрямителя из диодов 40, 41; базовыедиоды 42, 43 подключены анодами кэмиттерам силовых транзисторов, акатодами - к обмоткам положительнойобратной связи; конденсаторы 44, 45входного фильтра, пусковой резистор46, коммутирующий конденсатор 47, атакже диоды 48, 49, пропускающие инверсный ток силовых транзисторов. Вы"ходное напряжение преобразователя -снимается с обмотки 50 выходноготрансформатора 1,Устройство работает следующим образом.При подаче напряжения питанияпроисходит запуск преобразователячерез пусковой резистор 46. Коммутирующие транзисторы 29, 30 закрыты.Первые:-:спомогательные транзисторы17, 18 и дополнительные транзисторы11, 12 открыты. Вследствие замыканияположительной обратной связи одиниз силовых транзисторов, например 9,открывается., а силовой транзистор 10запирается под действием напряженияна обмотке 5.Входной ток открытого силовоготранзистора 9 стабилизируется базовой цепью (элементы 11, 13, 15, 17,19, 21) на уровне, обеспечивающемего .ненасыщенное состояние.К силовой обмотке 2 выходноготрансформатора 1 прикладывается напряжение питания. Одновременно черезвспомогательную обмотку 6 и диод 40заряжается накопительный конденсатор39 и под действием напряжения наобмотке 8 через резисторы 37, 38 перемагничивается времязадающий дроссель 31. Ток в его обмотке увеличива:ется и при определенной величина па,"дение напряжения на резисторе 37 открывает коммутирующий транзистор 29. Сигналом с резистивного делителя 26 полностью открывается второй вспомогательный транзистор 21, прерывая ток в базу силового тразистора 9, Одновременно через диод 27 и коммутирующий транзистор 29 проходит яы 142753ключающий ток базы силового транзистора 9.После запнрания силового транзистора 9 напряжение на обмотках выходного трансформатора меняет знак,включается силовой транзистор 10 ипроцесс повторяется.Поставленная цель достигается тем,что вспомогательные транзисторы 17,21 с измерительными резисторами 13,19 образуют цепь отрицательной обратной связи по коллекторному токувспомогательного транзистора 17.При изменении питающего напряжения 15изменяется величина напряжения на обмотках 4, 5 силового трансформатора1, что приводит к изменению тока врезисторе 23, но. благодаря глубокойотрицательной обратной связи, с учетом того, что напряжение база - эмиттер транзистора 21 практически не меняется, суммарное падение напряженияна резисторах 13 и 19 также остаетсяпостоянным, При увеличении же тока 25нагрузки увеличивается падение напряжения коллектор - эмиттер силовоготранзистора 9, что увеличивает токколлектора дополнительного транзистора 11Падение напряжения на резисто- Зоре 13 возрастает, а суммарное напряжение на резисторах 13, 19 остаетсяпостоянным, При выборе величины резистора 13 на предельную нагрузку силового транзистора 9 при минимальном коэф-.35фициенте усиления по току и соотношении величин резисторов 13, 19, равныхкоэффициенту усиления транзистора 17,обеспечивается минимальная мощностьпотребления при всех остальных режимах, так как изменение напряжения питания не влечет за собой изменениярежима работы .токостабилизирующихэлементов 13, 17, 19, 21).Одновременно в схеме обеспечивается температурная стабилизация, таккак с увеличением температуры коэффициент силовых транзисторов возрастает, а напряжение база - эмиттер вспомогательных транзисторов 21, 22 и,соответственно, токи баз силовыхтранзисторов уменьшаются, что являет-ся дополнительным положительным свойством данной схемы,Повышение быстродействия преобразователя обеспечивается тем, что силовые транзисторы работают в граничномрежиме без накопления зарядов в об"ласти базы, а дополнительные и вспомогательные транзисторы находятся втечение рабочего полупериода в активном режиме, то есть выключение управляющих транзисторов происходит беззадержки, а силовых транзисторов - сминимальным временем рассасывания,Формула изобретенияПреобразователь постоянного напряжения, содержащий выходной трансформатор с обмотками положительной обратной связи, связанными через до" полнительные транзиторы с цепями управления силовых транзисторов, коммутирующие транзисторы, входы которых соединены с цепочкой из последовательно включенных времязадающего дросселя и обмотки отрицательной об" ратной связи, а также вспомогательный выпрямитель, выход которого, за" шунтированный накопительным конденсатором, включен между змиттерами коммутирующих и силовых транзисторов, соединенных с одним из входных выводов, дроссель, первичные обмотки которого включены последовательно с входными выводами, а вторичная обмотка подключена к входам коммутирующих транзисторов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения КПД, надежности и быстродействия в широком диапазоне рабочих температур, нагрузок и входного напряжения, в цепь управления каждого силового транзистора введены первый и второй вспомогательные транзисторы, по крайней мере один компенсирующий диод, первый и второй измерительные резисторы, токоограничивающий резистор, выключающий диод и резистивный делитель, причем обмотка положительной обратной связи соединена своим выводом с эмиттером второго вспомогательного транзистора и через первый измерительный резистор - с коллектором дополнительного транзистора, соединенным через второй измерительный резистор с эмнттером первого вспомогательного транзистора, коллектор которого соединен с базой дополнительного транзистора и.через по крайней мере один компенсирующий диод - с коллектором силового транзистора, база первого вспомогательного транзистора соединена с коллектором второго вспомогательного транзистора и через токоограничивающий резистор - с эмиттерами силовых тран;427531 Составитель Т. Ершов аТехред А.Кравчук Корректор М.Иаксимишинец Редактор А.Маковская Тираж ббб ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 48 б 2/53 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 51 эисторов, а база силового и эмиттер дополнительного транзисторов через коммутирующий диод соединены с коллектором коммутирующего транзистора, соединеннью через реэистивный делитель с эмиттером первого вспомогательного транзистора, а база второго вспомогательного транзистора соединена со средней точкой резистивного делителя.