Преобразователь напряжения

О П И С А Н И Е 944016ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскинСоциалнстнческнкРеспублик(22) Заявлено 21.11.80 (21) 3006047/24-07 с присоединением заявки3 Ьеударстееннмб кпмнтет СССР пю делам нзебретеннй н открытнй.314 58 (088,8 Дата опубликования описания 17.07.82 А. В. Гусев, Г. В, Дыдырко, С. А. Керпман и И Пельтек(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к электротехнике, а именно к источникам электропитания, и может быть использовано в системах питания устройств автоматики и вычислительной техники.5Известен преобразователь напряжения, выполненный по схеме с независимым возбуждением и содержаший два силовых транзистора, силовой трансформатор, втотзичная обмотка которого подклточена к выпрямителю с фильтром, задаюший генератор, выполненный на мультивибраторе Щ Недостатком этого преобразователя является низкий КПД и ненадежность из 15 за большого пускового тока.Известен также используюшийся в ы-честве задаюшего генератора мультивибратор, состоящий из двух транзисторов, коллектор каждого Из которых через ео разделительный диод и времязадающнй конденсатор подключен к базе другого, а техже трансформатора, первичная обмотка которого имеет средний отвод, а 2крайние отводы подклточены к коллекторам. транзисторов 23 .Однако использование в качестве задающего генератора преобразователя напряжения указанного мультивибратора не позволяет исключить пусковые токи вслучае применения на выходе фильтров, содержащих конденсаторы, что снижает надежность преобразователя напряжения.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь напряжения, содержащий инвертор на двух силовых транзисторах, подключенных к силовому трансформатору, вторичная обмотка которого подвпочена к выпрямителю с фильтром, а две дополнительные обмотки подключены через обратные. диоды к управляющим элетте. тродам силовых транзисторов, задающий генератор, выполненный на мультнвибраторе, состоящем из двух транзисторов коллектор каждого из которых через разделительный диод и времязадающий конденсатор подвпочен к базе другого и к5 10 15 26 25 30 55 ао Преобразователь напряжения работаетследующим образом.При подаче входного напряжения через режстор 34 начинает протекать ток,заряжающий конденсатор 35, При дости женин напряжением на конденсаторе величины, определяемой стабилитроном 44, 50через эмиттерный переход транжстора38 и стабилитрон 44 начинает прогекатьток, вызывающий отпирание транжстора38. Через открытый транжстор 38, режстор 40, эмиттерный переход транзистора 42, времязедаюшие цепи мульпшибратора протекает ток, вызывакипий отпирание транжстора 42. Включение тренжстора 42 приводит к протеканию тока крайним выводам трансформаторной обмотки, вьцтолненной со средней точкой, связанной одним из входных выводов Э),Недостатком его является низкая надежность, что обусловлено большой величиной пусковых токов вследствие заряда конденсатора выходного фильтра в момент включения преобразователя.Цель изобретения - повышение надежности путем ограничения пускового тока.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжения введены два транзисторе противоположного типа проводимости, первый из которых эмиттером соединен со средним отводом обмотки трансформатора мультивибратора коллектором - к ее крайними выводами, а базой через режстар и силовую цепь ыорого транзистора - с вторым входным выводом, причем база-эмиттерные переходь обоих транзисторов эашунтированы резисторами, при этом точвх соединения времязадающих конденсаторов мультивибратора с диодами через соответствующие другие диоды и резистор подсоединены через конденсатор к базе второго введен ного транзистора и через диод - к эмнттеру первого введенного транзистора.