Преобразователь постоянного напряжения в постоянное

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и може-т быть использовано в системах вторичных источников питания . Цель изобретения - повьшение КПД и снижение уровня высокочастот- 1ЫХ помех путем исключения скачков напряжения на коллекторе регулирующего транзистора при его коммутации. При вютюченном регулирующем транзисторе (РТ) I напряжение на коллекторе близко к нулю, а на вторичной обмот- .ке силового трансформатора формируется напряжение, отпирающее, вьшрямительный диод 3. Индуктивность дросселя насыщения 7 при этом близка к нулю . Замыкающий диод 4 закрыт, ток дросселя 5 возрастает и энергия передается в нагрузку. При выключении РТ 1 ток коллектора уменьшается до нуля. Шунтирующий конденсатор (К) 8 заряжается током, накопленным трансформатором на этапе передачи энергии в нагрузку. Диод 4 открывается под действием ЭДС самоиндукции дросселя 5, диод 3 закрывается. Введенный дроссель насыщения 7 и К 8 с обратным диодом 9, включенные параллельно РТ 1, обеспечивают увеличение частоты колебательного разряда К 8 и уменьшение коллекторного тока до нуля . Под1сг ючение размагничивающей обмотки, соединенной с диодом 10, повышает надежность путем рекуперации части энергии в нагрузку. 1 з. п.ф-лы,2ш1. с iQ (Л к ч со о to СХ)

С0103 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 02 M 3/335

ICf. (" " "

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3925403/24-07 (22) 09.07.85 (46) 23.12.86. Бюл. № 47 (71) Ленинградский электротехнический институт связи им. проф.

М.А.Бонч-Бруевича (72) О.А.Ефимов, В.Д.Вогман и А.Л,Асиновский (53) 621.314.57(088.8) (56) Преобразователи с размагничивающей обмоткой в источниках питания (русский пер.). — Электроника

1978, т. 51, ¹ 33, с. 51, рис. 2.

Герасимов А.А. и др. Особенности проектирования высокочастотных одноактных преобразователей. — Электрон-. ная техника в автоматике, 1982, вып. 13, с. 21-28, рис. 1, 5.

Авторское свидетельство СССР № 902011, кл. Н 02 М 3/335, 1982. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ. ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах втори ных источников питания. Цель изобретения — повышение

КПД и снижение уровня высокочастотных помех путем исключения скачков

„„SU,» 1279028 А 1 напряжения на коллекторе регулирующего транзистора при его коммутации.

При включенном регулирующем транзисторе (РТ) напряжение на коллекторе близко к нулю, а на вторичной обмот.ке силового трансформатора формируется напряжение, отпирающее выпрямительный диод 3. Индуктивность дросселя насыщения 7 при этом близка к нулю. Замыкающий диод 4 закрыт, ток дросселя 5 возрастает и энергия передается в нагрузку. При выключении

PT 1 ток коллектора уменьшается до нуля. Шунтирующий конденсатор (К) 8 заряжается током, накопленным трансформатором на этапе передачи энергии в нагрузку. Диод 4 открывается под действием ЭДС самоиндукции дросселя

5, диод 3 закрывается. Введенный дроссель насыщения 7 и К 8 с обратным диодом 9, включенные параллельно

PT 1, обеспечивают увеличение частоты колебательного разряда К 8 и уменьшение коллекторного тока до ну- Ю ля. Подключение размагничивающей об- мотки, соединенной с диодом 10, по- Я ) вышает надежность путем рекуперации 1 части энергии в нагрузку. 1з.п.ф-лы,2ил. фф

1279028

Изобретение относится к электротехнике и может быть использован во вторичных источниках постоянного напряжения с бестрансформаторным входом.

Целью изобретения является повыше- 5 ние КПД и снижение уровня высокочастотных помех путем исключения скачков напряжения на коллекторе регулирующего транзистора при его коммутации.

На фиг.1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие ее работу.

Устройство содержит регулирующий транзистор 1, соединенный с отрицаf5 тельным входным выводом источника питания и включенный последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора 2, началом присоеди- ненной к положительному входному вы20 воду. При этом начало вторичной обмотки силового трансформатора 2 подключено к аноду выпрямительного дио3, а конец — к аноду 3GMbIKaloIUe 25 го диода 4, подключенного к входу сглаживающего LC-фильтра, содержащего накопительный дроссель 5 и конденсатор 6. Между катодами выпрямительного и замыкающего диодов включен дроссель насыщения 7, а параллельно регулирующему транзистору 1 включен шунтирующий конденсатор 8, обратный диод 9, анодом соединенный с отрицательным входным выводом. Начало размагничивающей обмотки силового транс-35 форматора 2 соединено с отрицательной обкладкой конденсатора .6, а конец — с анодом ограничительного диода 10, катодом подключенного к положительной обкладке конденсатора 6.

Устройство работает следующим образом.

При включении регулирующего транзистора (интервал времени t,c t на периоде фиг.2 ) напряжение на его

45 коллекторе близко к нулю (U на фиг. 2a) . Первичная обмотка трансформатора 2 подключена к источнику питания, а на вторичной обмотке формируется напряжение, отпирающее выпрямительный диод 3. Индуктивность дросселя насыщения 7 в укаэанном интер- . вале времени уже близка к нулю. Замыкающий диод 4 закрыт, ток накопительного дросселя 5 и ток коллектора 55 (фиг.2о) возрастает, энергия источника питания передается в нагрузку преобразователя.

