Преобразователь постоянного напряжения

Преобразователь постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержаций задающий генератор, выходы которого подключены через ограничивакздие резисторы к соответствующим входам транзисторов двухтактного усилителя мощности, причем одни из выводов ограничивающих резисторов присоединены к одним из электродов диодов, другие электроды которых подключены к соответствующим обкладкам конденсатора, связанным с базами транзисторов, о тличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы преобразователя путем обеспечения сИютетричности работы обоих транзисторов при одновременном уменьшений .обратного напряжения на их переходах эмиттер - база, соответству1риие обкладки конденсатора присоединены к базам транзисторов через введенные резисторы, величина которых выбирается из соотношения |bZ..o,v., . где К - величина резистора,огра ничивающего отпирающий базойый ток; и - амплитудное .значение напряжения управления преобразователем; и - величина допустимого об ратного напряжения на переход эмиттер - база транзисторов преобразователя . Сл

СО}03 QQBETCHHX

СОЦИАЛИСтИЧКСНИХ

РЕСОуБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

An.5

ГОСУДАРСТЙЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ЮЛЮ Ю

{21) 3333287/24-07 (22) М.оз.81 (46) 15.06. 83. Бюл. Ф 22 (72) A.Ë.Èþàíîâ и В.И.Кадель (53) 621.314.58(088.8) (56) 1. Моин В.С. и Лаптев Н.Н.

Стабилизированные транзисторные преобразователи. М., Энергия, 1972р.с. 341-343.

2. Заявка ФРГ М 2831117, кл. Н. 02 М 7/53, 1980.

3. Авторское свидетельство СССР и 710099, кл. Н 02 М 7/537, 1976 ° (54)(57) ПРЕОВРАЗОВАГЕЛЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий задающий генератор, выходы которого подклю- чены через ограничивающие резисторы к соответствующим входам транзисторов двухтактного усилителя мощности, причем-одни иэ выводов ограничивающих резисторов присоединены к одним иэ электродов диодов, другие электроды которых подключены к соответствукицим обкладкам конденсатора, связанным с базами транзисторов, о т,SU„„1023592 А

3(59 Н 02 N 7 537 ° Í 02 М. 3 335 л и-ч а ю щ и и с я тем., что, с целью повышения надежности работы преобразователя путем обеспечения симиетричности работы обоих транзисторов при одновременном уменьшении обратного напряжения на их переходах эмиттер — база, соответствующие обкладки конденсатора присоединены к базам транзисторов через введенные резисторы, величина которых выбирается из соотношения

20д- У@ ое.

О р.П + U где R — величина резистора, ограничивающего отпирающий базовый току

U — амплитудное .значение иаЪ пряження управления преобраэователему

U — величина допустимого обг,доя. ратного напряжения на переходе эмиттер — база транзисторов преобразователя.

J.023592

Но поскольку при этом увеличивается длительность не только времени включения, но и времени выключения транзисторов, .существенного уменьшения амплитуды выбросов сквозных токов и уровня помехоизлучения можно добиться только при значитель,ном увеличении длительности фронта переключения транзисторов, что приводит к резкому увеличению динамических потерь и тем самым снижению КПД.

Кроме того, наличие асимметрии плеч, вызванное разбросом времени рассасывания заряда в базах транзис55 бО

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах автоматики, связи и электромеханики, требующих преобразования энергии постоянного (переменного) напряжения в постоянное (переменное) .

Известны преобразователи напряжения, содержащие транзисторный инвертор, задающий генератор, форсирующие

LRCD-цепочки и RCD-цепочки, исключающие одновременность открытого сос- . тояния транзисторов 1 J Применение таких цепочек позволяет снизить динамические потери на 30-50%.

Однако преобразователям с форси- 15 рующими цепочками присущи хотя и короткие, но мощные выбросы сквозных токов, что приводит к снижению надежности и повьпаенному помехоиэлучению, спектор которого достаточно gp широк из-эа крутого фронта переключения транзисторов. Форсирующие це- почки увеличивают выброс напряжения и тока в база транзисторов, что приводит к снижению надежности. 25

Преобразователи с ВСР-цепочками, исключавшими одновременность открытия транзисторов, не имеют сквозных токов, но иэ-эа разброса параметров силовых транзисторов им свойственна асимметрия, приводящая к одностороннему насыщению силового трансформатора и наличию выбросов тока в одном иэ плеч преобразователя, что в свою очередь приводит либо к низкой надежности и повышенному помехоиэлучению, либо к необходимости подбора силовых транзисторов, что усложняет устройство, снижает технологичность его изготовления и повышает стоимость. Цепочки известного 4О устройства, включающие одновременность открытия транзисторов, требуют дополнительных моточных элементов, что также снижает технологичность изготовления и повью(ает стоимость. 45

Известен преобразователь напряжения, в котором благодаря включению емкости между базами транзисторов увеличивается длительность фронтов переключения и, как следствие, умень- 5О шается уровень помехоизлучения (21 торов, приводит к появлению пульса ции с частотой преобразования в первичной сети и нагрузке, т.е. к снижению надежности устройства.

