Преобразователь постоянного напряжения

(51)4 Н 02 М 7/5ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 24 ССР984.Р(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано висточниках вторичного электропитания,Цель - повышение надежности путем упрощения схемы. Преобразователь постоянного напряжения содержит полумостоФиг.1, н 02 М 7/5395) 19у 4291366,217, 363/17, 1981.ОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО вой инвертор на транзисторах 1, 2 иконденсаторах 3, 4, трансформатор 5которого имеет две дополнительныеобмотки 8,9, обеспечивающие питаниемдва независимых канала управлениятранзисторами 1, 2. В первом каналеимеется генератор 12 и блок запуска10, а во втором канале - одновибратор 15. При включении напряжениягенератор 12 вырабатывает импульсуправления транзистором 1. По окончании импульса управления генератор12 транзистор 1 запирается и происходит смена полярности напряжения наобмотках трансформатора 5. Указанноеизменение напряжения запускает одновибратор 15, который вырабатываетимпульс управления транзистором 2,равный длительности импульса генератора 12, 3 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано висточниках вторичного электропитаниясистем радиотехники, автоматики и вычислительной техники.Цель изобретения - повышение надежности путем упрощения схемы.На фиг,1 приведена функциональнаясхема преобразователя постоянного напряжения; на Фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу; нафиг.3 - пример конкретного выполненияпредлагаемого устройства .Преобразователь постоянного напряжения (фиг.1) содержит полумостовой инвертор и два гальванически развязанных канала управления. При этомполумостовой инвертор содержит транзисторы 1, 2, конденсаторы 3, 4 и р 0трансформатор 5 с первичной 6 и вторичной 7 обмотками и первой 8 и второй 9 дополнительными обмотками. Первый канал управления содержит блок 10запуска, первый выпрямитель 11, гене- )5ратор 12, первый предусилитель 13.Второй канал управления содержит второй выпрямитель 11, одновибратор 15,второй предусилитель 16,Устройство работает следующим об- З 0разом.При подаче питающего напряженияначинает работать блок 1 О запуска,,он формирует питающее напряжение, ко;торое через первый выпрямитель 11 подается на входы питания генератора 12и предусилителя 13, При этом так какток через обмотку 6 трансформатора5 не течет, напряжение на входе генератора 12 отсутствует. Схема генератора 12 построена таким образом, цтопри отсутствии на его входе высокогологического уровня он вырабатывает навыходе импульсы, Форма которых представлена на Фиг.2 а, Длительность импульсов равна Т/2, а паузамеждуними намного меньше Т, однако при,этом она должна быть больше, чем время рассасывания транзистора 1. Такимобразом, при подаче питающего напряжения на выходе генератора 12 сра.зу же или через некоторое время сформируется импульс длительностью Т/2,который усилится преусилителем 13 иоткроет транзистор 1, По первичнойобмотке 6 трансформатора 5 потецетток, появится напряжение на дополнительных обмотках 8, 9. Напряжение собмотки 8 подаемся на выпрямитель 11,который формирует питающее напряжение и отключает блок 10 запуска, напряжение с обмотки 9 подается на выпрямитель 1 ч, который вырабатывает питающее напряжение для одновибра" тора 15 и предусилителя 16. Одновременно с этим с обмотки 9 на вход одновибратора 16 подается напряжение высокого логицеского уровня. При этом на выходе одновибратора 15 устанавливается напряжение нуль,По окончании первого импульса на выходе генератора 12,транзистор 1 закроется перестанет течь ток церез обмотку 6, пропадает положительное напряжение на обмотке 7. По спаду напояжения на входе одновибратора 15 на его выходе сформируется импульс длительностью Т/2, который через предусилитель 16 откроет транзистор 2, по обмотке 6 потечет ток в другом направлении. При этом с обмотки 8 высокий логический уровень попадает на вход генератора 12. Схема генератора 12 построена таким образом, что при наличии на его входе высокого логического уровня генератор блокируется и на его выходе поддерживается напряжение нуль. По окончании импульса, сформированного одновибратором 15, транзистор 2 закроется, напряжение на обмотке 6 и на входе генератора 12 пропадает, и в этот момент на выходе генератора 12 сформируется Фронт очередного импульса. Далее работа преобразователя повторяется циклически.На фиг.2(б-е) приведены временные диаграммы работы преобразователя. Напояжения в точках а, б, г, е показаны относительно эмиттера транзистора 1, а в точках в, д - относительно эмиттера транзистора 2.