Синхронизируемый преобразователь постоянного напряжения

Синхронизируемый преобразователь постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >949764 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 23.01.81 (21) 3241078/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Н 02М 7/537

Н 02 М 3/335

Гасударственный кемлтет

Опубликовано 07.08.82. Бюллетень № 29 (53) УДК 621.314..58 (088.8) лв делам нзебретеннй

И OTNPbtTHH

Дата опубликования описания 07.08.82 (72) Авторы изобретения

М. И. Алексеев, А. Ф. Сукач, В. В. Чурили (71) Заявитель (54) СИНХРОНИЗИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Устройство относится к источникам питания радиоэлектронной аппаратуры и может найти применение в устройствах электропитания узлов автоматики, средств связи и вычислительной техники.

Известны синхронизируемые преобразователи постоянного напряжения, содержащие силовой трансформатор, первичная обмотка которого средним выводом подключена к одному из входных выводов, силовая вторичная обмотка которого подключена ,через выпрямитель и фильтр к нагрузке, два силовых транзистора, которые базовыми выводами через ограничительный резистор подключены к управляющей вторичной обмотке, коллекторными выводами — к крайним выводам первичной обмотки, а эмиттерные выводы объединены и через обмотку трансформатора тока подключены к другому входному выводу, причем между базовыми выводами обоих .силовых транзисторов и этим входным выводом включены соответственно переходы . коллектор — эмиттер синхронизирующих трансзиторов, зашунтированные диодами, включенными в обратном направлении, переходы база — эмиттер синхt ронизирующих транзисторов зашунтированы диодами в обратном направлении, переходы база — эмиттер синхронизирующих транзисторов зашунтированы резисторами, а к их базовым выводам через ограничительные резисторы подключен генератор (1).

Известен также синхронизируемый преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовые транзисторы, подключенные к выходным и управляющим трансформаторным обмоткам и синхронизирующие транзисторы, силовые цепи которых подключены к базам силовых транзисторов, а управляющие электроды — к генератору синхроимпульсов (2).

Общими недостатками известных синхронизируемых преобразователей являются невысокая надежность запуска при больших токах нагрузки, большом и длительном токе заряда конденсатора выходного фильтро ра, медленном нарастании напряжения питающей сети, обусловленная вероятной близостью параметров силовых транзисторов, а также малая надежность работы из-за отсутствия защиты от короткого замыкания.

949764

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является синхронизируемый преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовые транзисторы, коллекторы которых подсоединены к концам выходной обмотки трансформатора, базы присоединены к обмотке положительной обратной связи и к коллекторам синхронизирующих транзисторов, эмиттеры которых подключены к второму входному выводу, а базы — к входным выводам синхрони10 зации, при этом средняя точка выходнои обмотки трансформатора, подключенная к первому входному выводу, подсоединена также к одному из силовых электродов пускового транзистора, другой силовой электрод которого через ограничительный резистор связан с базами силовых транзисторов, а управляющий электрод связан с коллекторами этих же транзисторов через соответствующие диоды (3) .

Однако устройство обладает невысоким быстродействием и неоптимальным режимом работы силовых тра,нзисторов. Указанные недостатки объясняются тем, что пусковой транзистор работает в режиме насыщения. Это приводит к длительному его запиранию при рассасывании неосновных л носителей. Запирание транзистора происходит только после установления наведенного напряжения на первичной обмотке и на резистивном делителе, вследствие чего силовые транзиторы длительное время работают в неоптимальном режиме, а именно в области вторичного пробоя.

Цель изобретения — повышение быстродействия и улучшение режима работы силовых транзисторов, Поставленная цель достигается тем, что в устройстве управляющий элетрод пускового транзистора подключен к первому входному выводу через резистор, причем управляющий переход этого транзистора зашунтирован обратным диодом, а ограничительный резистор подсоединен к базам силовых в транзисторов через введенные диоды.

Кроме того, между эмиттерами силовых транзисторов и вторым входным выводом может быть включен резистивный датчик тока.

На чертеже приведена принципиальная схема синхронизируемого преобразователя постоянного напряжения.

