Полумостовой преобразователь постоянного напряжения

(54) ПОЛУМОСТО ПОСТОЯННОГО Н (57) Изобретен технике. Цель выходного напр путем, ликвидац рез транзистор ОБРАЗОВАТЕ ВОЙ ПРАПРЯЖЕНИЯие отн сится к элект ение качества жения и надежност н "сквозных токовУстройство выпол чеОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС но на двух транзисторах по полумостовой схеме. В преобразователе осуществлено форсированное запирание одного из транзисторов, управляемогоот обмотки положительной обратнойсвязи и первого синхронизирующеготранзистора. Последний, открываясь,не дает открытия силовому транзистору, тем самым осуществляя фиксированную задержку отпирания после запирания второго силового транзистора.Необходимая величина задержки соответствует величине импульса, формируемого в блоке управления. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использованодля построения источников электропитания.5Цель изобретения - улучшение качества выходного напряжения и повыше ние надежности путем ликвидации"сквозных токов" через транзисторы.На фиг. 1 приведена Функциональная 10схема.полумостового преобразователянапряжения; на Аиг, 2 - диаграммынапряжений элементов устройства.Устройство содержит узел 1 управления, первый 2 и второй 3 транзисторы, трансАорматор 4 с первичной обмоткой 5, вторичной обмоткой 6, обмоткой 7 положительной обратной связи, конденсаторный делитель напряжения на конденсаторах 8 и 9 резистор 2010, диод 11, Аорсирующую КС-цепь 12,первый синхронизирующий транзистор13, дополнительный первый 14 и второй15 резисторы делителя напряжения ивторой синхронизирующий транзистор 1625Генератор 17 импульсов узлауправления связан через интегрирующуюКС-цепь 18 с К-входом первого 0-триггера 19 и с его С-входом непосредственно. 30Инверсный выход первого 0-триггера19 подключен к С-входу второго З-триг;гера 20, а прямой выход - к первомувходу первого инвертора 21 и одновременно к входу второго инвертора22, выход которого образует дополнительный выход узла 1 управления. Ки 8-входы второго Р-триггера 20 подключены к общей точке схемы, аЭ-вход - к его инверсному выходу и к40второму входу первого инвертора 21.Выход инвертора 21 через ФорсирующуюКС-цепь 23 образует . выход узла 1 управления.Узел 1 управления предназначендля формирования на его выходе управляющих однополярных импульсов напряжения вторым транзистором 3, а также для формирования на дополнительном выходе однополярных импульсов напряжения, синхронизирующих работупервого транзистора 2 путем его запирания в момент пауз на нуле, отпиранием синхронизирующих транзисторов13 и 1 б. Этим исключается одновременное открытое состояние первого 2и второго 3 транзисторов. Обмотка 7 положительной обратной связи - трансформатора 4 с ограничительным резнстором 10 служит источником питаниядля управления первым транзистором 2.Диод 11 предназначен для защиты пер-.вого транзистора 2 от обратного напряжения. Форсирующая КС-цепь 12предназначена для Аормированного запирания первого транзистора 2 припоступлении на базу транзистора 13синхронизирующего однополярного импульса напряжения с дополнительноговыхода 1 управления.На Фиг, 2 изображено:- напряжение на выходе генератора 17;Ц - напряжение на выходе КС-цепи 18;Цз - напряжение на инверсном выходе первого триггера 19;Б - напряжение на прямом выходепервого триггера 19;- напряжение на инверсном выходе второго триггера 20,Б - напряжение на выходе первогоинвертора 21;Б, - напряжение на выходе второгоинвертора 22;Б - напряжение на выходной обмотке 6 трансформатора 4;- длительность Аиксированнойзадержки управляющего импульса, исключающая одновременное открытое состояние транзисторов 2 и 3.Преобразователь работает следующимобразом.Управление первым 2 и вторым 3транзисторами осуществляется узлом1 управления. Узел управления Формирует управляющие импульсы напряжения следующим образом.Импульсы напряжения, сАормированные генератором 17 импульсов, (Б )подаются на С-вход Р-триггера 19.Он срабатывает по возрастающему фронту импульСов напряжения генератора17 и на его инверсном выходе устанавливается логическая единица, а напрямом выходе - логический ноль 013и П), Одновременно импульсы напряжения с выхода генератора 17 подаются на вход интегрирующей КС-цепи 18,Через промежуток времени 7, определяемый параметрами КС-цепи 18;на П-входе Р-триггера 19, устанавливаетсялогическая единица н Р-триггер 19восстанавливает свое прежнее состояние (Пз и Ц ) . Длительность импульсов напряжениявыбирается израсчета времени рассасывания неоснов 1394379ных носителей в области базы первого 2 и второго 3 транзисторов, при котором возможно одновременно открытое их состояние, т.е. протеканиесквозного токаИмпульсы напряжения с инверсного выхода Л-триггера 19 подаются на С-вход триггера 20, который включен по схеме счетного триггера. На выхо" де В-триггера 20 Формируются одно- полярные импульсы напряжения, следующие через промежутки времени, равные длительности импульсов напряжения5)15Импульсы напряжения с прямого выхода первого 0-триггера 19 подаются через второй инвертор 22 на дополнительный выход узла 1 управления с длительностью 3(Б,) в моменты времени, совпадающие с передним Фронтом выходных импульсов напряжения генератора 17.Одновременно импульсы напряжения с прямого выхода первого Э-триггера 19 подаются на первый вход, а с инверсного выхода второго 0-триггера 20 на второй вход первого инвертора 2 1, с выхода которого через форсирующую КС-цепь 23 они поступают через выход узла 1 управления на базу транзистора 3 В) . Импульсы этого выхода имеют Фиксированную задержку на нуле от начала импульса на длительность 7 (Фиг.2).