Преобразователь постоянного напряжения с переключением при нулевом значении тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХССг ЦИАЛ е 1 СТИЧ Е С К ИХРЕСПУБЛИКОп БСАг -1 И Е И ЗОБ РЕТЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ии инсти СССР1989,Р 88 Я 8 3-2 983 54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРВ)ХЕгЕГ С ПЕ РЕК НУЛЕОЙАНг 1,1 Т О ПО С 1 О 1 чНОЧЕ) гг.1 Е 1К,4 ему 4 госулюстлень и ког".1 тетпо г 1 ээг 1 Рете 1-гиям и откРытияг 4пРи Гкггт сссР 21) 48 18935/07(57) Иэобре 1 ение относится к злектроте: ггике и может бы гь испольэопг но при проектировании источников вторичного электропитания радиоэлектронной апггаратуры, Цель иэг бретения - повышение надекпгости путе л о-пимизации цег и форсг 1 рованного заггирания силоього трачзисторэ, В преобразователь введены конденсатор г 0 и допол гительная обмо гка 11 с .лового трансформатора Э, благодаря когорым обоспе,:;вастся фсрсиро янное эапирание силояого транзистора 1 по окончании каждой полволны тока, Прп этом последовательно с дополнительной обмо-кой 11 силового трансформатора 3 моькет быть включен дроссель 12, и/или встречно-паоалгельно база-эмиттерному перекоду силозого транзистора 1 может быть гклгочен тртий диод 13, 2 з.п. ф-лы, 4 ил.ИЗО)Г. 01:с О)ЦСС 1)СЭуЕКТРОТГХ 21- 11 с) ХЕ бСГолсс с) "О Ля ИС)осНИ . 1)В ТОРс 1 НО;О 02 ЕКТ)ОП".ГО ИЯ РаэЛИЧНОЙ РДД 10 ЗГГ) Кт)ОН 01 лц) г;, У . РЫИЗВЕС) ЕН Г),-1 ОТДКТ Н) с) )ЕГР)ЗОВД ГЕЛЬ ПО" ГСЯ. 20 ДГЯс)Р .; 1 ЕРОКЛосСИГЛ 1 црИ НулвМ ЗсЯЧЕН) ТОК: СодврждщИЙ ГОДКЛЮЧЕНЫЕ К 6 ХОДг) С)сэ сС)од: Л 1 ПОСЛЕДО- вдтельно соедцгеннь)е с:; Ой транзистор и перли:,мунэ Об;лотку Г,.слозс)ГГ) трд;сформаторд, ВтсрИ ас ОбМОТКд КотОЮГО ЧЕРЕЗ уЭЕЛ фцрМ.рО д 1 ИЛ -Ы ХсЭГ):.)ГО Н.цря)КЕНИЛ, обсспечи)дО.и)1 тдкке .".)цульсы тока в ;рВ,Ч,Й ОГ,;,;. - ;КЕ В с)1 П.),;,С,Нусппд, Г)ОДКЛК)ЧЭ К ВЬХОД:, с:1-)ВОДМ, И УЗЕЛ уцраВЛЕНя, СО 2,:)НЕЬ 1) В СХОДОМ С базой Сиво)О 0 Г )З)З 2 тО;.В дд о Г)еобсразевателе с перекл оченце Пр 1 нло о; значении тока отсутствуя)т Г;с)и, 01)Г)спечивдощие форсированно зап)ранив силового транзистора после Окон,.-Гия 11,)Пьсд тока, ЭТО мон.ет пр-.ести к повторналу рдзвлтию тока через слово;1 трднзитор, насыщению силового тр,:нс )орматора и выходу иэ ст роя, что знд ит=л ьно сни кает надежность устройств,.).Известен кГ)Очевой преоб)аэователь дпря)кения, содорна),Й силовой трднзлстор, узел управ)ления и в.ць форсированного зап рдн 1 Г сил=во о тра;зистора, содержа;,ук) дс)полни) сльную обмотку трд.с)орл;дторд узла упра:Пения, конденса)ор и диОд, удтодо," соедИенныЙ с коллектором с 12 Овога трднзис-с рэ, а анодом - через последовательно соединенные дополнительну:О облотку ) рднс ормэтора узла упранленя и конденсатор с базой силовОГО трднзоторд и Ррсым выводом резисторз, 1 Торо,1 вьи.