На Фиг.3 представлен пример конкретного выполнения двухкратного преобразователя постоянного напряжения, При этом выпрямитель 1 Й выполнен на диодах 17, 18 и конденсаторе 19, одновибратор 2 - на интегоальной микросхеме 20, резисторе 21, конденсаторе 22 и диоде 23, предусилитель 3 - на интегральной микрогхеме 24 и резисторе 25, блок запуска 10 - на транзисторе 26, база которого подключена к входному выводу 27 через стабилитрон 28, и резисторах 29,30, выпрямитель 5 - на диодах 31, 32 и конденсаторе 33, генератор 6 - на интег29387 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 5 15 ральной микросхеме 34, резисторах 35, 36 и 37, предусилитель 7 - на интегральной микросхеме 38, Диоды 39, 40 устраняют возможность попадания на входы микросхемы отрицательного напряжения, Цепь 21, 22 задает длительность выходного импульса одновибратора, цепь 36, 41 - длительность выходного импульса генератора, цепь 32, 42 - длительность паузы на выходе генератора, цепь 35, 43 определяет состояние, в которого окажется генератор при пропадании напряжения на его входе. Блок запуска выполнен в виде линейного параметрического стабилизатора, напряжение вырабатываемое выпрямителем 5, превышает выходное напряжение блока запуска, поэто.- му, как только преобразователь начинает работать, транзистор 26 закрывается. Предусилители выполнены на аналоговых ключах 24, 38, резисторы 25 и 44 задают базовый ток силовых транзисторов 1, 2, когда ключ находится в закрытом состоянии, его выход замыкается, что обеспечивает форсированное запирание силовых транзисторов 1, 2.Таким образом, с помощью разветвления схемы управления на два гальванически. развязанных канала удалось осуществить управление полумостовым инвертором, исключив управляющий .трансформатор. Кроме того, схема построена таким образом, что каждый силовой транзистор открывается только,тогда, когда закрылся силовой транзистор другого плеча, т.е, с одной стороны, независимо от длительности времени рассасывания транзисторов 12 полностью исключается возможность возникновения сквозных токов, с другой стороны, в выходном напряжении преобразователя отсутствует пауза, которая повышает требования к выходным фильтрам преобразователя. Рабочая частота преобразователя практически не зависит от величины питающего напряжения, так как не зависят от питающего напряжения параметры одновибратора 15 и генератора 12.Преобразователь не боится короткого замыкания и перегрузки по току на выходе, так как при этом колебания преобразователя срываются. При перегрузке срыв работы канала происходит по следующим причинам. При сильном уве- . личении тока коллектора силового,транзистора 1; 2 его базовый ток не может удержать транзистор в насыще;. нии и транзистор переходит в активный режим. При этом уменьшается напряжение на первичной обмотке трансформатора 5 и, соответственно, на дополнительных обмотках, Это, в свою очередь, приводит к уменьшению базо-. вого тока силового транзистора, что влечет за собой дальнейшее уменьшение коллекторного тока и т.д. Процесс нарастает лавинообразно и приводит к закрыванию силового транзистора. Переход к закрытому состоянию протекает очень быстро и не представляет для самого транзистора никакой опасности.Таким образом, предлагаемый двухтактный. преобразователь постоянного напряжения не содержит характерного для всех управляемых полумостовых инверторов управляющего трансформатора, снижающего габаритную мощность и технологичность изготовления преобразователя и имеющего высокую стоимость, также в преобразователе полностью устранены сквозные токи, что позволяет получить высокий КПД, при этом выходной сигнал преобразователя не имеет паузы на нуле, что снижает требования к выходным фильтрам преобразователя, а также не требуется принятия специальных мер для защиты преобразователя от перегрузок по тоКу,Формула изобретения Преобразователь постоянного, напряжения, содержащий полумостовой транзисторный инвертор, вход питания которого присоединен к,входным выводам, трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к выходным выводам, а входы управления первого и второго транзисторов подключены к выходам соответственно первого и второго предусилителей, входы питания которых подсоединены к выходам соответственно первого и второго выпрямителей, первая и вторая дополнительные обмотки трансформатора, генератор с входом блокировки, одновибратор, блок запуска, о т л и ч а ю щ и й с я тем, тем, что, с целью повышения надежности путем упрощения схемы, вход первого предусилителя подключен к выходу генератора, вход блокировки которогоподключен к одному из выводов первой дополнительной обмотки трансформатора, присоединенной к входу первого выпрямителя, выход которого подключен к выходу блока запуска и к входупитания генератора, при этом вход второго предусилителя подсоединен кодному из выводов второй дополнительной обмотки, подключенной к входувторого выпрямителя, выход которого 5подсоединен к входу питания одновибра тора.Корректор 0 ав еда к аказ 7757/53 Тираж 648 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, И, Раушская наб., д. 4/5 роизводственно-издатеЛьский комбинат нПатент, г, Ужгород Гагарина, 101