Преобразователь содержит силовой трансформатор 1, первичная обмотка 2 которого средним выводом подключена к пер- вому входному выводу 3, а силовая вторичная обмотка 4 через выпрямитель 5 и фильтр

6 подключена к выходным выводам нагрузки ?, два силовых транзистора п-р-и проводимости 8 и 9, базы которых через ограничительный резистор 10 подключены к управляющей вторичной обмотке 11, коллекторык крайним выводам первичной обмотки 2, а

4 эмиттеры объединены, причем между базовыми выводами обоих силовых транзисторов 8 и 9 и вторым входным выводом 12 включены соответственно силовые цепи синхронизирующих транзисторов 13 и 14, зашунтированные диодами 15 и 16, включенными в обратном направлении, причем управляющие переходы синхронизирующих транзисторов зашунтированы резисторами 17 и 18, а к их управляющим входам через ограничительные резисторы 19 и 20 подключен генератор 21, кроме этого, преобразователь содержит пусковой транзистор 22, коллектор которого подключен к первому входному выводу, переход коллектор — база зашунтирован резистором 23 смещения, а переход база — эмиттер зашунтирован диодом 24, включенным в обратном направлении, причем база пускового транзистора 22 через диоды

25 и 26, включенные в прямом направлении, соединена с коллекторами силовых транзисторов 8 и 9, эмиттер через ограничительный резистор 27 и диоды 28 и 29, включенные в прямом направлении, соединен с базами силовых транзисторов 8 и 9 соответственно, а между эмиттерами силовых транзисторов

8 и 9 и вторым входным выводом включен резистивный датчик 30 тока.

Устройство работает следующим образом, При нарастании напряжения на входных выводах отпирается пусковой транзистор 22 током, протекающим через резистор 23 смещения, переход база — эмиттер этого транзистора, ограничительный резистор 2?, диоды

28 и 29 и открытые синхронизирующие транзисторы 13 и 14, которые управляются от задающего генератора 21. Длительность синхроимпульса генератора 2! равна времени рассасывания силовых транзисторов 8 и

9. При исчезновении импульса резисторы 17 и 18 обеспечивают запирание синхронизирующих транзисторов, а через переход коллектор — эмиттер пускового транзистора 22 резистор 27 и диод 28 течет запускающий импульс тока для силового транзистора 8, который при отпирании наводит ЭДС на первичной обмотке 2 силового трансформатора 1, а ЭДС на управляющей вторичной обмотке 11 поддерживает открытое состояние этого транзистора током, задаваемым ограничительным резистором 10 в течение отсутствия синхро-импульса с генератора 21.

При этом пусковой транзистор 22 закрыт разницей падений напряжений переходов база †эмитт и коллектор †эмитт силового транзистора 8. При приходе следующего синхро-импульса транзистор 8. запирается, а после его пропадания включается силовой транзистор 9 запускающим импульсом тока через переход коллектор — эмиттер пускового транзистора 22, ограничительный резистор 27 и диод 29.

В дальнейшем процесс аналогичен циклу переключения силового транзистора 8, ко949764 торый снова повторяется. В случае короткого замыкания нагрузки 7 на резистивном датчике 30 тока выделяется падение напряжения, выводящее силовые транзисторы 8 и 9 в линейный режим, ограничивая при этом ток их перегрузки.

При снятии короткого замыкания с нагрузки 7 устройство продолжает работу, а силовые транзисторы 8 и 9 переходят в насыщенное состояние. Диоды 15 и 16 служат для защиты переходов эмиттер — база силовых транзисторов 8 и 9 и их управления.

Таким образом, силовые транзисторы при переключении проходят область вторичного пробоя значительно быстрее, чем в устройстве-прототипе, и импульсная мощность на силовых транзисторах уменьшается.

Формула изобретения

1. Синхронизируемый преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовые транзисторы, коллекторы которых подсоединены к концам выходной обмоки трансформатора, базы присоединены к обмотке положительной связи и к коллекторам синхронизирующих транзисторов, эмиттеры которых подключены к второму входному выводу, а базы — к входным выводам синхронизации, при этом средняя точка выходной обмотки трансформатора, подключенная к первому входному выводу, подсоединена также к одному из силовых электродов пускового транзистора, другой силовой электрод которого через ограничительный резистор связан с базами силовых транзисторов, а управляющий электрод связан с коллекторами этих же транзисторов через соответствующие диоды, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и улучшения режима работы силовых тран о зисторов, управляющий электрод пускового транзистора подключен к первому входному выводу через резистор, причем управляющий переход этого транзистора зашунтирован обратным диодом, а ограничительный резистор подсоединен к базам силовых транзис-! 5 торов через введенные диоды.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, между эмиттерами силовых транзисторов и вторым входным выводом включен резистивный датчик тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Заявка Великобритании № 1456338, кл. Н 02 М 3/335, 1976.

2. Заявка ФРГ № 2456779, кл. Н 02 М 3/335, 1978.

3. Патент Франции № 2238273, кл. Н 02 М 3/22, 1975.

949764

Составитель Т. Ершова

Редактор Н. Гришанова Техред А. Бойкас Корректор Е. Рошко

Заказ 5493 45 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4