Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания. .Цель изобретения - повышение надежности путем исключения генерации при отсутствии синхронизирующих импульсов. Преобразователь выполнен на основе самовозбуждающегося двухтактного инвертора с двумя силовыми транзисторами 1 и 2 и с трансформатором 3. Первичная обмотка 4 и обмотка 5 положительной обратной связи трансформатора 3 имеют отвод от средней точки. Синхронизирующие импульсы подаются на управляющие входы 18 и 21 синхронизации и воздействуют на цепи баз дополнительных транзисторов 6 и 7, шунтирующих вход силовых транзисторов 1 и 2 соответственно. Конденсаторы 9 и 12 форсируют процесс запирания и отпирания силовых транзисторов 1 и 2. Конденсаторы 24 и 25 препятствуют развитию автогенерации при отсутствии синхронизирующих импульсов и взаимной блокировке дополнительных транзисторов 6 и 7. 2 з.п. ф-лы, 3 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н)ю Н 02 M 7/538

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4639445/07 (22) 20.01.89 (46) 23.04.91. Бюл. М 15 (71) Научно-производственное обьединение

"Сибцветметавтоматика" (72) И.И. Куликов (53) 621.314.58(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1365311, кл. Н 02 M 7/538, 1986, Авторское свидетельство СССР

1Ф 963127, кл. Н 02 М 7/538, 1978. (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57} Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания, Цель изобретения — повышение надежности путем иск„„ЯЦ „„164434О Al лючения генерации при отсутствии синхронизирующих импульсов. Преобразователь выполнен на основе самовоэбуждающегося двухтактного инвертора с двумя силовыми транзисторами 1 и 2 и с трансформатором 3.

Первичная обмотка 4 и обмотка 5 положительной обратной связи трансформатора 3 имеют отвод от средней точки, Синхронизирующие импульсы подаются на управляющие входы 18 и 21 синхронизации и воздействуют на цепи баз дополнительных транзисторов 6 и 7, шунтирующих вход силовых транзисторов 1 и 2 соответственно.

Конденсаторы 9 и 12 форсируют процесс запирания и отпирания силовых транзисторов 1 и 2. Конденсаторы 24 и 25 препятствуют развитию автогенерации при отсутствии З синхронизирующих импульсов и взаимной блокировке дополнительных транзисторов

6 и 7. 2 з,п. ф-лы, 3 ил.

1644340

Цель изобретения — повышение надеж- . 5

20

40

45 через третий резистор 19 к коллектору транзистора 6 и через четвертый резистор 20 к 50 базе транзистора 7. Второй управляющий

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания. ности путем исключения генерации приотсутствии синхронизирующих импульсов, На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 — то же, вариант выполнения; на фиг. 3 — диаграммы токов и напряжений, поясняющие работу преобразователя (le<, Im — токи баз силовых транзисторов;

Ок1, Оа1, Uó>, Оу — напряжение на коллекторе силовых транзисторов, на первичной обмотке трансформатора и на управляющих вы водах).

Преобразователь (фиг. 1) содержит силовые транзисторы 1 и 2, которые подключают трансформатор 3 с первичной обмоткой 4, обмоткой 5 положительной обратной связи к источнику питания. Первый

6 и второй 7 дополнительные транзисторы шунтируют вход силовых транзисторов.

Первый силовой транзистор 1 соединен коллектором с началом первичной обмотки 4, базой через параллельно соединенные первый резистор 8 и первый конденсатаор.9— с коллектором. транзистора 6 и эмиттером— с вторым входным выводом преобразователя 10, Второй силовой транзистор 2 соединен коллектором с концом первичной обмотки 4, базой через параллельно соединенные первый резистор 11 и первый конденсатор 12 — с коллектором транзистора 7 и змиттером — с вторым входным выводом преобразователя 10.

Отвод от средней точки первичной обмотки 4 подключен к первому входному выводу преобразователя 13. Обмотка 5 положительной обратной связи подключена концом через цепь второго резистора 14 и диода 15 к коллектору транзистора 6, началом через цепь второго резистора 16 и диода 17 к коллектору транзистора 7, а отводом от средней точки — к второму входному выводу преобразователя. Первый управляющий вход 18 синхронизации подключен вход 21 синхронизации подключен через третий резистор 22 к коллектору транзистора 7 и через четвертый резистор 23 к базе транзистора 6. База транзистора 6 через второй конденсатор 24 соединена с коллектором транзистора 7. База транзистора 7 через второй конденсатор 25 соединена с коллектором транзистора 6. Возможно подключение конденсаторов 24 и 25 к коллекто25

30 рам транзисторов 6 и 7 через резисторы 19 и 22 соответственно. Встречно-параллельно переходу эмиттер-коллектор каждого из силовых транзисторов 1 и 2 могут быть включены диоды. Управляющие входы 18 и

21 синхронизации могут иметь однонаправленную проводимость. Общая точка вхо-. дов 26 соединена с вторым входным выводом преобразователя, На фиг. 2 блокирующий транзистор 27 включен своими переходами коллекторэмиттер последовательно в цепь резистора

14, а база-эмиттер — последовательно в цепь резистора 19. Второй блокирующий транзистор 28 включен своими переходами кол-, лектор-эмиттер последовательно в цепь резистора 16, а база-эмиттер — последовательно в цепь резистора 22.

