RU1777212C - Однотактный стабилизированный преобразователь посто нного напр жени - Google Patents
Однотактный стабилизированный преобразователь посто нного напр жениInfo
- Publication number
- RU1777212C RU1777212C SU904847008A SU4847008A RU1777212C RU 1777212 C RU1777212 C RU 1777212C SU 904847008 A SU904847008 A SU 904847008A SU 4847008 A SU4847008 A SU 4847008A RU 1777212 C RU1777212 C RU 1777212C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resistor
- transformer
- transistor
- capacitor
- switching transistor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Использование: вторичные источники электропитани аппаратуры. Сущность изобретени : повышение КПД в широком диапазоне изменени нагрузок путем снижени потерь в цеп х бло- кинг-генератора уменьшением частоты переключений коммутирующего транзистора . В преобразователе обеспечиваетс отключение цепи запуска коммутирующего транзистора от источника питани на врем накоплени и отда чи энергии в нагрузку и на интервале ожидани , увеличивающегос при увеличении сопротивлени нагрузки. 1 ил.
Description
Изобретение относитс к электронике и может быть использовано как источник вторичного электропитани .
Известны аналогичные устройства (смотри а.с.СССР N 1396219, 1988; а.с.СССР № 1365288, 1988, за вки Японии: № 59-37668, ИСМ, № 8, 1985, с.81, № 59-32992, ИСМ. № 6, 1985, с.88, № 60-31187, ИСМ, № 3, 1986, с.55), в основу которых положен принцип преобразовани высокого питающего напр жени ,обычно выпр мленного напр жени электрической сети 220 вольт, в одно или несколько низковольтных напр жений с помощью одно- тактного преобразовател посто нного напр жени (блокинг-генератора), Дл стабилизации выходных напр жений используетс принцип изменени длительности импульсов, формируемых блокинг-генератором при изменении сопротивлени нагрузки.
Из известных устройств наиболее близким по технической сущности вл етс однотактный стабилизированный преобразователь посто нного напр жени , описанный в а.с.СССР № 1396219, ИСМ, № 16, 1988, с.З1.
Он содержит коммутирующий транзистор , импульсный трансформатор, резистор базового смешени , т.е. блокинг- генератор, работающий в автоколебательном режиме, выпр митель импульсного напр жени , емкостный накопитель и элементы цепи обоатной св зи дл стабилизации выходного напр жени , ключевой каскад в цепи резистора запуска коммутирующего транзистора , разрывающий цепь запуска в интервалах накоплени и отдачи энергии трансформатором.
Недостатком данного устройства вл етс низкий КПД из-за увеличени частоты коммутации коммутирующего
(Л
С
VI
VI
VJ
Ю
ю
трсзнзистора с увеличением сопротивлени нагрузки или в режиме холостого хода.
Цель изобретени - повышение КПД однотактного стабилизированного преобразовател посто нного напр жени в широком диапазоне изменени нагрузок .
Поставленна цель достигаетс тем, что однотактный стабилизированный преобразователь посто нного напр жени , содержащий трансформатор, первична обмотка которого включена в коллекторную цепь коммутирующего транзистора, эмиттер которого подключен через датчик тока к общей шине питани , выходна обмотка трансформатора через выпр митель соединена с накопительным конденсатором, с выводами дл подключени нагрузки и с входом блока управлени , выход которого соединен с базой регулирующего транзистора и через первый резистор подключен к эмиттеру коммутирующего транзистора, эмиттер регулирующего транзистора подключен к общей шине питани , а коллектор - к базе коммутирующего транзистора, через второй резистор и базовую обмотку трансформатора - к общей шине питани и резистор запуска с выходом ключевого каскада, включенного последовательно с резистором запуска между базой коммутирующего транзистора и положительной шиной питани , ко входу ключевого каскада через дополнительные резисторы подключен двухполу- периодный выпр митель, выполненный по мостовой схеме и соединенный с дополнительной обмоткой трансформатора, в него введено устройство регулировани паузы между импульсами, уменьшающее частоту коммутации коммутирующего транзистора с увеличением сопротивлени нагрузки или в режиме холостого хода, содержащее стабилитрон, катод которого соединен с дополнитель ным резистором и анодом диода двух- полупериодного выпр мител инверсного плеча, а анод - с первой обклад кой конденсатора, втора обкладка конденсатора соединена с положительной шиной питани .
Предлагаемый однотактный стабилизированный преобразователь посто нного напр жени отличаетс от известного тем, что в него введено устройство регулировани паузы между им0
5
0
5
0
5
0
5
0
5
пульсами, уменьшающее частоту коммутации коммутирующего транзистора г. увеличением сопротивлени нагрузки или в режиме холостого хода, содержащее стабилитрон, катод которого соединен с дополнительным резистором и анодом диода инверсного плеча двух- полупериодного выпр мител , а анод - с первой обкпадкой конденсатора, втора обкладка конденсатора соединена с положительной шиной питани .
