Транзисторный преобразователь

Союз СоветскккСоциапнстнческикРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 919028(51)М. Кл, Н 02 М 3/335 3 веударетвиеыЯ кемктет СССР в дедам нэпбретенкй в птернтвЯОпублнковано 07.04.82. Бюллетень М 13 Дата опубликования описания 07.04.82,(53) УДК 621;314. .57(088.8)(541 ТРАНЗИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ з истора. Изобретение относится к электротехнике, а конкретно к преобразовательной технике, и может быть использовано во вторичных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры.Известны двухтактные инверторы с самовозбуждецием, в том числе полу- мостовые, построенные на .базе схемы Ройер а 11 .Основным недостатком их является низкий КПД из-за режима насьпцения сердечника выходного трансформатора.Известны двухтактные инверторы с самовозбуждением, содержащие выходной трансформатор с ненасыщающимся сердечником и коммутирукщий трансформатор или дроссель, работают;ий в режиме насыщения 21.Недостатками данных ицверторов являются относительно низкие весогабаритные показатели и КПЦ, обуслов 20 леццьц. введением дополнительного электромагнитного узла с насьпцающимся сердечником. Характерным недостатком вьппеотмеченных групп преобразователей является также относительно большая длительность процесса запирация открытого транзистора, обусловленная отсутствием запирающего напряжения на вре" мя переключения и увеличения вследствие этого времени рассасывания не- основных носителей в переходах транНаиболее близким к предлагаемому по технической сущности является преобразователь, содержащий устройство управления с коммутирукщими транзисторами и времязадающим узлом, выполненное по схеме генератора Ройера, и минимум один двухтактный усилитель мощности по полумостовой схеме, на входе транзисторов которых включены выходные обмотки трансформатора блока управления . обмотки обратной связи трансформатора преобразователя 31.На фиг. 2 приняты следующие обозначения: 19 и 20 - напряжения на переходах баз а-э митт ер тр анз ист оров 3 и 4 соответственно 21 и 22 - напряжения на конденсаторах 14 и 16 соответственно, прикладываемые к переходам база-эмиттер транзисторов 11 и 12, 23 и 24 - токи коллекторов транзисторов 11 и 12 соответственно, 25 - напряжение на обмотках трансформатора 5 с учетом принятой на Фиг. 1 маркировки начал и.концов. раз оват еля. Транзисторный преобразовательфи г.) включает силовую ячейку которая выполнена по полумостовой схеме с конденсаторным делителем 1 и 2, силовыми транзисторами 3 и 4 и выходным трансформатором 5 с первичной 6 и выходной 7 обмотками и обмотками 8 и 9 положительной обратной связи, и блок 10 управления с коммутационными транзисторами 11 и 12, Меж-фо ду выводами обмотки положительной обратной связи включены времязадающие элементы, состоящие из последовательных ВС-цепочек 13-16, к базе силовых транзисторов 3 и 4 подключены токозадающие резисторы 17 и 18 после точки подключения коммутирующих транзисторов 11 и 12. Недостатком преобразователя является низкий К 1 Ц, обусловленный наличием атцельного задающего генератора с. насыщающимся сердечником,Цель изобретения - повьыение КПД преобраз Онат еля юуказанная цель достигается тем, что в транзисторном преобразователе, содержащем силовую цолумостовую ячейку с выходным трансформатором причем 10 последний снабжен двумя обмотками положительной обратной связи, каждая из которых связана с входом соответствующего силового транзистора преобразоцателя и блока управления с коммутирующими транзисторами и время- задающим узлом, также связанного своими выходами с входами силовых транзисторов, между выводами каждой обмотки положительной обратной связи через токозадающий резистор включен один из коммутирующих транзисторов блока управления, между этими же выводами обмотки включен элемент времяэадающего узла блока управления, образованный из последовательной В,С-цепочки, причем средняя точка ВС-цепочки подключена к базе коммутирующего транзистора, а ее конденсаторный вывод - к эмиттеру, при этом точка соединения коллектора с токозацаюцим резистором подключена к базе силового транзистора, эмиттер которого соединен со средней точкой обмотки положительной обратной связи.На Фиг. 1 представлена принципиальная схема транзисторного преобразователя; на фиг,2 - эпюры токов и напряжений на основных элементах преобСхемафиг. 1 работает следующимобразом.