Двухтактный преобразователь напряжения

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик лгг 970610(61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено. 0712,79 (21) 2847368/24-07 1511 М Кп з Н 02 М 7/537 с присоединением заявки Мо Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(5 гг) ДВУХТАКТНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ Устройство относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника питания.известны двухтактные преобразователи напряжения, запуск которых осуществляется путем подачи импульсапускового тока от первичного источника питания через конденсатор непосредственно в базу одного из транзисторов преобразователя 1) или в специальную пусковую обмотку насыщающегося трансформатора 2 1.Недостаток указанных устроиств - неустойчивый запуск, особенно в широком диапазоне изменения температуры окружающей среды и напряжения первичного питания, а также при значительных технологических разбросах параметров элементов преобразователя и при плавной подаче напряжения первичного питания. Это объясняется тем, что амплитуда и длительность иггпульсов пускового тока определяются в основном парамстраг 4 р элементов цепи запуска, а время выхода преобразователя на режим устойчивых автоколеба" ний - как параметрами элементов самого преобразователя и фильтров выходных цепей, так и величиной емкости конденсатора в пусковой цепи. Устой" чивый запуск преобразователя возможен лишь в том случае, если амплитуда и длительность иипульса пускового тока не успевают заметно уменьшиться до выхода преобразователя на ре" жим устойчивых автоколебаний.эвестны двухтактиые преобразователи напряжения, в которых для запуска используется дополнительный преобразователь более высокочастотных однополярных импульсов 3,Недостатками таких устройств являются ненадежный запуск основного преобразователя, обусловленный тем, что во время запуска дополнительный преобразователь периодически уменьшает пусковой базовый ток транзисторов основного автогенератора почки до нуля в то время, как по мере роста напряжения первичного питания растет коллекторный ток транзисторов основного автогенератора и для его надежного запуска необходим рост базового токатранзисторов, а также большое время выхода на режим устойчивых колебаний основного авто- генератора, что обусловлено.разря" дом всех конденсаторов фильтров во З 0 время периодических уменьшений допол-ного источника питания через пусковой узел в базы транзисторов автогенератора, хотя их коллекториые токи растут по мере роста напряжения первичного питания, что приводит к срыву колебаний автогенератора. Повышение базового тока транзисторов во время запуска путем увеличения напряжения на обмотках положительной обратной связи или уменьшения сопротивления базовой цепи приводитк повышению потерь в базовых цепях автогенератора в режиме устойчивых автоколебаний, но не гарантирует надежный запуск во всех условиях эксплуатации.цель изобретения - повышение устойчивости запуска автогенератора в широком диапазоне изменения условий работы.Поставленная цель достигается тел, что в двухтактном преобразователе напряжения, содержащем инверторную ячейку на силовых транзисторах, одни иэ силовых электродов которых объединены иподсоединены к первому входному выводу, а другие подключены к выходному трансформатору, имеющему дополнительную обмотку, через выпрямитель и емкостный фильтр связанную с эмиттер-базовым переходом пускового транэистора, база и коллектор которого через соответствующие резисторы подключены ко второму входному выводу, а эмиттер связан с обмоткой обратной связи, параллельно эмиттер-базовому переходу пускового транзистора 303540 нительным преобразователем пусковогобазового тока транзисторов основного преобразователя.Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности двухтактный автогенератор напряжения, содержащий трансформатор с переключающими транзисторами,.пусковой транзис"торно-реэисторный узел, имеющий управляющий вход, выпрямитель, вход которого подключен к одной из обмо О ток трансформатора, резистор и конденсатор 4 3.Недостатком известного устройства является ненадежный запуск. Это объясняется тем, что конденсатор, обязательно необходимый в узле запирания, начинает заряжаться от источника запирающего напряжения (от выпряиителя, подключенного к .одной иэобмоток трансформатора) с самогоначала запуска автогенератора и запирает пусковой узел до выхода авто- генератора на режим устойчивых автоколебаний (независимо от величины емкости этого конденсатора, которая лишь влияет на время выхода автогенератора на режим устойчивых авто- колебаний)При этом уменьшается пусковой ток, поступающии от первичподключена силовая цепь введенного запирающего транзистора, эмиттер которого подсоединен к средней точ-. ке обмотки обратной связи,а управляющий эмиттер-базовый переход, эашунтирован-, ный разистором, через введенный стабилитрон подсоединен к емкостному фильтру.На чертеже представлена схема устройства.Преобразователь содержит трансформатор 1 с первичной обмоткой 2, обМоткой 3 положительной обратной связи и обмоткой 4 запирания, переключающие транзисторы 5 и. б, резисторы 7-9 в базовых цепях, пусковой узел 10, состоящий из транзисторов 11 и 12 и резисторов 13-15, выпрямитель .16, вход которого подключен к обмотке 4 трансформатора 1, и конденсатор 17, который подключен через резистор 18 к выходу выпрямителй 16 и через стабилитрон 19 к управляющему входу пускового узла 10,Устроиство работает следУющим образом.