од ко) срого соединен с анодом диода.Б этом преобрдэо"дтеле форсированное здгирдние с)тлового )рднэистора осуцЕСТВЛЛЕТСя За С Ет ЭнврГ)с. ПотрЕбЛяЕМОЙ От Уэлд Уп)д)леИЯ и 1 акс)пс)11 ваемОЙ кон- ДЕНСДтОРМ, 1 РИ Эта,1 ДРЯД КОН.ЕНСДОРа ПроИСХОД 1 Г сЕрдэ рЕЭИСТОр, Гд 1 ОЕ ОбСтОятельс) во привод 1) к потер;м 1 я резисторе И 1 ОВЫв".й)О 1 С 0 Гход 110 Й сО.ЦНОСТИ ИСТОЧНихс ПИДН 11 Уэлс, УПГ)ЯГСЛЕНЯ ЧТО ГРИВОДИТ к сижен 10 ндд.-.ности )рГ 01)рдэовдтеля В целом.Н д и бол ее би э к и и к 1 Г) едлдгдемом утЕХНИЧЕСКЭЛу рГ 1,с)НИК) яВ) ССя ОдНОтаКтН 11 ЦЕОГ 1);)ЗС)ТГ.ЛЬ ";)СГ 1 нссГО НЗПРЯ- жея, сс;,е)Н.э.,111 слодг;Й транзистор, с) К У) с) сс Е Н1 Й П Г) С ") ,ф ф ) сс Д ТI) Ь с ) С П) ) Яс 1 0 11 Ч 101 КОЙ Ссс)РОГО Т;)ДвесссГсссЭ)".РсЗ, ОТО.р;снд: ПАЛ;ТКЯ Кс.Тор ГР Е",С 3 УЗЕЛ 4)0 ЛИ.ОВ с Г,",ОД).0 д с" 2+С В С ")РЕНс)30 35 первичнуо обмотку силового трдссфорлд 50 тора и имеет меньшуо аплитуду (тдк кдк 55 5 10 с вьХод 2 ыли выводами, уз.л уц)дв)Г:1:,сОГд:"НГ)11 выходГ)ь с бдзосил 2 Г) 0 т)ГЗИСТОРД, ВКПБ)ЕУс ) ВСР "ЧС ЦалаЛЕГ),нс)0 ) З с) К 0 Л Л с,: Т 0 с)П1 У П С Э С к :) Д У С И 1 0 В 0 Г Г)ТРЯ)3 СОРД ".ОГ ); ",)ВЭТЕЛ,1,)Г 2)Ч., ЗПОР "010 И Г) ГРО 0 ),.)ДО С Ц,)".: 1 уЗЕЛ фОРМСРОК )ИЯ В с ХОДНГ О НЗГ ЯНГИ Я СОДЕРМ 11 ТСОЕДИНЕЦНЫС спСЛс.ДОВЯГЕЛЬ 0 С ОГО;)ИЧНОЙОБМО) КС)й СИЛОВОГО ТРДсф 0 с ОРс) Д)Г)Ссель, 1)ь ц,)Г иОльньй диод, токову 0 обм)т кутрансформатора тока и конден.а)ор, а дк. же )1 С ;)игьтр, входом подключецый параллельно цоследс )Ятелыо соедиецым КОНГ)НСГТОру И ТОКС Г;Ой ОбМОТКЕ Трцсс)Орма)ярд тока, д выходом соедиецого с вы ход)ыми вьводал 1, при это. выходная Обл 0)д ран форМдтордтокд, п;рдллельно которои под;лочен )Гзистор, соединена параллельно с первым дисдом, соединеннымс базой силового транзистора,В из вест Ом усройс т се и р: н)п иял ь- НО НЕОбХОДИМ трдНСфсрМдтОр ТОКа, сгрЕЗ токо "уо обмотку которо о протсудют зндчительные токи, а также существ)лу)т по)ери МОЩНОСТИ НД РЕЗИС ГОРЕ. Ч О СНИ)КДЕГ ЕГО нддежносгь. Кроме того, в известном решении нддежное закрыле силового транзистора обеспечивается не во всех режилдх работы, Так, при цезачителыой нагрузке и низкоЙ частоте повторения управляощих импульсов возможен режим, при котор)м в момент, когда силовой транзистор дол кен начать выключаться (Г)осле окончания з;)ряда конденсатора эа счет энергии, переддваемой силовым трансформаторм), продолжает прс)текдть ток нд заряд конденсатора чарез дроссель выходногс) С-филтрд (в обратнол 1 направлении). Этот об)рдт 2 ый ток возникает, когда паузд между цоследо- ВДТЕЛЬМИ УПРЯВГс)0 Ц 1 ЛИ 11 МГ 1 УЛ СДИ 1 превышает длителыость Г)олуг)ериодд );обственных колебаний контура, образовдного последовдтальным соединенсм конденсатора с Дросселем С-филь грд. Иэ-зд этого здц;.