Преобразователь напряжения
Иллюстрации
Реферат
(и) 8199 06
ОЙ ИСАЙ ИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТввУ
Союз Советских
Социалистических
Ресвублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) З,аявлено 06.06.79 (21) 2776686/24-07 (51) Щ Кл з
Н 62М 3/335
Н 02М 7(537 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.04.81. Бюллетень № 13 ,(45) Дата опубликования описания 07.04.81
Госудеретвеииый комитет (53) УДК 621.314 (088 8) ло делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения
В. Е. Бондаренко (71) Заявитель а, аа. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания вторичных источников питания.
Известен регулируемый конвертор, содержащий коммутатор на транзисторах и диодах, соединенных по мостовой схеме, и двухобмоточный дроссель, вторичная обмотка которого через выпрямитель соединена через фильтр с нагрузкой ((I)
Известен также преобразователь напряжения, содержащий два транзистора, выходной трансформатор и две формирующие цепочки, каждая из которых состоит из последовательно соединенных конденсатора и диода и подключена параллельно соответствующему транзистору преобразователи (2).
Однако указанные преобразователи напряжения обладают существенными динамическими потерями в транзисторах при включении и особенно при выключении, которые ограничивают коммутируемую в нагрузку мощность и уменьшают надежность устройства в целом.
Цель.о изобретения является повышение
КПД преобразователя.
Эта цель достигается тем, что преобразователь напряжения снабжен двумя дополнительными диода.ми и двумя дополнительными обмотками выходного трансформатора, каждая из которых через последовательно соединенные дополнительный диод и конденсатор соответствующей формирующей цепочки подключена к входным выво5 дам преобразователя, причем дополнительные диоды и диоды формирующих цепочек соединены между собой разноименными электродами.
На фиг. 1 представлена принципиальная
1о схема преобразователя напряжения", на фиг. 2 — временные диаграммы напряжений и тока.
Преобразователь содержит блок 1 управления, транзисторы 2 и 3; вь|ходной транс15 форматор 4, выпрямитель 5, выходной фильтр 6, рекуперативные диоды 7 и 8-, конденсаторы 9, 10 и диоды 11, 12 формирующих цепочек и дополнительные диоды 13;
14, дополнительный выпрямитель 1 5, дрос2О сель 16 с двумя основными обмотками 17, 18 и перемагничивающей обмоткой 19, выходной трансформатор с первичной обмоткой 20, дополнительными обмотками 21, 22 и выходной обмоткой 23.
25 Преобразователь напряжения может работать в двух, режимах: в однотактнам и двухтактном. В случае однотактного режима в базовьге цепи транзисторов 2 и 3 нодаются синфазные во времени сигналы- управзе ления У„,р и U > (фиг. 2,а). Первичная
8i9906
Обмотка 20 трансформатора 4 включена в диагональ мостовой схемы через обмотки
17 и 18 дросселя 16, при этом дополнительные обмотки 21 и 22 включены противофазно с первичной обмоткой 20. Принцип работы схемы в однотактном режиме заключается в следующем. В момент времени 4 сигналы U и У,чг с выхода блока 1 включают транзистор 2 и 3, при этом нарастание тока 4,, 43 в коллекторной цепи транзисторов определяется параметрами дросселя 16. Параметры дросселя выбираются такими, чтобы за время включения транзисторов 2 и 3 ток в нем вырос на небольшую величину, что практически обеспечивает минимальные динамические потери при включении. Полный ток устанавливается через время Л,4. В течение части времени открытого состояния транзисторов обмотками 21 и 22 разряжаются конденсаторы 9 и 10 до нулевого уровня. Напряжение на обмотках 21 и 22 имеет вид U».