Наиболее близким к предложенному по технической сути является преобразователь постоянного напряжения, содержащий задающий генератор, выходы которого подключены через ограничивающие резисторы к соответствующим входам транзисторов двухтактногo усилителя мощности, причем одни из выводов ограничивающих резисторов присоединены к одним из электродов диодов, другие электроды которых подключены к соответствующим обкладкам конденсатора, связанным с базами транзисторов t,3).

В устройстве эа счет форсирования запирающего базового тока уменьшается время одновременного вклю- чения транзисторов преобразователя и тем самым увеличивается его

КПД.

Однако ограничивающие отпирающий

1 ток резисторы не могут быть выбраны .достаточной для обеспечения симмет рии работы плеч преобразователя величины, поскольку для этого необходимо увеличить и напряжение управления (напряжение, поступающее с задающего генератора) U а удвоенное (сложенное с напряжением заряженного в предыдущий полупериод конденсатора) прикладывается как обратное к переходам эммитер — база транзисторов преобразователя, что снижает надежность устройства.

Кроме того„ поскольку запирающий ток не ограничен и время выключения транзисторов мало, фронт спада прямого базового тока мал, что приводит к увеличению мощности помехоизлучения и его спектра, а также снижает надежность работы преобразователя.

Целью изобретения является повышение надежности работы путем обеспечения симметричности работы плеч преобразователя, ограничения запирающего тока и напряжения на переходах эмиттер — база транзисторов преобразователя, обеспечения оптимального режима управления.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе постоянного напряжения, содержащем задающий генератор, выводы которого подключены через ограничивающие резисторы к соответствующим входам транзисторов двухтактного усилителя мощности, причем одни из выводов ограничивающих резисторов присоединены к одним из электродов диодов, другие электроДы которых подключены к соответствующим обкладкам конденсатора, связанным с базами транзисторов, соответствующие обкладки конденсатора (1023592 присоединены к базам транзисторов .через введенные резисторы, причем величина резисторов выбирается кз соотноыения

R R 2UÕ=ÞÌàР. 5

U +О„

QPh Ъ

1де  — величика резистора, ограничивающего отпирающий базовый ток

U — амплитудное значение на- 10

Э пряжения управления преобразователему

U — величина допустимого обратного напряжения на пе реходе змиттер.. — база I5 транзисторов преобразователя.

На фиг. 1 изображена принциниальная схема преобразователя; на фиг.2= диаграммы напряжений.

Силовые транзисторы 1 к 2 подсоединены к выходному трансформато,ру 3, к средней точке первичной об- мотки которого присоединен через предварительный стабилизатор 4 один иэ входнйх выводов. Базы силовых

-транзисторов через базовые ограничительные резисторы 5 и 6, зашунтированные последовательно соединенными введенными резисторами 7 и 8 и диодами 9 и 10, подсоединены к па ЗО рафазным выходам задающего генератора 11. Точки соединения резисто ров, 7(8) с диодами 9(10) присоединены к конденсатору 12, Силовые входные выводы транэис- 35 торного инвертора подключены к выходу предварительного стабилизатора

4, вход которого подключен к входным выводам. Выход задающего генератора

ll подключен к одноименным выводам 4р диодов 9 и 10 и через ограничивающие отпирающий ток сопротивления 5 и 6 к базам транзисторов инвертора.

Сопротивления 7 и 8 через диоды 9 и 10 подключены параллельно ограничи-45 вающим,сопротивлениям 5 и & соответственно. Емкость 12 включена между точкой соединения диода 9 и сопротивления 7 и точкой соединения диода 10 и сопротивления 8.

Преобразователь работает следующим образом.

Напряжение питания 0 (фиг. 2) подается на входные клеммы.предварительного стабилизатора напряжения 4, стабилизированное напряжение с выхода поступает на силовой вход транзисторного инвертора.

Напряжение управления 0у прямоугольной формы, образованное U3f. (фкг.2а) с выходов задающего генератора 11 поступает через ограничительные сопротивления 5 и б ка базы тран-. зисторов инвертора и поочередно включает.и выключает транзисторы, вследствие чего на обмотках трансформатора и, следовательно, на выходе устройства присутствует стабилизированное напряжение прямоугольной формы.

Улучшение симметрии достигается путем увеличения напряжения управления и, соответственно, пропорционального увеличения ограничивающих сопротивлений.

Ограничение обратного напряжения () а,ростигается тем, что и по окончании процесса рассасывания носите- . лей в базовом переходе напряжение

U+< (и на заряженном конденсаторе) ограничено низкоомным делителем . (R5 и Крркьи R9)

Ограничение запирающего тока ограничено резистором В (R<), что позво ляет формировать более благоприятную область работы при выключении траизисторов преобразователя и ограничить спектр и мощность помехоизлучения.

Уменьшение потерь в цепях управления обеспечивается возможностью формирования оптимального .режима их работы путем увеличения R, при всех изменениях коллекторного,а следова» тельно, и базового тока, нагрузки преобразователя, температуры окружа ющей среды, напряжения питания и управления преобразователя.

Таким образом, данное .техническое решение позволяет значительно повысить надежность устройства.

1023592

Составитель Т„Ершова

Редактор Л.Веселовская ТехредМ.Гергель Корректор В.Гирняк

Эакаэ 4235/47 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4