рдющее ндцряжение, цри л;дывдемое к ксллекторнсму переходу сило Ого транзистора, формируется с зддер ккой относительно окончания импульса )окд чсрез ток через дроссель С-фильтрд цо 1 дцрдвле НИК) К НДГРУЭКЕ НДЧИсЕТ ПЛ)ВНО Нс)Р СтсЗ) Ь с Отрицательного энзчения - в ОГЛЧИ , О) рехкимд максимдльной нагрузки, когда )ок Чорс)з дрОССЕЛЬ С-фИЛ,Тра МГ) К 0 дцпрцКСИМИРС.)ДТЬ ППСТОЧННЫЛ ТО ОЛ 1, Е 1 НЧ;:ИЛ 1 СВОСЙ ВС).1 НЫ И НДЦ)с) ВСЧ 3,)ФЛ й 1; узы. Это Обстолтельс) во О 2)вс ли к увс.л 1- Ч Е Н 11 Ю 8 Р Е 1 1 Е Н И 3 ) К Рс;с С ) 1 ) В 0 Г 010 15 2030 35 45 50 гс,т 1 дц зс Ора и, сс.Гвательцо, к сг 44 же,О нд;,".эсти и,е.: тно.о рс.рдзоГатзля,Ц ль и;,обэетоця - поз.,с:.Ие надожгО",4 И ПрЕГг)р 5 ЗЭЧ 1.РЧ ПОСТОЯОГО НсггрЧ" жения с пгерскл;оч; ни м пр нулевом зн;внии тока Ггуеч Опииэдции цпи фе,.РОВДЭО ЗдпОЭКГ 1 Я СГОЬОГО ТР 4- ЗЦС ГО 1 Д.,Г." С;З.Л 4 Н:Я ЦЕгьдОСигзетСЯ тЕм, чтО в прддбрг,".Оедел постОЯнного ндпрях:с ния с перехлю 4 е 4":гл Ггр; нулевогл значении ТОКа, СЗДЕ)жЭЦ 141 СИЛСЗОй ТЗДНЗИСТОР ВКЛЭГННЫЙ ПО" ЛЕДОДТЕЛЬ 4 О С ПЕРВИНой обмоя ко., силового трднсфор.дтора, втор.1 чгдя Оомоткд о орзГО через узел фо "ми ровдИ 1 выходного напр-жения соедигена С ВЬХО",4 Ьглг В.:КддМИ, уэ"Л уцрдВЛСНИЯ, соег 1 цен 4 ЫЙ ь.,ходогл с базой силового тРДНЗИСтОРа и Гк 4 ОЧЕЧНУ 1 О ВСТРЕЧНО-ПаРаЛ- лельно Саза - коллекторному переходу силового транзистора последовательную цегОчку иэ первого и второго диодов, введены конденсатор и 5опалн 1 Гег дЯ Обг 10 ткд сЯо ого р 4 нс 4 глато 1 га, перь,и вывод котср," под;лОчей к аноду ГОсгдовательНОй ТЕПОЧКОЙ Иэ ЦЕРЬОГО И ВТС РсГО ДИОДОВ, точка соединения которых через кондсг 4 сатор соединена с вторым выводом допол 14 ительно 1 Обготки сидо=ого трд:с 1,орг",аторд.При этом последедательно с дополнительной обмотл - .й силового трансформатора гОжет быть вклгочен дросселль и (иг 1) встреч 4 о-параи ель о база - эмиттернолу переходу силового 1 ранзистора может бьгть включен треть диод.На фиг. 1 припедена функцональная схема преобрдзц,;дтеля постоянного напряже 4 ия с переключением при нулевом значении тока; на фи . 2 - то же, с дополгительным дросселем; на фиг. 3 - то же, с допалнительнь;гл третьим диодом; на фГ, 4 - ВрЕглог 44 ЛЕ дидГрдгл;.1 Ь, ПОяСНяеще работу преоб 1, зсэателя.1 реОдэдэоаель 1"ЛГ. 1) содержит силовой трднзистср 1, включелНый последовательно с перв 1 ой Обглбткой 2 силосого трднсфорлдт. ра, втер гая обмотка 4 которого через узел 5 форм.