Преобразователь постоянного напряжения в переменное

Преобразователь постоянного напряжения в переменное

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (i I)1001393

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22)Заявлено 16.10.81 (2I) 3346293/24-07 (5l)M. Кл.

Н 02 И 7/537 с присоединением заявки №Геауддрстееккьл1 кемлтвт (23) Il риоритет

Опубликовано 28.02. 83. 6ктллетень ¹ 8

IIo делам изобретений и етарытий (53) УДК 621. 314..58(088.8) Дата опубликования описания 28.02.83 т (72) Автор изобретения

В.А.Бычков (71) заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ПЕРЕМЕННОЕ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразователям напряжения.

Известны преобразователи напряжения на транзисторах, в которых в целях повышения КПД и надежности приняты меры по уменьшению эффекта накопления неосновных носителей, являющегося причиной задержки выключения коммутирующих транзисторов и вызывающего увеличение динамических потерь мощности на коммутирующих транзисторах и снижение надежнос-ти преобразователя напряжения. Кроме того, разброс времени рассасывания неосновных носителей, вызывая наруше.ние симметрии импульсов двухтактного преобразователя напряжения, ведет к одностороннему намагничиванию сердечника выходного трансформатора, сопровождающемуся увеличением тока коллектора одного из коммутирующих транзисторов. В этих преобразователях напряжения паразитное воздейст2 вие накопления неосновных носителей уменьшено путем использования способа управления с применением нелинейной обратной связи между коллекторными и базовыми цепями через

s последовательно включенные диод и источник вольтодобавочного напряжения. Коллекторы коммутирующих транзисторов подключены через диоды к общим точкам последовательно включенных балластного резистора и резистивного элемента, соответственно включенных крайними выходами между вторичными обмотками управляющих трансформаторов и базами коммутирую. 5 щих транзисторов. Первичные обмотки управляющих трансформаторов подключены к выходу тактового генератора.

Балластные резисторы осуществляют

20 ограничение тока, поступающего от тактового генератора,а резистивные элементы создают вольтодобавочное напряжение, несколько превышающее . напряжение насыще ния коммутирующих

1001393

3 транзисторов, то определяет порог действия нелинейной обратной связи.

В устройстве 1) функцию резистивнаго элемента выполняют встречно и параллельно включенные дЬоды, 5 в устройстве $2) — транзистор со вспомогательным резистором, а в устройстве t 3) — балластной резис тор.

Недостатками известных устройств являются большие потери мощностей при переключении коммутирующих транзисторов.

Наиболее близок к предлагаемому преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовые транзисторы, одни из силовых электродов которых подключены к первичной обмотке выходного трансформатора, средняя точка которой присоединена к одному из входных выводов, другие силовые электроды объединены и подключены ко второму входному выводу, а управляющие переходы подключены и обмоткам управления, при этом переход 25 коллектор-база присоединен к узлу нелинейной обратной связи. Переключение силовых транзисторов происходит в активном режиме,в который переводятся транзисторы 3а счет узла нелинейной обратной связи $ 4 J.

Недостатком указанного устройства являются низкие массагабаритные показатели из-за наличия многообмоточнаго дросселя насыщения.

Цель изобретения - улучшение мас35 сагабаритных показателей.

Поставленная цель лостигается тем, что в преобразователе постоянного напряжения узел нелинейной обратной

4О связи каждого из силовых транзисторов выполнен в виде вспомогательного транзистора, эмиттер которого присоединен к одному из концов дополнитель. ной секции первичной обмотки выходного трансформатора, второй конец

45 присоединен к коллектору соответствующего силового транзистора, коллектор через диод присоединен к базе силового транзистора, а база через конденсатор подключена к эмиттеру вспомога- 5О тельного транзистора и через последовательно соединенные диод и первый резистор, зашунтированные вторым резистором,- к коллектору соответствующего силового транзистора.

На чертеже представлена схема преобразователя напряжения типа инвертор-,автогенератор.

Преобразователь содержит силовые транзисторы 1 и 2, в цепь коллекторов которых включена первичная обмотка 3 силового выходного трансформатора 4, вторичная обмотка 5 которого подключена к выходным выводам устройства. Обмотка 6 положительной обратной связи связана через резистор 7 с первичной обмоткой 8 управляющего трансформатора 9, выполненного на магнитопроводе с прямоугольной петлей гистерезиса. Вторичные обмотки 10 и 11 управляющего трансформатора 9 подключены через резисторы 12 и 13 к базам силовых транзисторов 1 и 2, Между коллекторами и базами транзисторов 1 и 2 включены цепи нелинейной обратной связи, содержащие дополнительные обмотки 14 и 15, размещенные на сердечнике силового трансформатора

4, диоды 16 и 17 и вспомогательные транзисторы 18 и 19, базы которых подключены к времязадающим RC-цепям, выполненным на конденсаторах

20 и 21, резисторах 22-25 и диодах

26 и 27.