Преобразователь постоянного напряжения работает следующим образом, На вход синхронизации подаются однополярные импульсы напряжения прямоугольной формы со скважностью, например, 2, сдвинутые относительно друг друга на выводах 18 и 21 входа синхронизации на

180 (фиг. 3), Частота сигнала синхронизации выбирается так, чтобы исключить насыщение сердечника выходного трансформатора, Предположим, что в момент времени t> на вывод 18 поступает первый нечетный импульс напряжения синхронизации. На выводе 21 сигнал синхронизации отсутствует. Нечетный импульс напряжения синхронизации через резистор 20 открывает транзистор 7 и через резистор 8 с конденсатором 9 приоткрывает силовой транзистор 1. Открытый транзистор 7 через резистор 11 и конденсатор 12 шунтирует переход база-эмиттер силового транзистора 2. Через приоткрытый силовой транзистор 1 напряжение от источника питания поступает на половину первичной обмотки

4 трансформатора 3. В результате появляется напряжение на обмотке 5 и через цепь обратной связи 14 и 15 и резистор 8 с конденсатором 9 в базу силового транзистора 1 поступает отпирающий ток. За счет положительной обратной связи возникает регенеративный процесс и. транзистор 1 лавинообразно открывается, Током, поступающим с обмотки 5 обратной связи, через цепь 14 и 15 заряжаются конденсаторы 9 и

25 и обеспечивается через резисторы 19 и

20 дополнительная составляющая тока базы, открывающего транзистор 7 и уде рживающего его в открытом состоянии.

В момент времени ц нечетный импульс напряжения синхронизации снимается с вывода 18, а на вывод 21 поступает четный импульс напряжения синхронизации, кото1644340

45

55 рый через резистор 23 открывает транзистор 6 и через резистор 22 поступает на коллектор транзистора 7 и соединенные с ним резистор 11 с конденсатором 12. Однако остающийся еще открытым в данный момент шунтирующий транзистор 7 понижает потенциал импульса синхронизации на входе базовой цепи силового транзистора 2, возникающее напряжение недостаточно для приоткрывания силового транзистора 2, Через открывшийся транзистор 6 к переходам база-эмиттер силового транзистора 1 и транзистора 7 прикладываются запирающие напряжения конденсаторов 9 и 25 соответственно. Транзисторы 1 и 7 закрываются. Закрываясь, силовой транзистор 1 прерывает ток через первичную обмотку 4 трансформатора 3. Это приводит к изменению полярности напряжения на обмотках трансформатора 3. Напряжение обратной связи через цепь 16 и 17 обратной связи и резистор 11 с конденсатором 12 поступает на базу силового транзистора 2. Однако

Г величина напряжения обратной связи в .данный момент еще недостаточна для отпирания силового транзистора 2. Это обеспечивается соответствующим выбором параметров резисторов 14 и 16. Отпирание силового транзистора 2 происходит за счет поступающего на вывод 21 импульса напряжения синхронизации, потенциал которого на входе базовой цепи этого транзистора резко возрастает при запирании транзистора 7. Силовой транзистор 2 приоткрывается напряжением импульса синхронизации, поступающим на его базу через резистор 22 и резистор 11 с конденсатором 12. Напряжение на обмотках трансформатора 3 возрастает. Напряжение обмотки 5, поступая через резистор 16 на базу силового транзистора 2, обеспечивает его лавинообразное открывание и удерживание в насыщенном состоянии до следующего переключения импульсов синхронизации на выводах 18 и

21 входа синхронизации.

При смене четного импульса напряжения синхронизации на входе синхронизации следующим за ним нечетным импульсом в момент времени t2 открывается транзистор 7, Через открытый транзистор 7 к переходу база-эмиттер силового транзистора 2 прикладывается запирающее напряжение конденсатора 12, силовой транзистор 2 форсированно закрывается. При этом изменяется полярность напряжения на обмотках транформаторэ.

