Полумостовой преобразователь постоянного напряжения в постоянное

(51)5 САНИЕ И РЕТЕНИЯ АВТО ташя ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТ ПРИ ГКНТ СССР МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 868957, кл. Н 02 М 7/537, 20.05.79.Коссов О.А. Усилители мощности натранзисторах в режиме переключений, -М.:Энергия, 1971, с.431, рис.7.3,Бас А.А. и др. Источники вторичногоэлектропитания с бестрансформаторнымвходом. - М.: Радио и связь, 1987, с.46,рис.1.19 а,(54) ПОЛУМОСТОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ ВПОСТОЯННОЕ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источникахвторичного электропитания. Цель - повышение надежности путем снижения перегрузки по току в транзисторах. Устр-во содержит конденсаторы емкостного делителя напряжения, транзисторы 3 и 4, присоединенные к первой 6 и второй 7 яервичным обмоткам трансформатора 5, вторичные 8 и 9 обмотки которого соединены через выпрямитель и фильтр 18 с выходными выводами, При переключении транзисторов 3 и 4, работающих в противофазе, происходит подключение части входного напряжения к первичным 6 и 7 обмоткам трансформатора 5, Благодаря выполнению обмоток трансформатора в виде секций 10 и 11, симметрично расположенных на магнитопроводе, имеются перекрестные индуктивности рассеяния между обмотками 6,7,8,9 трансформатора 5, которые позволяют снизить величину тока перегрузки в транзисторах 3 и 4 в моменты запирания транзисторов и при переключении диодов 16 и 17 выпрямителя, 2 ил.вый 16 и второй 17 возвратные, под 40 50 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники,Целью изобретения является повышение надежности полумостового преобразователя путем снижения перегрузки по току в транзисторах.На фиг.1 приведена электрическая схема полумостового преобразователя постоянного напряжения в постоянное; на фиг.2 - трансформатор преобразователя, примеры выполнения,Полумостовой преобразователь постоянного напряжения в постоянное содержит источник 1 входного напряжения с выводом 2 от средней точки, например от средней точки конденсаторов емкостного делителя напряжения, подключенного к источнику питания (как показано на фиг.1 пунктиром или в общем случае - точка соединения любых двух согласно-последовательно включенных источников напряжения постоянного тока, первый 3 и второй 4 транзисторы, трансформатор 5 с первой 6 и второй 7 первичными обмотками, образующими с одноименными вторичными обмотками 8 и 9 соответственно первую 10 и вторую 11 секции, расположенные раздельно-симметрично на магнитопроводе трансформатора 5 (фиг.2), первый 12 и второй 13 диоды выпрямителя, выходной фильтр с дросселями 14 и емкостью 15, перключенные к отводам первичных обмоток 6 и 7 или к точкам соединения указанных обмоток с транзисторами 3 и 4, и блок 18 управления, выходы которого подключены к входам управления транзисторов 3 и 4.Изобретение вносит лишь режимные улучшения, не изменяя общий принцип работы классического полумостового преобразователя, Режимные улучшения обусловлены введением второй первичной обмотки 7 и размещением по одной первичной и вторичной обмоток в отдельных секциях 10 и 11, при которых неявно вносятся индуктивности рассеяния между любыми двумя обмотками разноименных секций При этом соответствующим подключением диодов 12 и 13 к выводам обмоток 8 и 9 обеспечивается перекрестная передача энергии от первичной обмотки одной секции на вторичную обмотку другой секции через соответствующую индуктивность рассеяния. Энергия, накопленная в указанной индуктивности, затем передается в нагрузку через вторичную обмотку той же секции, индуктивность рассеяния между обмотками 5 10 15 20 25 30 которой обычно на порядок меньше, чем между обмотками разноименных секций,Отличие работы предлагаемой схемы от обычных полумостовых преобразователей с одной первичной обмоткой заключается в следующем. Из схемы фиг.1 и маркировки начала и концов обмоток трансформатора 5 следует, что если сигналами, поступающими от блока 18 управления, открыт, например, транзистор 3, то в передаче энергии с входа на выход преобразователя участвуют обмотка 6 секции 10, обмотка 9 секции 11 и диод 13, При наличии паузы между рабочими импульсами в полупериодах, когда закрывается, например, транзистор 3, изменяется полярность напряжения на обмотках трансформатора 5 и накопленная в индуктивности рассеяния обмотки 6 энергия передается в нагрузку преобразователя непосредственно через обмотку 8 той же секции 10 и открывшийся диод 12,Когда обратное напряжение на нижней части обмотки 6 достигает половины входного напряжения, открывается диод 17 и остаток энергии, соответствующий незначительной индуктивности рассеяния между обмотками 6 и 8 секции 10, возвращается в сеть, Одновременно с началом разряда энергии в индуктивности рассеяния обмотки 6 и спада тока в ней изменяется также полярность напряжения на дросселе 14 и начинается известный процесс передачи накопленной в нем энергии в нагрузку через диоды 12 и 13 и обмотки 8 и 9 трансформатора 5 с последующим установлением нулевого напряжения на всех его обмотках.