Это позволило уменьшить частоту коммутации коммутирующего транзистора с увеличением сопротивлени нагрузки или в режиме холостого хода путем увеличени длительности паузы между импульсами, снизить величину среднего тока запуска коммутирующего транзистора и этим самым увеличить КПД устройства.
Указанные отличительные признаки предлагаемого устройства от прототипа и привод т к положительному эффекту .
На чертеже представлена принципиальна схема однотактного стабилизированного преобразовател посто нного напр жени .
Устройство содержит трансформатор 1, первична обмотка 2 которого включена в коллекторную цепь коммутирующего транзистора 3, эмиттер которого подключен через датчик тока k к общей шине питани , выходна обмотка 5 трансформатора через выпр митель 6 соединена с накопительным конденсатором 7, с выводами дл подключени нагрузки 8 и с входом блока управлени 9, выход которого соединен с базой регулирующего транзистора 10 и через первый резистор 11 подключен к эмиттеру коммутирующего транзистора 3, эмиттер регулирующего транзистора соединен с общей шиной питани , а коллектор - с базой коммутирующего транзистора, через второй резистор 12 и базовую обмотку 13 трансформатора с общей шиной питани и резистор запуска 1 с выходом ключевого каскада 15, включенного последовательно с резистором запуска между базой коммутирующего транзистора и положительной шиной питани , к входу ключевого каскада через дополнительные резисторы 16 подключен двухполу- периодный выпр митель 17, выполненный по мостовой схеме и соединенный с дополнительной обмоткой 18 трансформаЬ1
тора, катод стабилитрона 19 соединен с дополнительным резистором и анодом диода инверсного плеча двухполупери- одного выпр мител , а анод с первой обкладкой конденсатора 2С, втора обкладка конденсатора соединена с положительной шиной питани .
Функционирование однотактного стабилизированного преобразовател посто нного напр жени .
В предлагаемом однотактном преобразователе напр жени имеет место обратное включение выпр мительного диода б, и интервалы накоплени энергии в трансформаторе 1 разнесены во времени с интервалами передачи накопительной энергии в нагрузку. При подключении источника электропитани к блокинг-генератору последний начинает генерировать импульсы. Период коммутации коммутирующего транзистора 3 складываетс из трех временных интервалов:
Т Ч + tn + t0;K
где tн - врем накоплени энергии в трансформаторе 1;
L п - врем передачи энергии в нагрузку;
t-0)tc - врем ожидани , когда коммутирующий транзистор 3 закрыт и вс накопленна трансформатором энерги передана в нагрузку. С началом формировани каждого импульса эмиттерный ток коммутирующег транзистора 3 создает нарастающее напр жение на датчике тока 4. При определенном напр жении на датчике тока k открываетс регулирующий транзистор 10, шунтирует базовую цепь коммутирующего транзистора 3, который запираетс . Начинаетс передача накопленной энергии из транс- Форматора 1 через обмотку 5 и выпр митель б в накопительный конденсатор 7 и нагрузку 8. С увеличением напр жени на накопительном конденса торе 7 до номинального значени блок управлени 9 воздействует на управл ющий транзистор 1C и уменьшает его порог отпирани . Благодар этому транзистор 3 отпираетс на меньшее врем , сокращаетс интервал th. С увеличением напр жени на накопительном конденсаторе 7 сокращаетс и врем передачи анергии из трансфорПМ
матора 1 в накопительный компенсатор 7, т.е. сокращаетс интервал tn.
Ток через резистор 1 и ключевой каскад 15 протекает только в режиме запуска, а все остальное врем , т.е.
на интервалах tK,
tn и
-ох
через
0
С
0
5
0
5
0
5
них не протекает. Отсутствие токов через резистор 1 и ключевой каскад 15 на интервалах tH, tn и t0;k обеспечиваетс воздействием цепей 1б, 17, 18, 19 и 20 путем открывани входного транзистора ключевого каскада 15.
На этапе t с пр мого плеча дополнительной обмотки 18 трансформатора 1 отрицательное напр жение через нижние диод 17 и резистор 16 отпирает входной транзистор ключевого каскада 15. Запираетс основной (выходной ) транзистор ключевого каскада 15 и ток через резистор запуска не протекает.
На этапе tn отрицательное напр жение , отпирающее входной транзистор ключевого каскада 15, подаетс с инверсного плеча дополнительной обмотки 18 трансформатора 1 через верхние диод 17 и резистор 1б. Оп ть ток через основной (выходной) транзистор ключевого каскада 15 и резистор отсутствует.
На этом же этапе tn отрицательное напр жение с инверсного плеча дополнительной обмотки 18 трансформатора через верхний диод 17 прикладываетс к последовательно включенным стабилитрону 19 и конденсатору 20. Стабилитрон отпираетс и конденсатор 20 подзар жаетс .
