Регулирующий элемент преобразователя напряжения

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Совет сникСоциалистическихРеспублик.314.57 (088,8) Опубликовано 28.02.83. Бюллетень М 8 Дата опублнковання описания 28.02.83 ев девам кзфвретенкй и вткриткй(2) Авторы изобретени Заявитель 4) РЕГУЛИРУЮШИИ ЭЛЕМЕНТ ПРЕОБРАЗОВАТЕ НАПРЯЖЕНИЯх-,тори. Изобретение относится к эпекгроте нике и может быть использовано во в чных источниках питания.Известны регулируюшие элементы преобразователей напряжения. Первый соцержиг силовой и усилительный транзисторы, пва трансформатора тока, каждый из которых снабжен входной и выходной обмотками, причем входная обмЬтка первого токового трансформатора включена в коллекторную цепь силового транзистора, а выхопная обмотка второго токового трансформатора поцсоецинена к его эмигтерному перехоцу, и диоды 1 .Рассасывание и выключение силового транзистора в данном регулирующем элементе преобразователя напряжения происходит при токе, равном току намагничивания выходной обмотки второго токового трансформатора. Величина этого тока 2 намного меньше тока, поцперживаюшего силовой транзистор в насышенном состоянии, что привоцит к появлению значительной задержки на выключение и падению 2Д, ограничивая максимальную частоботы преобразователя. Кроме того,после выключения силового транзистора к его эмиттерному переходу прикладывает ся обратное напряжение, величина которого может превышать предельно допустимое значение, что снижает нацежность устрой ства.Наиболее близок к предлагаемому. регулирующий элемент преобразователя напряжения, соцержаший силовой транзис тор, силовые электроды которого последовательно соецинены с выходной обмоткой первого токового трансформатора и поцключены между первым вхоцным вывоцом и первым вывоцом первичной обмотки силового трансформатора, второй вывоц которой попключен ко второму вхоцному вывопу транзистора управления эмиттеры которых подключены к первой клемме вспомогательного источника, снабженного первым и вторым выводами, к первому выводу которого поцключены эмитгеры цвухуправляюших транзисторов3эмиггэрные перехоцы которых соединенъ 1с управляющим напряжением, а такжецва блока ограничения гока 2 .Недостагок известного устройствазаключается в наличии потерь на выклю.чение и большом времени рассасываниясилового транзистора, что приводит кнеобходимости увеличения мощности источника цополнигельиого напряжения исущественному увеличению потерь в 16блоке ограничения тока, т.е. ведет к падению КПД и увеличению массы и объемаустройсгва. Таким образом, в указаннойсхеме невозможно одновременное повышение КПД и уменьшение времени рассасывания, а следоыгельно, и повъпцениечдсгбты работы преобразовагелл напряжения,Бель изобретения - увеличение КПДпутсм уменьшения времени включения 2 Отранзисторов регулирующего элементапреобразователя напряжения.Поставленная цель цосгигаегся тем,что в регулирующий элемент преобразователя напряжения введены второй токовый 25трансформатор, снабженный базовой, пусковой и размагничиваюшей обмотками,а гакже обмоткой обрагной связи, размагнйчнвающий источник и три диода причемперви,й токовый трансформатор снабженразмагнйчиваюшей обмоткойколлекторпервого транзисгора управления подключенчерез первый диоц к крайнему выводунасышаю 1 цеи обмотки первого токовоготрансформагора, а через послецовательносоециненные вгорой диод, пусковую обмот 35ку второго токового трансформатора ипервый блок ограничения гока - ко второй .клемме длл поцключения вспомогательного источника напряжения, коллектор40второго транзистора управления черезтретий диод подсоецинен к крайнему выводу запирающей обмогки первого токового трансформагора, а общая точка насыщающей и запирающей обмОток через45обмотку обрагной связи вгорого токовоготрансформатора поцключена к эмитгерамтранзисторов управления, эмитгерныйпереход силового транзистора подсоединенк базовой обмотке второго токового трансформатора, а размагничивающие обмотки5 Опервого и вгорого токовых трансформагоровчерез второй блок ограничения тока связаны с размагничиваюшим источником. В качестве размагничивающего источника может использовагься цополнительная обмогка силового трансформатора преобразователя напряжения. Последовагельно или параллельно включенные размагничивающие обмотки первого и вгорого токовых трансформатороводним выводом могут быть подключенык коллектору второго транзистора управления, а другим выводом через последовательно соециненные вгорой блок токовогоограничения и размагничиваюший источник - к эмитгерам транзисторов управления,Первые выводы размагничивающих обмоток первого и вгорого токовых трансформагоров поцключены к коллекторувторого транзисгора управления, а ихвторые выводы через послецовагельновключенные вгорой блок ограничения токаи размагничиваюший источник - к первомувыводу цля подключения вспомогательного источника,На фиг, 1 приведена принципиальнаясхема регулирующего элемента преобразователя напряжения с последовательнымвключением размагничивающих обмотоктоковых трансформагоров; на фиг. 2то же, с параллельным включением размаг.