Аналогичные процессы имеют место в следующем полупериоде, когда открываются транзистор 4 и диод 12, закрывается диод 13 и имеет место передача энергии от обмотки 7 секции 11 к обмотке 8 секции 10 через перекрестную индуктивность рассеяния между ниму с последующим закрыванием транзистора 4, открыванием диода 13, передачей накопленной в индуктивности обмотки 7 энергии в нагрузку через обмотку 9 той же секции и затем отпиранием диода 16 и т,д.Из отмеченного следует, что индуктивность рассеяния между обмотками разноименных секций в описанных переходных режимах выполняет функции, аналогичные функциям дросселя выходного фильтра преобразователя, т.е. является дополнением к индуктивности дросселя 14 и способствует или уменьшению габаритов дросселя или повышению эффективности фильтра.При каждом отпирании очередного по такту транзистора 3 (или 4), когда оба диода 12 и 13 одновременно открыты на время50 восстановления обратного сопротивления диода 12 (или 13), суммарное напряжение обмоток 8 и 9 приложено к индуктивности рассеяния между указанными вторичными обмотками,Аналогичным образом, при отсутствии или недостаточности паузы между рабочими импульсами, когда возможно одновременное открытое состояние обоих транзисторов на время рассасывания неосновных носителей в области базы запираемого транзистора, напряжение источника питания приложено к индуктивности рассеяния между первичными обмотками 6 и 7.В указанных двух режимах индуктивности рассеяния между первичными или вторичными обмотками разноименных секций выполняют уже функции ограничителя сквозных токов через транзисторы 3 и 4 или тока короткого замыкания через диоды 12 и 13. При этом основная часть накопленной в указанных индуктивностях энергии передается затем в,нагрузку в одном случае непосредственно от вторичных обмоток, а в другом - от первичных обмоток через соответствующую вторичную обмотку аналогично описанному,Во всех случаях процессу передачи накопленной энергии в нагрузку существенно способствует введенная возможность некоторого превышения амплитуды обратной волны напряжения первичных обмоток половинного уровня напряжения источника питания путем подключения диодов 16 и 17 к введенным отводам первичных обмоток 7 и 6 соответственно.При магнитной связи между обмотками одной секции, близкой к идеальной (например, при их совместной намотке), диоды 16 и 17 могут быть подключены, как показано на фиг.1 пунктиром.Помимо снижения потерь в результате резкого уменьшения экстракторов при описанных коммутационных режимах и частичного выполнения функции дросселя выходного фильтра введение индуктивности рассеяния способствует смягчению крутизны фронтов тока и, следовательно, снижению уровня высокочастотных помех на входе и выходе преобразователя.Следует также отметить, что двухсекционный выходной трансформатор 5 реализуется без усложнения его конструкции путем размещения секции 10 и 11 либо на двух 5 10 15 20 25 30 35 40 боковых стержнях двойного П-образного магнитопровода, или на центральном стержне Ш-образного, или на двух симметричных половинах тороидального магнитопровода (фиг.2). При этом его габаритная мощность равна габаритной мощности трансформатора с выведенной средней точкой первичной и вторичной обмоток.Формула изобретения Полумостовой преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий источник входного напряжения со средним выводом, первый крайний вывод которого соединен через первый транзистор с первым выводом первой первичной обмотки трансформатора, второй вывод которой подключен к среднему выводу источника входного напряжения, второй транзистор, присоединенный первым силовым выводом к второму крайнему выводу источника входного напряжения, первая и вторая вторичные обмотки трансформатора, включенные согласно-последовательно и соединенные через выпрямитель и фильтр с выходными выводами, первый и второй возвратные диоды, присоединенные первыми выводами соответственно к первому и второму входным выводам, блок управления, выходы которого подключены к входам управления первого и второго транзисторов, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности путем снижения перегрузки по току в транзисторах, введена вторая первичная обмотка трансформатора, включенная встречно-последовательно с первой первич-ной обмоткой между средним выводом источника входного напряжения и вторым силовым выводом второго транзистора, при этом вторые выводы первого и второго возвратных диодов подключены соответственно к к второму силовому выводу второго транзисто ра и первому выводу первой первичной обмотки трансформатора или к введенным отводам соответственно второй и первой первичных обмоток трансформатора, образующих с одноименными вторичными обмотками соответственно первую и вторую секции, расположенные раздельно-симметрично на магнитопроводе трансформатора, причем первичные и втОричные обмотки сфазированы таким образом, что при подключении напряжеНия к первичной обмотке одной секции обеспечено протекание тока во вторичной обмотке другой секции,.2 Составитель В. Ежо Техред М.Моргентал Корректор М. Пожо Редактор Н. Лазаре Заказ 2133 Тираж 389 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская нвб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1