Одновременно через открытый транзистор 7 прикладывается запирающее напряжение конденсатора 24 и к переходу

35 база-эмиттер транзистора 6, и он закрывается. Это создает условия для открывания силового транзистора 1, на базу которого начинает поступать через резистор 19 и резистор 8 с конденсатором 9 импульс напряжения синхронизации, Силовой транзистор

1 приоткрывается, увеличивая напряжения на обмотках трансформатора 3. Напряжение, поступающее с обмотки 5 обратной связи через цепь обратной связи и резистор

8 с конденсатором 9 на базу силового транзистора 1, обеспечивает его лавинообразное открывание и удерживание в насыщенном состоянии до следующего момента смены импульсов синхронизации. Описанные процессы периодически повторяются, а на обмотках выходного трансформатора 3 вырабатывается переменное напряжение.

При снятии сигналов синхронизации работа преобразователя прекращается, так как энергии, накапливаемой в электромагнитном поле трансформатора 3, недостаточно для создания требуемой величины напряжения на обмотке 5. необходимой для возникновения автогенерации. Диоды 15 и 17 препятствуют замыканию сигналов синхронизации на общий вывод 26 входа синхронизации через низкоомные сопротивления этих цепей. Включение диодов на входе синхронизации требуется тогда, когда необходимо предотвратить воздействие напряжения цепей обратной связи на элементы логики (например, низковольтные) узла управления.

Работа варианта схемы преобразователя постоянного напряжения по фиг. 2 отличается от описанной выше тем, что напряжение обмотки 5 может поступать на базы силовых транзисторов 1 и 2 только при условии, если открыты блокирующие транзисторы 27 и 28 соответственно. Поэтому снятие сигналов синхронизации, которыми также открываются блокирующие транзисторы 27 и 28, прекращает работу преобразовэтеля независимо от мощности его нагрузки и параметров цепей обратной связи, Блокирующий транзистор 27 открывается нечетным импульсом напряжения синхронизации, поступающим через вывод

18 входа синхронизации, и создает условия для полного открывания и насыщения силового транзистора 1 за счет поступления на его базу через цепь 14 и 15 обратной связи напряжения с обмотки 5 обратной связи.

При снятии импульса синхронизации с вывода 18 транзистор 27 закрывается, разрывая цепь обратной связи и прерывая ток базы силового транзистора 1. Аналогично работает блокирующий транзистор 28, 1644340

Таким образом, снятие сигналов синхронизации прекращает работу преобразователя независимо от мощности его нагрузки и параметров цепей обратной связи. Введение блокирующих транзисторов

27 и 28 делает поебразователь полностью управляемым, расширяя его функциональные возможности, например, путем выполнения его в виде стабилизирующего преобразователя с широтно-импульсной модуляцией.

Формула изобретения

1. Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий два силовых транзистора и трансформатор, первичная обмотка которого отводом QT средней точки соединена с первым входным выводом преобразователя, а каждым крайним выводом — к коллектором соответствующего силового транзистора, эмиттер которого соединен с вторым входным выводом преобразователя и с отводом от средней точки обмотки положительной обратной связи трансформатора, база каждого силового транзистора соединена с первым выводом первого резистора, шунтированного первым конденсатором, второй вывод первого резистора через шунтирующий ключ соединен с эмиттером силового транзистора и через цепь второго резистора — с соответствующим крайним выводом обмотки положительной обратной связи трансформатора, а цепи управления шунтирующих ключей соединены с управляющими входами синхронизации преобразователя, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения

5 надежности путем исключения генерации при отсутствии синхрониэирующих импульсов, каждый шунтирующий ключ выполнен в виде дополнительного транзистора, подключенного эмиттером к эмиттеру силового

10 транзистора, каждый управляющий вход синхронизации соединен через цепь введенного третьего резистора с коллектором одного дополнительного транзистора и через введенный четвертый резистор — c ба15 эой другого дополнительного транзистора, а в цепь второго резистора согласно-последовательно с входом силового транзистора включен введенный диод.

2. Преобразователь по и. 1, о т л и ч а20 ю шийся тем, что введены два вторых конденсатора, каждый иэ которых включен между коллектором одного дополнительного транзистора и базой другого дополнительного транзистора.

25 3. Преобразователь по и. 1, о тл ичаю шийся тем, что введены два блокирующих транзистора, каждый из которых включен переходом коллектор-эмиттер последовательно в цепь соответствующего

30 второго резистора и соединен эмиттером с коллектором соответствующего дополнительного транзистора, а переходом базаэмиттер включен последовательно в цепь соответствующего третьего резистора.

1644340 й

Физо

Составитель B.Ìîèí

Техред M.Ìoðråíòàë

Корректор М.Самборская

Редактор Т.Куркова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1466 Тираж 392 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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