ничиваюших обмоток токовых трансформаторов,Усгройсгво содержит силовой транзистор 1, последовательно соединенныеколлекторный и эмитгерный вывопы когорого и вхоцная обмогка 2 первого токового трансформагора 3 подключены межпупервой входной клеммой 4 и первйм выводом первичной обмогки 5 силовоготрансформатора 6 преобразователя напряжения, вгорой вывод когорой подключенко второй вхоцной клемме 7, цва транзистора 8 и 9 управления, эмитгеры когорых подключены к первому выводу дляподключения в"помогательного источника10 напряжения, а их эмиттерные переходы - к выводам 11 и 12 для подключениясигнала управления. Первый токовыйтрансформагор 3 снабжен насыщающей13 и запираюшей 14 обмогками, послецовательно соединенными между собой.Коллектор первого транзистора 8 управления поцключен через первый циоц 15ко вгорому вывоцу насыщающей обмотки13 первого токового трансформатора3, а через послецовагельно соединенныевторой циод 16, пусковую обмогку 17второго токового трансформагора 18 ипервый блок 19 ограничения тока - квторой клемме 20 цля подключения вспомогательного напряжения, Коллекгор второго транзистора 9 управления черезтретий диоц 21 подсоединен к крайнемувывоцу запираюшей обмотки 14 первогоЗО 5 10013токового трансформагора 3, крайний вы-воц которой через обмотку обрагной связи 22 второго токового грансформагора18 поцключен к эмиттерам транзисторов8 и 9 управления. Эмиггерный перехоцсилового транзистора 1 поцсоецинен кбазовой обмотке 23 второго токовоготрансформатора 18, а размагничивающиеобмотки 24 и 25 первого 3 и второго18 токовых трансформаторов через второй 10блок ограничения тока 26 связаны с размагничимюшим источником, в качествекогорого может использоваться цопо.ьчптельная обмогка 27 силового трансформатора 6 преобразователя напряжения. 15Размагничивающие обмотки 24 и 25могут быть включены как послецовагельно так и параллельно,Регулирующий элемент преобразователянапряжения работает слецующим образом. 20Прн отсутствии на клеммах 11 и 12напряжения силовой транзистор 1 регулирующего элемента заперт вне зависимости от наличия на вхоцных выводах 4 и7 напряжения питания, так как его эмит- д 5терный перехоц закорочен малым активнымсопротивлением базовой обмотки второготокового трансформатора 18, Включениесилового транзистора 1 регулирующегоэлемента преобр зователя напряженияосушесгвляегся после насыщения управляющим сигналом первого транзисторауправления 8, При этом напряжение вспомогательного источника, поцключенногок клеммам 10 и 20 через насьпценныйтранзистор 8 управления, вгорой циоц 1635и первый блок 19 ограничения тока, приклацываегся к пусковой обмотке 17 второготокового трансформатора 18, что вызывает приоткрывание силового транзистора401. Коллекторный ток силового транзистора1, протекая по вхоцной обмотке 2 первоготокового трансформатора 3, вызываетпротекание тока по цепи; насыщающаяобмотка 13 первого токового трансформагора 3 - обмотка обратной связи 2245второго токового трансформатора 18 -насыщенный транзистор 8 управления -первый циоц 15, тем самым увеличиваябазовый ток силового транзистора 1 испособствуя его гарантированному насыщению,НаСыщенное состояние силового транзистора 1 поццеркивается цо смены полярности управляющего напряжения, вызываю 55 щей запирание транзистора 8 управления и насьпцение транзистора 9 управления.При этом ток вхоцной обмотки 2 первого токового трансформатора 3 начннаег про 926.текать по цепи: запирающая обмотка 14 первого токового трансформатора 3- обмотка 22 обратной связи второго токо вого трансформатора 18 - насыщенный транзистор 9 управления - третий циоц 21, Направление протекания тока в обмотке 22 обратной связи второго токового трансформатора 18 меняет знак, слецомтельно, меняет знак и ток, протекающий в его базовой обмотке 23, когорый, скдацываясь с током намагничивания, обеспечи вает форсиромнное рассасывание и эапирание силового транзистора 1. Значения насышаюшего и рассасывающего токов силового транзистора опрецеляются только соотношением витков вхоцной 2, насй щающей 13 и запирающей 14 обмоток первого токового трансформатора 3 и об мотки 22 обратной связи второго токового трансформатора 18.