ро 14 дня выходного нэпряжения соедкнена с выходны;и вьгводдмл, узел С управления, соединенный выхсдом с базой силового транзистора 1, включ; нную встрс НО-параллельно база - Оллектороглу персхеду силового транзистор,: 1 последовд Г .льную ецо г у 7 из п.рвогои второго 9 -.1 ц,",ов конденсатор 10 и дополните .о об .отлу 11 силового 1 рас 1 ор зтор". 3, Гервь 4 выОд которой ОДллгачЕ 4 л Д:.;У ПОСЛЕДОРДТЕЛЬНОЙ Ц Г 10 ки1 з пергоГО 8 и второГО 9 диоов, точка сод 1404птооых че)Оз г ондеГдтор 10 соединена с сторьгл .ода;1 доцол нтельой обгОтк 1 11 трдгсфорг;дорэ 3, г;рогле того, (фиг. 2) цоследовзтельо с гопалигольной обмоткой 11 силового трднс- форма 1 Г рд 3 может бы 1 ь включен дссель 12 и (ил) встречно параллельо (1,Г, 3) база - эмиттерному переходу силового тра 4 зисторд 1 може быть вклю е реги 4 диод 13.Узел 5 формировзИя выходного нацряжения мохОт быть г.Полг 4 ен цо однсй иэ иэвестн х схем, обеспечиваюцих ил;цульсы 1 ока в первичной обмотке в виде полусинусоид. Узел 6 угрдвленил л 1 ожет быть выполнен по одной из известгых схем и обеспечивает на выходе. гдпр 1 глср, управляющие импульсь; постоянной длительности со скважностью не менее 2 или щлпульсы длительностью, определяемой длительгОстьо полуволны токд, проходящей через первичную облотку с 1 лового трансформатора,Преобразователь работает слгдуоцим образом.При приходе имгулуса упраелс ия с узла б управления (фиг. 4, дцаграг 1 л 1 д 14) открывается силовой трднзстор 1 и через первичную обглогку 2 силового трансформатора 3 протекаеэ цолуволнд синусоиддльного тока (фиг. 4, дид раммз 15), одновременно током в дополгительцой 1 обмотке 11 силового трансформатора 3 (фиг. 4, диаграмма 16) производится зд. яд конденсатора 10 (фиг, 4, диагодмма 17), При этом Параь 1 Е 1 ры КОНТурд: дОПОЛНИтЕЛЬНдя ОбЛОткд 11 с 1 лового трансорглдтдра 3, дСод 8, конденсатор 10 выбирд:о ся такил 1 образом,чтобы дгительность полуволны тока (фг. 4, диаграглгла 1 С) совпадала или была немного меньше длительности олуволны тока,формируемой за счет силового контура, входящего в состав, например, узла 5оргли ровд ния выход 4 ОГО и 3 п ряже ни Р.В случае необходл.ос 11 пр: .адой индуктивности рассеяния доцог 41 ельо;: об- ото 11 силового трд 4 С", орл дтора 3 для Обеспечения требуемых пдрд. .тровОнтура последовательно с дополнительной обмоткой 11 силового трансформа Гора 3 может быть включен дроссель 12.После оконания пояуэопг 41, тока лонденсдтор 10 разряжается по цепи: дад 9, переход коллектор - ба; д силового тргя зи. сторд 1, доцслн,".