Двухтактный преобразователь напряжения

Двухтактный преобразователь напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕВЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<г>970610 (61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено. 0712.79 (21) 2847368/24-07 (51)М Кп з

Н 02 М 7/537 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 621. 314. . 58 (088. 8) Опубликовано 3((10.82. Бюллетень ¹40

Дата. опубликования описания 3Q10.82

А.М.Михеев, В.A.Ïîïoâ и Э.М.Ромаш (72) Авторы изобретения

ВСЖОВ3Щ 1г (71) Заявитель

ВИЬЛИОТ А (54) ДВУХТАКТНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

Устройство относится к электротехнике и может быть использовано а качестве вторичного источника питания. известны двухтактные преобразователи напряжения, запуск которых осуществляется путем подачи импульса пускового тока от первичного источника питания через конденсатор непосредственно в базу одного из транзисторов преобразователя (1) или в специальную пусковую обмотку насыщающегося трансформатора (2 ).

Недостаток указанных устроиств— неустойчивый запуск, особенно в широком диапазоне изменения температуры окружающей среды и напряжения первичного питания, а также при значительных технологических разбросах параглетров элементов преобразователя и при плавной подаче напряжения первичного питания. Это объясняется тем, что амплитуда и длительность иглпульсов пускового тока определяются в основном парамстрамр элементов цепи запуска, а время выхода преобразователя на режигл устойчивых автоколебаний — как параметрами элементов самого преобразователя и фильтров выходных цепей, так и величиной емкости. конденсатора в пусковой цепи. Устойчивый запуск преобразователя возможен лишь в том случае, если амплитуда н длительность иипульса пускового тока не успевают заметно уменьшиться до выхода преобразователя на режим устойчивых автоколебаний. !эвестны двухтактиые преобразователи напряжения, в которых для запуска используется дополнительный преобразователь более высокочастотных однополярных импульсов (3).

Недостатками таких устройств являются ненадежный запуск основного преобразователя, обусловленный тем, что во время запуска дополнительный преобразователь периодически уменьшает пусковой базовый ток транзисторов основного автогенератора почки до нуля в то время, как по мере роста напряжения первичного питания растет коллекторный ток транзисторов основного автогенератора и для его надежного запуска необходим рост базового тока транзисторов, а также большое время выхода на режим устойчивых колебаний основного автогенератора, что обусловлено.разрядом всех конденсаторов фильтров во время периодических уменьшений допол,970610 ного источника питания через пусковой узел в базы транзисторов автогенератора, хотя их коллекториые токи растут по мере роста напряжения первичного питания, что приводит к срыву колебаний автогенератора. Повышение базового тока транзисторов во врегля запуска путем увеличения напряжения на обмотках положительной обратной связи или уменьшения сопротивления базовой цепи приводит к повышению потерь в базовых цепях автогенератора в режиме устойчивых автоколебаний, но не гарантирует надежный запуск во всех условиях эксплуатации.

Цель изобретения — повышение устойчивости запуска автогенератора в широком диапазоне изменения условий работы.

Поставленная цель достигается тегл, что в двухтактном преобразователе напряжения, содержащем инверторную ячейку на силовых транзисторах, одни иэ силовых электродов которых объединены и подсоединены к первому входному выводу, а другие подключены к выходному трансформатору, иглеющеиу дополнительную обмотку, через выпрямитель и емкостный фильтр связанную с эмиттер-базовым переходом пускового транэистора, база и коллектор которого через соответствующие резисторы подключены -ко второму входному выводу, а эмиттер связан с обмоткой обратной связи, параллельно эмиттер-базовому переходу пускового транзистора

40 нительным преобразователем пускового базового тока транзисторов. основного преобразователя.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности двухтактный автогенератор напряжения, содержащий трансформатор с переключающими транзисторами,.пусковой транзисторно-реэисторный узел, имеющий управляющий вход, выпрямитель, вход которого подключен к одной из обмо- 1О ток трансформатора, резистор и конденсатор (4 3.

Недостатком известного устройства является ненадежный запуск. Это объясняется тем, что конденсатор обязательно необходимый в узле запирания, начинает заряжаться от источника запирающего напряжения (от выпряглителя, подключенного к .одной иэ обглоток трансформатора) с самого начала запуска автогенератора и запирает пусковой узел до выхода автогенератора на режим устойчивых автоколебаний (независимо от величины емкости этого конденсатора, которая лишь влияет на время выхода автогенератора на режим устойчивых автоколебаний)..При этом уменьшается пусковой ток, поступающии от первичподключена силовая цепь введенного запирающего транзистора, эмиттер которого подсоединен к средней точке обмотки обратной связи,а управляющий эмиттер-базовый переход, эашунтирован-, ный разистором, через введенный стабилитрон подсоединен к емкостному фильтру.

На чертеже представлена схема устройства.

Преобразователь содержит трансформатор 1 с первичной обмоткой 2, обМоткой 3 положительной обратной связи и обмоткой 4 запирания, пере ключающие транзисторы 5 и б, резисторы 7-9 в базовых цепях, пусковой узел 10, состоящий из транзисторов 11 и 12 и резисторов 13-15, выпрямитель .16, вход которого подключен к обмотке 4 трансфориатора 1, и конденсатор 17, который подключен через резистор 18 к выходу выпряиителй 16 и через стабилитрон 19 к управляющему входу пускового узла 10.

Устроиство работает следующим образом.