Преобразователь может быть выполнен с блоком запуска, содержащем вклпоченный между входными выводами реэнстивный делитель напряжения на двух режсторах, параллельно одному иэ которых подключен конденсатор и выход вы-, прямителя, вход которого подсоединен к допапательной обмотке выходного трансформатора, причем второй входной вывод через соответствующий стабилитрон подключен к базам двух пусковых транжсторов, эмиттер цервого из которых, соединенный со средней точкой трансформаторной обмотки мультивнбратора и средней точкой режстивного делителя, подсоединен через режстор и силовую цепь второго пускового транжстора с времязадаюшими цепями мультивибратора, при этом коллектор и база второго пускового транзистора связаны соотвегственио с базой и коллектором первого транзистора через режсторы, а базакэмиттерный переход также эашунти рован режсторомеНа юг. 1 представлена принципиальная схема преобразователя напряжения; на аг. 2 - диаграммы, цоясняюшие работу преобразователя напряжения.Преобразователь напряжения (фиг. ) содержит два силовых транзистора 1 и 2, силовой трансформатор 3, вторичная обмостка которого подключена к выпрямителю на диодах 4 и 5 и фильтру 6, а дведополнительные обмотки которого черезобратные диоды 7 и 8 - к управляющимэлектродам транзисторов 1 и 2, задающий генератор 9, выполненный на муптивибраторе на транзисторах 10 и 11,зделительных диодах 12 и 13, времязадающях конденсаторах 14 и 15, трансформаторе 16, крайние отводы первичнойобмотки которого через зашнтные режсторы подключены к коллекторам транзисторов 10 и 11, первый 17 и второй 18дополнительные транзисторы, ограничительный режстор 19, включенный междубазой первого и коллектором второгодополнительных транзисторов, шунтируюшие режсторы 20 и 21, первый 22 ивторой 23 диоды, допапнительнье конденсатор 24 и режстор 25, третий 26 ичетвертый 27 диоды, первые выводы соединены в точку 28, е вторые выводыподключены к точкам 29 и 30 соединния разделительных диодов и времязадаюших конденсаторов мультивибретора, пятый диод 31, а также блок зепуска 32,состояший иэ делителя на первом 33 ивтером 34 резисторах, накопительногоконденсатора 35, подключенного параллельно режстору 33 и выходу выпрямителя 36, вход которого подюпочен к дополнительной обмотке 37 трансформатора 3, первого транжстора 38, к базекоторого подключен третий режстор 39,к коллектору - четвертый резистор 40, ак эмиттеру - пятый резистор 41; второго транжстора 42, параллельно эмиттерному переходу которого подключеншестой резистор 43, первый 44 и второй 45 стабилитроны, подключенные соответственно к базам транзисторов 38 и42,5 944016 6через резистор 39 и надежному отпиранию транзистора 38. Через резистор 41,транзистор 42 протекает ток, эапитывающий времязадающие цепи мультивибратара. При этом напряжение междуэмиттером транзистора 42 и "мииусовойфшиной стабилиэировано, так как транзистор 42 вместе со стабнлитроном 45 выпслняет кроме функции запуска функциюстабилизатора, Мультивибратор начинает 1 Огенерировать, при этом напряжение наколлекторе транзистора 10 имеет прямоугольную форму (фиг. 2 О ), а в точках 30 и 29 экспоненциально нарастающую, которую приближенно можно считать 15пштообразной (фиг, 2 б, Ь ). Потенциалтсяки 28 относительно эмиттеров транзисторов 10 и 11 можно также считатьпилообразно изменяющимся, При этом,когда напряжение 08 между точкой 38 2 Ои "минусовой шиной превышает напряжение 04 на конденсаторе 24 (фиг. 2 7.),через резистор 25 и заряжающийся приэтом конденсатор 24 протекает базовыйток транзистора 18, Через транзистор 2518 проходят иьсы тока (фиг. 2 Э ),открывающие на часть полупериода транзистор 17, который через диоды 22 и23закорачивает первичную обмоткутрансформатора 16, Таким образом, навторичных обмотках трансформатора 16формируется прямоугольное напряжениес паузой в нуле, которая уменьшаетсяпо мере заряда конденсатора 24 (фиг,2 6).