После окончания процесса рассасывания и запирания силового транзист ра 1 обратное перемагничивание сердечников 3первого 3 и второго 18 токовых трансформаторов обеспечивается напряжением размагннчиваюшего источника, который поцключаегся к размагничиваюшим обмоткам 24 и 25 первого 3 и второго 18 токовых трансформаторов через второй блок 26 ограничения тока и насыщенный транзистор 9 управления. В качестве размагничивающего источника, например, может использоваться цополнительная обмотка 27 силового трансформатора 6. преобразователя напряжения, а сами размагничивающие обмотки 24 и 25 токовых трансформаторов 3 и 18 могут поцключаться к этой обмотке через второй блок 26 ограничения тока либо послецовательно, либо параллельно. Таким образом ввецение в регулирующий элемент преобразователя напряжения второго токового трансформатора, размагничивающего источника и цополнигельных циоцов, а также ввецение в первый токовый трансформатор размагничиваюшей обмотки позволяет значигельно сокрагигь мощность цополнительного источника и время рассасывания силовоготранзистора, а также уменьшить потерина его выключение, что обуславливаегувеличение КПД, повышение рабочей частоты регулирующего элемента преобразователя напряжения, а слецовательно, улучшение уцельных массо-объемных показателей преобразователей напряжения, выполненных с использованием прецлагаемогорегулирующего элемен га,Регулирующий элемент преобразователя напряжения, соцержащий силовой тран зистор, силовые электроцы которого пос лецовательно соединены с вхоаной обмот кой первого токового трансформатора и поцключены между первым входным вывоцом и первым вывоцом первичной обмот ки силового трансформатора, второй вы воц которой поцключен ко второму вхоц ному выводу, вспомогательный источник, снабженный первым и вторым Ьывоцами, к первому вывоцу которого поцключены эмиттеры двух транзисторов управления, 13 эмиттерные переходы которых соецинены с управляющим напряжением, причем пер. вый токовый трансформатор снабжен насыщающей и запирающей обмотками, сое циненными межцу собой последовательно, а также цва блока ограничения тока, отличающийсятем, что, с целью увеличения КПД путем уменьшения вреМени выключения транзисторов, введены второй токовый трансформагор, снабженный 2 ю базовой, пусковой и размагничивающей об мотками, а также обмоткой обратной связи, размагничиваюший источник и три циоца, причем первый токовый трансформатор снабжен размагничивающей обмоткой, коллектор первого транзистора управ ления поцключен через. первый циоц к крайнему вывоцу насыщающей обмотки первого токового трансформатора, а череэ послецовательно соединенные второй35 циоц, пусковую обмотку второго токового трансформатора и первый блок ограни, чения тока - ко второй Клемме цля поцключения вспомогательного источника напряжения, коллектор второго транзистора управления через третий циоц поцсоецинен к крайнему выводу запирающей обмотки первого токового трансформатора, а общая точка насышаюацей и запирающей 02 8бмоток через обмотку обратной связи второго токового трансформатора поцключена к эмиттерам транзисторов управ пения, эмиттерный перехоц силового транзисгора поцсоецинен к базовой обмотке второго токового трансформатора, а размагничивающие обмотки первого и второ го токовых трансформаторов через второй блок ограничения тока связаны с размагничиваюшим источником.2. Регулирующий элемент по п. 1, . о т л и ч а ю ш и й с я тем, что в качестве размагиичиваюшего источника используется цополнительная обмотка силового трансформатора преобразователя напряжения.3. Регулирующий элемент по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что послецовагедьно включенные размагничивающие обмотки первого и вгорого токовых трансформа торов оцним вывоцом поцсоецине. ны к коллектору второго транзистора управления, а цругим вывоцом через послецовательно включенные вгорой блок ограничения тока и раэмагничиваюший источник - к первому вывоцу цля поцключения вспомогательного напряжения.4, Регулирующий элемент по и. 1, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что первые вывоцы размагничивающих обмоток первого и второго токовых трансформаторов подключены к коллектору второго транзистора управления, а их вторые вывоцы через послецовательно включенные второй блок ограничения тока и размагничивающий источник - к первому вывоцу цля поцключения вспомогательного источника. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свицетельство СССРИПИ. За ка илиал ППП "Патент О Тираж 685Подписное ороп, ул, Проектная, 4