При подаче управляющего импульса напряжения с выхода узла 1 управления Ю) на вход второго транзистора 3 последний открывается. При этом конденсатор 9 через первичную обмотку 5 трансформатора 4 и открытый тран 40 зистор 3 разряжается, формируя положительный полупериод напряжения на выходной обмотке 6 трансформатора 4 Ж, - ). В промежуток времени45(У) на обмотке 7 трансформатора 4 наводится напряжение, запирающее первый транзистор 2.В момент окончания управляющего импульса (момент С, Б) транзистор 3 закрывается и напряжение на обмот 50 ках трансформатора 4 меняет свою полярность. Одновременно в момент с дополнительного выхода узла 1 управления поступает импульс напряжения, открывающий второй синхронизирующий транзистор 16, вызывая открывание первого синхронизирующего транзистора 13, который способствует удержанию в закрытом состоянии первого транзистора 2, шунтируя базаэмиттерный переход первого транзистора 2 через открытый первый синхрониэирующий транзистор 13 на время рассасывания неосновных носителей в области базы второго транзистора 3.По окончании подачи импульса напряжения с дополнительного выхода уз-.ла 1 управления в момент времени Соткрывается транзистор 2 напряжениемот обмоткиположительной обратнойсвязи трансформатора 4. При этом конденсатор форсирующей КС-цепи 12 зарйжается в полярности, соответствующейпротеканию тока управления, В этовремя формируется отрицательный полупериод напряжения на выходной обмотке 6 трансформатора 4 - конденсатор8 разряжается через открытый транзистор 2 и первичную обмотку 5 трансФорматора 4 (У, е -с).В момент времени С с дополнительного выхода узла 1 управления приходит импульс напряжения (Б.,) на входвторого синхронизирующего транзистора 16. Синхрониэирующие транзисторы16 и 13 открываются и через открытыйпервый синхронизирующий транзистор13 к управляющему база-эмиттерномупереходу первого транзистора 2 прикладывается запрещающее напряжение,т.е. транзистор 2 Форсированно запирается напряжением конденсатора Форсирующей КС-цепи 12, Первый транзистор 2 закрывается на длительность- длительность управляющего импульса с дополнительного выхода узла 1управления и поступления управляющего импульса с выхода узла 1 управления, второй транзистор 3 (0, момент) Формирует положительный полупе 5риод напряжения на выходной обмотке6 трансформатора 4 и в дальнейшемвесь цикл работы повторяется,Таким образом, эффективность изобретения состоит в том, что обеспечивается симметричная работа плеч полумостового преобразователя с Фиксированной задержкой 1 на нуле, обеспечивающей устранение сквозных токовтем самым повышается КПД при однополярном бестрансформаторном Управлении преобразователя,Формула изобретения1. Полумостовой преобразователь постоянного напряжения, содержащийузел управления, выполненный по схеме широтно-импульсного модулятора,первый и второй транзисторы, включенные по полумостовой схеме между входным выводом и общей точкой, трансформатор, первичная обмотка которого первым выводом подключена к точке соединения транзисторов между собой, а вторым выводом подключена к выходу 10 конденсаторного делителя напряжения, включенного параллельно полумосту транзисторов, вторичная обмотка трансформатора соединена с выходными выводами, а обмотка положительной обратной связи одним выводом подключена к одному выводу резистора, а другим выводом подключена к первому выводу первичной обмотки трансформатора, при этом база-эмиттерный переход первого транзистора шунтирован встречно включенным диодом, а выход узла управления соединен с базой второго транзистора, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью улучше ния качества выходного напряжения и повышения надежности путем ликвидации сквозных токов через транзисторы, вход первого транзистора зашунтирован силовой цепью первого введенного синхронизирующего транзистора, базаэмиттерный переход которого, зашунтированный первым резистором введенного делителя напряжения, подсоединен к базовой цепи первого транзистора через введенную форсирующую КС-цепь и к второму выводу упомянутого резистора, при этом база первого синхронизирующего транзистора через второй резистор делителя напряжения и силовую цепь второго введенногосинхронизирующего транзистора соединена с входным выводом, соединеннымс силовым электродом второго транзистора, а база второго синхронизирующего транзистора подсоединена к дополнительному входу узла управления,выполненному обеспечивающим формирование на своем дополнительном выходеотпирающего второй синхронизирующийтранзистор импульса заданной длительности в момент окончания формирования отпирающего первый транзистор им-пульса. 2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что узел управления выполнен в виде генератора импульсов, выход которого подключен к С-входу непосредственно и через интегрирующую КС-цепь к К-входу первого В-триггера, инверсный выход которого подключен к С-входу второго В-триггера, а прямой выход - к первому входу первого инвертора и входу второго инвертора, выход которого образует дополнительный выход узла управления, при этом 0-вход П-триггера и его инверсный выход подключены к второму входу первого инвертора, выход которого через форсирующую КС-цепь подключен к выходу узла управления.394379 жеысхем Составитель М.Ершоваедактор В.Бугренкова Техред Л.Сердюкова орректор С, Черни жгород, ул. Проектная риятие Заказ 2233/53 Тираж 665 ВНИИПИ Государственно по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Разводственно-полиграфическое Подписнокомитета СССРи открытийская наб., д. 4/5