Транзисторы 1 и 2 также поочереднооткрываются на часть полупериода, причем длительность открытого состояниятранзисторов увеличивается по мере заряда конденсатора 24. При этом на обмотке 37 формируется напряжение, нод Опитывающее в дальнейшем блок запуска32, который теперь выполняет функциюстабилизатора. Диод 31 служи"г длябыстрого разряда конденсатора 24 (поцепи: диод 31 - резистор 34 - резистор 4521) при вьпцпочении преобразователя.Диоды 7 и 8 вместе с дополнительнымиобмотками трансформатора 3 служат дпяисключения сквозных токов через транжсторы 1 и 2, так как не позволяют открыть очередной транзистор до тех пор,пока не закроется предыдущий. Коэффициент давления делителя на резисторах33 и 34 выбирается таким, чгобы принедостаточном ВхОднОм наттряжении ста 55билитрон 44 не пробипся. Таким образом, по сравнению с известными, преобразователь имеет повыщенную надежность, так как значитепьйоуменьшает величину пускового тока черезсиловые транзисторы преобразователя идиоды выходного выпрямителя, Кроме того, при питании от источника высокогонапряжения он имеет надежный запуск(при этом КПД практически не ухудшаеься, потому что ток через резистор 34можно. выбирать сколь угодно малым,стабильную частоту преобразования и защиту от недонапряжения. формула изобретенин 1. Преобразователь напряжения, содержащий инвертор на двух силовых транжсторах, подключенных к сзцтовому трансфор матору, вторичная обмотка которого подключена к выпрямителю с фильтром, а две дополнительные обмотки подключенычерез обратные диоды к управиятощимэлектродам силовых транзисторов, задающий генератор, выполненный на мультивибраторе, состоящем из двух транзисторов, коплектор каждого из которьпсчерез разделительный диод и времязадаюший конденсатор подключен к базерругого и к крайним выводам трансформаторной обмотки, выполненной со сред-.ней точкой, связанной с одним из выходных выводов, отли ча ющи й -с я тем, чго, с целью повышения надежности путем ограничения пускового тока,в него введены два транзистора противоположного типе проводимости, первыйиз которых эмиттером соединен со средней точкой трансформаторной обмоткимультивибратора, коллектором - с ее крайними выводами, а базой - через резистор и сяловую цепь второго транзистора - с вторым входным выводом, причем базсмэмиттерные переходы обоихтранзисторов зашунтированы резисторами,при этом точки соединения времязадаюших конденсаторов мультивибратора сдиодами через соответствукицие другиедиоды и резистор подсоединены черезконденсатор к базе второго введенного транзистора и через диод - к эмиттерупервого введенного транзистора. 2. Преобразователь ПО п. 1 0 г л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью надежного запуска, стабилизации частоты и зашиты от недоиапряжения, в него введен блок запуска, содержащий включенный между входными выводами резиоторный датитель напряжения на двух реИсточники информации,прйнятые во внимание при экспертизе1. Басовский В. ф. Устройства элек 1 о тропитания электронной аппаратуры, К.,Техника, 1980, с. 131, рис. 32.2. Моин В. С. и др, Стабилизированные транзисторные преобразователи, МЭнергия, 1972, с, 380,3. ЭТвА, 1980, Мо 11, с, 96. 7 0440 жсторах, параллельно одному из которых подключен конденсатор и выход выпрямителя, вход которого подсоединен к дополнительной обмотке выходного трансформатора, причем второй входной вывод через соответствующий стабилитрон подключен к базам двух пусковых транзисторов, эмиттер первого из которых, соединенный со средней точкой трансформаторой обмотки мультивибратора и средней точкой упомянутого резистор- ного делителя, подсоединен через резистор и силовую цепь второго пускового транзистора к цепям времязадающих конденсаторов мультивибратора, при этом 16 8коллектор и база второго пускового транзистора связаны соответственно с базой и коллектором первого транжстора через режсторы, а база-эмиттерный переход также зашунтирован резистором,/71 Тираж 721ВНИИПИ Государственнпо делам изобретени113035, Москва, ЖПодписное ета СССР ко й и открытийРаушская наб., д. 4/5 филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул, Проектная, 4