При подаче на вход устройства напряжения питания Оп (плавно или скачком) через резистор 13, переход базаэмиттер транзистора 11 и резистор 8 потечет ток. При этом транзистор 11 открывается и через его,переход коллектор-эмиттер и резисторы 14 и 8 также течет ток. По мере нарастания . напряжения питания Оп этот ток нарастает. При этом увеличивается падение напряжения на резисторе 8, которое через обмотку 3 и резисторы 7 и 9 прикладывается к переходам база-эмиттер транзисторов 5 и б. При достижении этим напряжением определенного уровня один из транзисторов 5, б на-, чинает открываться (тот, у которого меньше сопротивление перехода базаэмиттер). Пусть это будет транзистор 5. Через переход коллектор-эмиттер транзистора 11, резистор 14, половину обмотКи 3, резистор 7 и переход база-эмиттер транзистрра 5 течет пусковой ток. Транзистор 5 открывается еще больше. Это вызывает протекание нарастающего по величине коллекторного тока транзистора 5 от источника первичного питания О через половину первичной обмотки 2 трансформатора 1. На всех обмотках трансформатора 1 начинает появляться нарастающее по величине напряжение.,Ток от обмотки 3 положительной обратной связи совместно с током пускового узла 10 еще больше открывают транзистор 5 до тех пор, пока тот не войдет в насыщение. Нарастающий при этом его коллекторный ток вызывает насыщение магнитопровода трансформатора 1, что приводит к изменению полярности на всех его обмотках. В результате этого напряжение обмотки 3 начинает закрывать транзистор 5 и открывает транзистор б. При этом через переход база-эмиттер транзситора б одновременно протекают токи от обмотки 3 и от первичного источника 5 питания О через пусоковй узел 10 и резистор 9, что способствует ускорению процесса открывания транзистора б и закрывания транзистора 5. для ограничения сквозного тока через 10 переходы база-эмиттер транзисторов 5и б, возникающего от рассасывания неосновных носителей в базе закрывающегося транзистора, .и для уменьшения обратного напряжения на перехо де база-эмиттер закрытого транзистора сопротивление базовой цепи разделено на три одинаковые по величине части (резисторы 7, 8 и 9). В дальнейшем процесс переключения 20 транзисторов 5 и б преобразователя периодически повторяется.В отличие от всех известных устройств в предлагаемом автогенераторе пусковой ток (через пусковой узел 10 и поочередно базовую цепь каждого из переключающих транзисторов 5 и 6) протекает в течение всего пускового процесса практически до окончательного выхода автогенератора на режим устойчивых автоколебаний. Причем по мере роста напряжения первичного питания, а следовательно, и коллекторного тока транзисторов 5 и б преобразователя, пусковой ток в устройстве не уменьшается, а нарастает. Этим обеспечиваетсянадежный запуск преобразователя независимо от скорости и времени нарастания напряжения первичного питания, изменения в широких пределах темпе ратуры окружающей среды, а также характера нагрузки.Пусковой узел 10 со временем отключается. В предлагаемом устройстве отключение пускового узла 10 проис ходит не до окончания пускового процесса, а лишь когда автогенератор выйдет (или почти выйдет) на режим устойчивых автоколебаний. Только тогда напряжения О будет достаточно 5 р (О - напряжение, выпрямленное выпряьателем 16 с обмотками 4 трансформатора 1) для пробоя стабилтрона 19. Стабилитрон 19 лавинообразно пробивается, и протекающий через него ток открывает транзистор 12, который до окончания процесса запуска автогенератора был закрыт благодаря соединению его базы с эмиттером через резистор 15 и совершенно не влиял на запуск. Транзистор 12 своим переходом коллектор-эмиттер шунтирует переход база-эмиттер транзистора 11.и закрывает его. При этом напряжение на переходе база-эмиттер транзситора 11 уменьшается, чего вполне достаточно для его надежного закрывания.Резистор 18 служит для ограничения тока через стабилитрон 19. В отличие от известных схем, конденса" тор 17. совершенно не влияет на про" цесс запуска.автогенератора и служит лишь для фильтрации напряжения, выпрямляемого выпрямителем 16 только на короткое время (порядка 0,1 - 2 мкс) переключения автогенератора, чем предотвращается периодическое включение узла 10 запуска во время работы автогенератора в режиме устойчивых автоколебаний.Формула изобретенияДвухтактный преобразователь напряжения, содержащий инверторную ячейку на силовых транзисторах, одни иэсиловых электродов которых объединены и подсоединены к первомУ входномувыводу, а другие подключены к выход-.ному трансформатору, имеющему дополнительную обмотку, через выпрямительи емкостный фильтр, связанную с эмиттер-базовым переходом пускового транзистора, база и коллектор которогочерез соответствующие резисторы подключены к второму входному выводу,а эмиттер связан с обмоткой обратнойсвязи, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения КПД и надежности в широком диапазоне измененийусловий работы, параллельно эииттербазовому переходу пускового транзис-.тора подключена силовая цепь введенного запирающего транзистора, эмиттеркоторого подсоединен к средней точке обмотки обратной связи, а управ"ляющий эмиттер-базовый переход, зашунтированный резистором, через вве"денныи стабилитрон подсоединен кемкостному фильтру.источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент СНА Р 3411108,кл. 331-113, 1967.2. Патент США Р 3516020,кл. 331-113, 1970.3. Авторское свидетельство СССР9 452900, кл. Н 02 М 1/08, 1975.4. Вересова Г.П. и Смурякова 0.Л.Стабилизированные источники питаниярадиоэлектронной аппаратуры. М970610 оставитель Т.Ершова ехред М. Контура Ко каэ 841 72 Тираж НИИПЙ Государственно .по делам Изобретени 13035, Москва, Ж,721 Подпио комитета СССРи открытийРаушская наб., д,ПП фПате или л.Проектная г.ужго Редактор Л.Пчелинск тор И.ватрушки наное