Допустим в моментоткрыт транзистор 3 и закрыт транзистор 4. Тогданапряжение конденсатора 1, равноеполовине напряжения источника Айтания,приложено к обмотке 6,Напряжения на входах транзисторов3 и 4 имеют вид эпюр 19 и 20 соответственно и определяются величинами напряжений на верхних половинках обмоток 8 и 9, Транзисторы 11 и 12 закрыты отрицательным напряжением конденсаторов 14 и 16 эпюры 22 и 23 соответственно). Это состояние сохраняетсядо момента .1, К этому времени заверлен разряд 4 кояденсатора 14 до нулевого значения эпюры 22) и начинаетсязаряд в положительном направлении допорога отпирания транзистора 11. Врезультате его отпирания в моментк переходу база-эмиттер транзистора 3 прикладывается запирающее напряжение (эпюра 19) от нижней половины обмотки 8. При этом через транзисторпротекает импульс токаэпюры 23, в который входит и составляющая тока запирания транзистора 3. Это приводит к быстрому рассасыванию неосновных носителей в переходах транзистора 3 за промежутоквремени 1=1 -й и сокращению време 3 ани его запирания (на фиг. 2 это время для наглядности увеличено). Вследствие запирания транзистора 3 происходит переворот Фазы напряжения наобмотках трансформатора 5 1 эпюра 25,что приводит к отпиранию трапзистора 4, Этим в принципе исключаетсяявление перекрытия и появление сквозных токов в силовых транзисторах 3и 4, так как отпирание одного транзистора имеет место только послезапирания другого. Затем с момента1 начинается,перезаряд конценсатора 14 и разряд конденсатора 16. В919028 формула изобретения ТФ (0,5-0,7) ЙС,5момент 1 напряжение на конденсаторе 16 достигает порога отпирания транзистора 12, вследствие чего происходит аналогично вышеописанному процесс эапирания в момент 1 теперь уже транзистора 4 и отпирания транзистора 3 с завершением одного цикла переключения силовых транзисторов, Цалее процесс повторяется периодически.При этом период повторения определяется параметрами КС-цепочки, напряжением обмоток 8 и 9 и порогом отпирания транзисторов 3 и 4. При идентичных элементах входных цепей транзисторов 3 и 4 период Т примерно равен где К - сопротивление резисторов 13 20и 15,С - емкость конденсаторов 14и 16Очевидно, что транзисторы 11 и 12 потребляют ничтожно малую сред нюю мощность, так как учаСтвуют в работе только на время рассасывания носителей в силовых транзисторах 3 и 4. Кроме того, потери мощности как в силовых транзисторах при 36 их открытом состоянии, так и в выходном трансформаторе определяются только мощностью нагрузки, так как отсутствует режим насыщения сердечника трансформатора 5. Максимальное напряжение на коммутирукяцих транзисторах 11 и 12 в отличие от известного, где оно равно двойному напряжению источника питания (до нескольких .сотен вольт), не превышает 8- 1 О В.Предлагаемый преобразователь обладает существенной эффективностью эа счет уменьшения потерь в блоке управления, так как основные функции специального задающего генератора и усилителя мощ ности совмещены в одном устройстве.Отметим, что если выбранные типы транзисторов 11 и 12 не допускают инверсного режима включения, то их коллекторы обычным путем подключают к соответствующим точкам схемы фиг, 1 через диоды, что не вносит изменений в принцип работы и в параметры пре" образователя. Преобразователь может заменить известные усилители мощности, построенные по схеме полумостовых преобразователей, управляемые от отдельного задающего генератора, а также может быть использован в качестве самвстоятельного задающего генератора для управления прямоугольным напряжением переменного тока более мощного усилителяили группы преобразовательных ячеек. Транзисторный преобразователь, содержащий полумостовую силовую ячейкус выходным трансформатором, причемпоследний снабжен двумя обмотками положительной обратной связи, каждаяиз которых связана с входами соответствующего силового транзистора преобразователя и блока управления с коммутирующими транзисторами и времязадающим узлом, также связанного своимивыходами с входами силовых транзисторов, отличающийся тем,что, с целью повышения КПД преобразователя, между выводами каждой обмотки положительной обратной связи через токозаданжрй резистор включен одиниз коммутирующих транзисторов блокауправления, между этими же выводамиобмотки влючен элемент времяэадающего узла блока управления, состоящийиз последовательной КС-цепочки, причем средняя точка ЙС-цепочки подключена к базе упомянутого коммутирующеготранзистора, а ее конденсаторный вывод - к эмиттеру, при этом точка соединения коллектора с токозадающим резистором подключена к базе силовоготранзистора, эмиттер которого соединен со средней точкой обмотки положительной обратной связи.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Моин В.С., Лаптев Н.Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М., "Энергия", 1972, с. 310-311,рис. 9-5 (а, г и д),2. АвторСкое свидетельство СССРР 609193, кл. Н 02 М 7537, 1976,3. Авторское свидетельство СССРВ 570162, кл. Н 02 М 3/335, 1975.919028 Составитель Н. Пишевскаяедактор Ю.Ковач Техред Т,Маточка Корректо акаэ 215 е Патен г. Ужгород, ул. Проектная иаю 7 Тираж ВНИИПИ Го по делам 1)3035, Мо)Я Подписарственного комитета СССРэобретений и открытийа, Ж, Раушская наб., д