При использовании вспомогательных транзисторов 18 и 19 с низким допустимым на ряжением, параллельно их силовым цепям следует включить высокоомные резисторы или высокочастотные диоды, обратносмещенные в рабочем режиме транзисторов.

Управление силовыми транзисторами 1 и 2 осуществляется напряжением, поступающим со вторичных обмоток

10 и 11 управляющего трансформатора 9, задающего частоту поочередной коммутации транзисторов преобразователя.

Предположим, что в некоторый момент времени на переходы база-эмиттер транзисторов 1 и .2 поступают со вторичных обмоток 10 и 11 трансформатора 9 соответственно отпирающее и запирающее напряжения. Под воздействием этих напряжений транзистор 1 войдет в режим насыщения, а транзис-; тор 2 — e режим отсечки тока коллектора. Резистор 12 ограничивает ток базы силового коммутирующего транзистора 1 на уровне, достаточном для удержания его в режиме насыщения. В рассматриваемом режиме на обмотке

14 трансформатора 4 относительно эмиттера транзистора 18 действует положительное напряжение, заряжающее конденсатор 20 через цепь: 22-24-26.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напря жения в переменное, содержащий силовые транзисторы, одни из силовых электродов которых подключены к nepjg вичной обмотке выходного трансфор" матора, средняя точка которой присоединена к одному из входных выводов, другие силовые электроды объединены ю- я подключены ко второму входному выводу, а управляющие переходы подклю" ,чены к обмоткам управления, при этом переход коллектор-база присоединен к узлу нелинейной обратной связи, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, узел нелинейной обратной связи каждого из силовых транзисторов выполнен в виде вспомогательно" го транзистора, эмиттер которого при д соединен к одному из концов дополнительной секции первичной обмотки выходного трансформатора, второй конец которой присоединен к коллектору соответствующего силового транзистора, коллектор через диод присоединен к базе силового транзистора, а база через конденсатор подключена к эмиттеру вспомогательного транзистора и через последовательно соединенные диод и первый резистор, 35 зашунтированные вторым резистором, к коллектору соответствующего силового транзистора °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

"Electronics", 1977, N 7, с. 56;

2. Заявка Японии N 53-29008, кл. H 02 M 7/537, 1978.

3. "Electronics", 1975, М 20, с.45.

4. Авторское свидетельство СССР

М 811464, кл. H 02 M 7/537, 1979.

5 1001 39

С упреждением до окончания полутакта, открытого состояния коммутирующего транзистора 1 напряжением, поступающим с конденсатора 20, отпирается транзистор 18. Последний замыкает цепь нелинейной обратной связи,по. гружающей и сто чни к тока, упра вляющий транзистором 1. В результате транзистор 1, выходя из режима насыщения, по мере роста напряжения коллектор-эмиттер уменьшает разность потенциалов, приложенную к цепи нелинейной обратной связи, что снижает подгрузку источника тока, управля щего коммутирующим транзистором 1.

Процесс выхода из режима насыщения остановится на заданном значении напряжения перехода коллектор-эмиттер, определяемом выбором величины напряжения на обмотке 14, и сохраняется до момента прихода на переход база-эмиттер коммутирующего . транзистора 1 запирающего напряжения. При смене полярности управляющего сигнала аналогичные процес-сы протекают в цепи управления тран 4 зистором 2. В период пребывания силового транзистора 1 в запертом режиме происходит подготовка цепи нелинейной обратной связи к следую-, щему рабочему такту. В нерабочий такт полярность напряжения на обмотке 14 трансформатора 4 меняется, в результате чего осуществляется заряд конденсатора 20 отрицательным напряжением через резистор

24. Резистор 22, включенный через диод 26, приводит ток только. в рабочий такт коммутирующего транзистора 1 и своей величиной определяет время упреждения выхода коммутирующего транзистора из режима насыще ния. Последующая смена режима коммутирующего транзистора 1 и элементов, входящих в его устройство управления, повторяет описанные циклы.

3 6

Таким образом, предлагаемое тех- 1 ническое решение позволяет улучшить массогабаритные показатели.

1001393

Составитель Т.Ершова

Редактор Л.Пчелинская Техред Т.Фанта Корректор А.Дзятко

Заказ 1440/71 Тираж 685 Подписное

ВНИИПИ Государственного комйтета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4