В момент времени t = t на базу транзистора подается выключающий сигнал, и ток через него скачкообразно уменьшается до нуля (фиг.25).

Конденсатор, шунтирующий транзистор, начинает заряжаться током, накопленным трансформатором на этапе передачи энергии в нагрузку. Диод 4 открывается под действием ЭДС самоиндукции дросселя 5 и замыкает ток дросселя 5 через нагрузку. Выпрямительный диод 3 закрывается. В момент времени t = t> соответствующий равенству напряжения на размагничивающей обмотке напряжению на выходе, включается ограничительный диод 10.

B интервале времени t c t с t при открытом диоде 10 часть энергии, накопленной трансформатором, передается в нагрузку. Поскольку число витков размагничивающей обмотки выбрано меньшим или равным удвоенному числу витков вторичной обмотки, напряжение на коллекторе регулирующего транзистора ограничивается на уровне, большем или равном удвоенному напряжению и ст очник а пит ания E (U э .Uea c - 2Е) на фиг.2а. В случае большего числа витков размагничивающей обмотки ограничение коллекторного напряжения происходит на уровне

П „с 2Е, При скзажности импульсов коллекторного напряжения, равной двум, это приводит к появлению постоянной составляющей напряжения на первичной обмотке трансформатора, т.е. — к неограниченному накоплению энергии, вследствии чего устройство теряет работоспособность, В момент времени t = t< диод 10 закрывается и начинается колебательный перезаряд конденсатора 8 через индуктивность намагничивания трансформатора 2. Вследствие этого напряжение на коллекторе транзистора 1 понижается. В момент времени 1 =, когда это напряжение достигает величины напряжения источника питания, напряжение на первичной и, следовательно, на вторичной обмотке трансформатора 2 становится равным нулю, выпрямительный диод 3 открывается, и, поскольку замыкающий диод 4 также остается открытым, дроссель насыщения подключается параллельно вторичной обмотке трансформатора. При этом напряжение на коллекторе продолжает уменьшаться с повышенной

1279028 скоростью, поскольку частота колебательного разряда конденсатора 8 увеличивается. Если индуктивность дросселя насыщения достаточно велика по., сравнению с индуктивностью намагничивания трансформатора, то в определенный момент времени t = t< (фиг.2а) напряжение на коллекторе достигает нулевого уровня. При этом включающий обратный диод 9 замыкает ток индук- 10 тивности.намагничивания трансформатора, а напряжение на коллекторе остается равным нулю. В момент времени ток диода 9 достигает нулевого уровня, а танзистор открывается входным сигналом и остается открытым до момента времени = (фиг.2а,о), когда на его базу поступает запирающий сигнал. Далее все описанные процессы повторяются. 20

Включение дросселя насыщения 7 в цепь выпрямительного диода 3, а также обратного диода 9 и шунтирующего конденсатора 8 позволяет полностью исключить скачки коллекторного напряжения и связанные с ними потери мощности.

Подключение размыкающей обмотки, соединенной с ограничительным диодом к выходу преобразователя, позволяет дополнительно повысить КПД устройства за счет рекуперации части избыточной энергии, накопленной трансформатором, в нагрузку (а не в источник, так в известном устройстве) и повы- 35 сить надежность путем ограничения уровня напряжения на коллекторе транзистора. За счет исключения скачков напряжения на коллекторе регулирующего транзистора и, следовательно, 40 на входе сглаживающего фильтра, предложенный преобразователь обеспечивает пониженный уровень помех на выходе.

Формула изобретения

1. Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий силовой трансформатор с первичной и вторичной обмотками, регулирующий транзистор, включенный последовательно с первичной обмоткой и входными выводами, а вторичная обмотка с выпрямительным диодом, подключена параллельно замыкающему диоду и входу LCфильтра, выполненного на накопительных дросселе и конденсаторе, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью-повышения КПД и снижения уровня высокочастотных помех путем исключения скачков напряжения на коллекторе регулирующего транзистора при его коммутации, введены шунтирующий конденсатор, обратный диод и дроссель насыщения, причем дроссель насыщения включен между одноименными выводами выпрямительного и замыкающего диодов, а параллельно соединенные шунтирующий конденсатор и обратный диод подключен встречно-параллельно силовому переходу регулирующего транзистора.

2. Преобразователь по п. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения КПД и ограничения уровня напряжения на коллекторе регулирующего транзистора путем рекуперации энергии трансформатора, введенная размагничивающая обмотка началом подключена к отрицательному выходному выводу, а другим концом — к аноду ограничительного диода, катод которого подключен к положительному входI ному выводу, причем число витков pasмагничивающей обмотки выбрано меньшим или равным удвоенному числу витков вторичной обмотки.

1279028

Фиа2

Составитель Н. Цншевская

Техред В.Кадар

Корректор В.Бутяга

Редактор Г.Гербер

Заказ 6851/56

Тирак 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР, по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Укгород, ул. Проектная, 4