При подаче на вход устройства напряжения питания U (плавно или скачком) через резистор 13, переход базаэмиттер транзистора 11 и резистор 8 потечет ток. При этом транзистор 11 открывается и через его,переход коллектор-эмиттер и резисторы 14 и 8 также течет ток. По мере нарастания . напряжения питания U этот ток нарастает. При этом увеличивается падение напряжения на резисторе 8, которое через обмотку 3 и резисторы 7 и 9 прикладывается к переходам база-эглиттер транзисторов 5 и б. При достижении этим напряжением определенного уровня один из транзисторов 5, б на-, чинает открываться (тот, у которого меньше сопротивление перехода базаэмиттер). Пусть это будет транзистор 5. Через переход коллектор-эмиттер транзистора 11, резистор 14, половину обмотхи 3, резистор 7 и переход база-эмиттер транзистрра 5 течет пусковой ток. Транзистор 5 открывается еще больше. Это вызывает протекание нарастающего по величине коллекторного тока транзистора 5 от источника первичного питания U через половину первичной обмотки 2 трансформатора I. На всех обмотках трансформатора I начинает появляться нарастающее по величине напряжение.,Ток от обмотки 3 положительной обратной связи совместно с токогл пускового узла 10 еще больше открывают транзистор 5 до тех пор, пока тот не войдет в насыщение. Нарастающий при этом его коллекторный ток вызывает насыщение магнитопровода трансформатора Х, что приводит к изменению полярности на всех его обмотках. В резуль970610 тате этого напряжение обмотки 3 начинает закрывать транзистор 5 и открывает транзистор б. При этом через переход база-эмиттер транзситора б одновременно протекают токи от обмотки 3 и от первичного источника 5 питания U через пусоковй узел 10 и резистор 9, что способствует ускорению процесса открывания транзистора б и закрывания транзистора 5. для ограничения сквозного тока через 10 переходы база-эмиттер транзисторов 5 и б, возникающего от рассасывания неосновных носителей в базе закрывающегося транзистора, .и для уменьшения обратного напряжения на перехо- 15 де база-эмиттер закрытого транзистора сопротивление базовой цепи разделено на три одинаковые по величине части (резисторы 7, 8 и 9). В дальнейшем процесс переключения 20 транзисторов 5 и б преобразователя периодически повторяется.

В отличие от всех известных устройств в предлагаемом автогенераторе пусковой ток (через пусковой узел 10 и поочередно базовую цепь каждого из переключающих транзисторов 5 и 6) протекает в течение всего пускового процесса практически до окончательного выхода автогенератора на режим устойчивых автоколебаний. Причем по мере роста напряжения первичного питания, а следовательно, и коллекторного тока транзисторов 5 и б преобразователя, пусковой ток в устройстве не уменьшается, а нарастает. Этим обеспечивается надежный запуск преобразователя независимо от скорости и времени нарастания напряжения первичного питания, изменения в широких пределах темпе- 40 ратуры окружающей среды, а также характера нагрузки.

Пусковой узел 10 со временем отключается. В предлагаемом устройстве отключение пускового узла 10 проис- 45 ходит не до окончания пускового процесса, а лишь когда автогенератор выйдет (или почти выйдет) на режим устойчивых автоколебаний. Только тогда напряжения U> будет достаточно 5р (U> - напряжение, выпрямленное выпряьа телем 16 с обмотками 4 трансформатора 1) для пробоя стабилтрона 19.

Стабилитрон 19 лавинообразно пробивается, и протекающий через него ток открывает транзистор 12, который до окончания процесса запуска автогенератора был закрыт благодаря соединению его базы с эмиттером через резистор 15 и совершенно не влиял на запуск..Транзистор 12 своим переходом коллектор-эмиттер шунтирует переход база-эмиттер транзистора 11.и закрывает его. При этом напряжение на переходе база-эмиттер транзситора 11 уменьшается, чего вполне достаточно для его надежного закрывания.

Резистор 18 служит для ограничения тока через стабилитрон 19. В отличие от известных схем, конденсатор 17. совершенно не влияет на процесс запуска.автогенератора и служит лишь для фильтрации напряжения, выпрямляемого выпрямителем 16 только на короткое время (порядка 0,1—

2 мкс) переключения автогенератора, чем предотвращается периодическое включение узла 10 запуска во время работы автогенератора в режиме устойчивых автоколебаний.

Формула изобретения

Двухтактный преобразователь напряжения, содержащий инверторную ячейку на силовых транзисторах, одни иэ силовых электродов которых объединены и подсоединены к первомУ входному выводу, а другие подключены к выход-. ному трансформатору, имеющему дополнительную обмотку, через выпрямитель и емкостный фильтр, связанную с эмиттер-базовым переходом пускового транзистора, база и коллектор которого через соответствующие резисторы подключены к второму входному выводу, а эмиттер связан с обмоткой обратной связи, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности в широком диапазоне изменений условий работы, параллельно эииттербазовому переходу пускового транзис-. тора подключена силовая цепь введенного запирающего транзистора, эмиттер которого подсоединен к средней точке обмотки обратной связи, а управляющий эмиттер-базовый переход, зашунтированный резистором, через введенныи стабилитрон подсоединен к емкостному фильтру. источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СНА Р 3411108, кл. 331-113, 1967.

2. Патент США Р 3516020, кл. 331-113, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

Ð 452900, кл. Н 02 М 1/08, 1975.

4. Вересова Г.П. и Смурякова 0.Л.

Стабилизированные источники питания радиоэлектронной аппаратуры. M.

"Энергия", 1978, с. 143-145, рис.б14.

970610

Составитель Т.Ершова

Техред М.Контура Корректор g.âàòðóøêèíà

Редактор Л.Пчелинская

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4

Закаэ 8418/72 Тираж 721 Подписное

ВНИИПЙ Государственного комитета СССР .по делам Изобретений и открытий

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