тельная с Гмотлд 11 с 1,4 эвого трднсформаторз 3, коДецсдтор 10. обеспечив я гемсдг 1 ыг 1 отр цд 1 ельгоегмещег,е гереходз колл;лоо - бдзд сцлзОгот р д; и с т о о д 1 и ео ф а 1 Ср а Го гдр цтие. При зтог Пр 1 больОй екости кол 1 екторного ц, рсходд сцл; . Ого 1 рдьзсто з 117012485 ф Ос 1 7су;е"тв ;1 Эя к:ть ЭЕси, зэпа 1;с 1 нойко"це 1-":Орь:11 Е 1, -,; купезиру:тгя во вкг д 11 у .7 ц"ь, тсел ис 1 лючи Гь в зто 11 "яким Об -Г 1 О;. На.;.:;:; ,е на сипово, 1 Иэ 113 иСт ;, ВСтр:., г-ОГЛЕЛф;п ЕгО б 1 Э - зк .т 1 е 10 зму пе Кгду мо. .: 01 ть вк, оенФтрст 1.1 д ОД,О",3 ОО"1.", полу. )лна ся;.р з .гследоеэ ГЭГ 1 ьно е,.л. Онне 1 е диоды 13,0 и 1.1 акиОэразом, благода 1 .ереннымконд нса горуе, и д;Опнигельно об 1.Отке 11 силовэ о тзт:.+О.аОь а 3 о.7 еспечиеается фо",с ., .нье запе и:1 ни;. сиГ 1 ового тра,з;:сСра 1 пи секончаь и кадой полуводны тока. При этом иск 1 юаюгся потери мо.:.;,носи на роз.;стоэх, искл 1 очз 1 о;ся элемен.ы, по котс.,рь м гротехают большие токи, и о еспечив-ется апти".альп,й режим зап ра 1",.я силового транзис 1 ор; 1 независима пт рехкима нагрузки преобразователя.Все это позве ."ст сущестье,нно повысить надежеОс Гь прео рэзователя. ФарЕулэ изобретенияг Г1. ГДооразовэтель пос 10 яннОГО нап.1 яжения с перекао Нием при уле; ом з 11 эцении тока, содерж; щий силе.сй транзистор,еклн 7 чеЛ,ый последовательно с пе твичнойОлмоткой силово 10 1 р:1 Г Ор 1 Э Орэ, Вто ричная Обмотка ко 1 орг 1 О через базе бор роаэни:, выходного на 1 ряжен я соединена 5 С ВЕХОД 11 ЫМ 11 В 11,ОДЛМИ, УЗЕЛ УГРЭВ;СИИ 1,сс динен.;й в 1,1 хоОм с база-эмттер 111,1 ГерехО,з 1 силе)ОГО тр;:Г 13 истф,)э,вкл 10ную в 1 р чно и д ц льео бэз:1-ко 1 Лекторному переходу си"., -О трэнз с е 1 ра 10 последовательу 1 О сГ 71 ку из первОГО иВтпроГО индов, О 1 л и ч 3 ю щ Е Й с я тем что, с цельО г 1 овыееО 11 ия надежности путем Оптимизациир:пи форсирова 111 Ого запирания силовтго трэнз.стора, в 1 его введены 1 Гконденсатор и допд 1 ительная ОбмоГкэ силового трансформатора, первыи вь 1 вод цепи которой подкл 1 очен к базе силового транзистора непосредственно, а второй вывод - к точке сосдине 11 ия первого и в 1 ороо диодов 20 последовательной цепочки.2, ПреоеразоЭтель по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, чго последовательно в цепь Дополнитель 1 Ой Об 101 ки силовОГО транс форматорэ вкл 1 очсн дрог. сель.25 3. Преобразователь по пп, 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что гстреч 11 о.11 арэллельно база-эмиттерному переходу силового транзистора включен трет ий диод.1704248Составитель А.Поноцар е Реда;1 ор Н.Тупица Техред М.М ргентгл корректор О.Ципле Заказ 63 Тираж Подписное В 11 ИИП 11 Государ;а енного кол;итета по изгЛре 1 нича и открьтии при ГКП Г СССР113 Ж 5. Москва, Ж, Раушскаа наб 1/5Производствел 1 не.иЗдаельскии комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101