При появлении запирающего сигнала в базовых цепях транзисторов 2 и 3 (момент времени 4) ток в коллекторных цепях транзисторов начинает уменьшаться, при этом напряжение на эмиттерно-коллекторных переходах U„, U< нарастает с задержкой по отношению к изменению тока за счет заряда конденсаторов 9 и 10 током намагничивания дросселя 16 и обмотки 20 трансформатора 4. Параметры зарядных цепей выбираются такими, чтобы за время уменьшения тока от максимального значения до нулевого напряжения на конденсаторах выросло на небольшую величину. Полное напряжение устанавливается на коллекторах транзисторов 2 и 3 через время Л 4. Таким образом, происходит снижение динамических потерь при выключении. С момента времени 4 происходит размагничивание дросселя 16 обмоткой 19 через выпрямитель, 15 в цепь фильтра 6. В дальнейшем процессы в схеме периодически повторяются. В случае двухтактной схемы в базовые цепи транзисторов 2 и 3 подаются сигналы
Uóäð f и Uóäð я сдвинутые друг относительно друга на 180 (фиг. 2, б). Первичная обмотка 20 трансформатора 4 подключена одним выводом к точке соединения обмоток 17 и
18 дросселя 16, а другим — к вспомогательному полюсу U< источника питания так, .что обмотки 21 и 22 включены противофазно с первичной обмоткой 20. В момент времени to сигнал управления U < с выхода блока 1 начинает открывать транзистор 2, при этом фронт нарастания тока 4 задерживается индуктивностью обмотки 17 дросселя 16 по отношению к фронту изменения напряжения на транзисторе U„>. Трансформируемым на обмотку 21 напряжением производится разряд конденсатора 9 до нулерого уровня. В момент. времени 4 управля5
60 ющее напряжение U меняет свою 11Ь лярность и транзистор 2 начинает закрываться, при этом фронт нарастания напряжения U>> на коллекторе транзистора 2 задерживается конденсатором 9 по отношению к фронту изменения тока 4 через транзистор 2. В момент времени 4 включается транзистор 3 сигналом U ». Задержка тока 4 обеспечивается обмоткой 18 дросселя 16 и осуществляется разряд конденсатора 10 обмоткой 22. В момент времени 4 сигнал управления Uyppz меняет полярность, транзистор 3 начинает запираться, при этом фронт нарастания напряжения на коллекторе транзистора U,3 задерживается конденсатором 10, Передача накопленной дросселем 16 энергии в нагрузку осуществляется в промежутки времени между открытыми состояниями транзисторов2иЗ.
Таким образом, предлагаемая схема конвертора позволяет путем выбора параметров элементов 9, 10 и 16 уменьшить динамические потери в транзисторах по обоим фронтам переключения без больших активных потерь в дополнительно введенных элементах. Существенное снижение динамических потерь в транзисторах позволяет более полно использовать их коммутационные способности, т. е. повысить коммутируемую в нагрузку мощность. Кроме того, снижение потерь в транзисторах повышает его устойчивость ко вторичному пробою, повышает срок службы транзисторов и надежность устройства в целом.
Формула изобретения
Преобразователь напряжения, содержащий два транзистора, выходной трансформатор и две формирующие цепочки, каждая из которых состоит из последовательно соединенных конденсатора и диода и подключена параллельно соответствующему транзистору преобразователя, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения
КПД, он снабжен двумя дополнительными диодами и двумя дополнительными обмотками выходного трансформатора, каждая из которых через последовательно соединенные дополнительный диод и конденсатор соответствующей формирующей цепочки подключена к входным выводам преобразователя, причем дополнительные диоды и диоды формирующих цепочек соединены между собой разноименными электродами.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Сб. «Электронная техника в автоматике». Под ред. Ю. И. Конева, вып. 9, «Сов. радио», 1977, с. 95.
2. Моин В. С., Лаптев Н. Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи, М., «Энергия», 1972, с. 346.
819906
Составитель Н, Цишевскай
Техред И. Пенчко
Корректор О. Тюрина
Редактор 1. Петрова
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 921/2 Изд. № 320 Тираж 749 Подписное
НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5