По окончании этапов t H и t п воздействие на ключевой каскад 15 со стороны дополнительной обмотки 18 трансформатора 1 прекращаетс . Однако конденсатор 20, подзар женный на этапе tn, начинает разр жатьс по цепи: верхн обкладка конденсатора 20, переход эмиттер-база входного транзистора ключевого каскада 15 верхний резистор 16, стабилитрон 19, нижн обкладка конденсатора 20. Так как стабилитрон 19 дл тока разр де ) конденсатора 20 находитс в пр мом (диодном) включении, то конденсатор 20 разр жаетс почти полностью. Разр жающийс конденсатор 20 удерживает входной транзистор ключевого каскада 15 в открытом состо нии, что обеспечивает закрытое состо ние основного (выходного) транзистора клю чсвого каскада 15 и отсутствие тока через резистор запуска 14. Так формируетс этап t0. На всех этапах t4, tn и дл обеспечени непротекани тока через ключевой каскад 15 и резистор запуска-14 имеетс воздействие на ключевой каскад 15.
С увеличением сопротивлени нагруз ки 8 или же при ее полном отключении (режим холостого хода) интервалы t и и t. n существенно сокращаютс и блокинг-генератор стремитс работать с большей частотой, что увеличивало бы потребление энергии цеп ми запуска и, как следствие снижение КПД. Кроме того, с уменьшением tH и tn длительность фронтов становитс соизмеримой с длительностью импульсов, что увеличивает паразитный расход энергии во всех цеп х блокинг-гене- ратора.
Однако с увеличением сопротивлени нагрузки 8 и увеличением, как следствие, напр жени на накопительном конденсаторе 7 увеличиваетс амплитуда импульсов напр жени на выходной обмотке 5,а следовательно, и на инверсной части дополнитель- ной обмотки 18 трансформатора 1 в интервале tn передачи энергии из трансформатора 1 в накопительный конденсатор 7. Дальнейшее увеличение напр жени на накопительном конденса торе 7 приводит к .увеличению напр жени на конденсаторе 20, что приводит к увеличению интервала tOJ( и в конечном итоге, к снижению частоты срабатывани блокинг-генератора. С уменьшением частоты срабатывани блокинг-генератора уменьшаетс паразитное потребление энергии блокинг- генератором, что увеличивает КПД устройства.
Введение в устройство стабилитрон 19 с конденсатором 20 существенно увеличивает КПД преобразовател в режимах большого сопротивлени нагрузки или холостого хода. Проведен-
Claims (1)
- ные лабораторные испытани подтверждают изложенное. TO|C , потребл емый устройством в режиме холостого хода, с введением предлагаемых элементов, уменьшаетс на (15-25К. Формула изобретениОднотактный стабилизированный прь образователь посто нного напр жени , содержащий трансформатор, первична обмотка которого включена в коллекторную цепь коммутирующего транзистора , эмиттер которого подключен через датчик тока к общей шине питани , выходна обмотка трансформатора через выпр митель соединена с накопительным конденсатором,с выводами дл подключени нагрузки и с входом блока управлени , выход которого соединен с базой регулирующего транзистора и через первый резистор подключена к эмиттеру коммутирующего транзистора, эмиттер регулирующего транзистора содинен с общей шиной питани , коллектор - с базой коммутирующего транзистора , а через второй резистор и базовую обмотку трансформатора - с общей шиной питани , и резистор запуска - с выходом ключевого каска да, включенного последовательно с резистором запуска между базой коммутирующего транзистора и положительной шиной питани , к входу ключевого каскада через дополнительные резисторы подключен двухполупериодный выпр митель, выполненный по мостовой схеме и соединенный с дополнительной обмоткой трансформатора,, отличающийс тем, что, с целью повышени КПД в широком диапазоне изменение нагрузок, в него введены стабилитрон и конденсатор, причем катод стабилитрона соединен с дополнительным резистором и анодом диода инверсного плеча двухполупериодного выпр мител , а анод - с первой обкладкой конденсатора, втора обкладка конденсатора соединена с положительной шиной питани .n
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904847008A RU1777212C (ru) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | Однотактный стабилизированный преобразователь посто нного напр жени |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904847008A RU1777212C (ru) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | Однотактный стабилизированный преобразователь посто нного напр жени |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1777212C true RU1777212C (ru) | 1992-11-23 |
Family
ID=21525225
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904847008A RU1777212C (ru) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | Однотактный стабилизированный преобразователь посто нного напр жени |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1777212C (ru) |
-
1990
- 1990-07-04 RU SU904847008A patent/RU1777212C/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР Vf 1365288. кл. Н 02 м 3/335, 1988. Авторское свидетельство СССР № 1362219, кл. Н 02 н 3/335, 1988. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4500481B2 (ja) | スイッチング電源 | |
CN100420136C (zh) | 开关电源装置 | |
USRE45862E1 (en) | Power conversion integrated circuit and method for programming | |
KR100405118B1 (ko) | 스위치모드전원장치 | |
KR100971581B1 (ko) | Dc-dc 컨버터 | |
KR100703821B1 (ko) | 스위칭 파워 서플라이 | |
US11611282B2 (en) | Switching power circuit for charging a battery | |
US7106602B2 (en) | Switching-bursting method and apparatus for reducing standby power and improving load regulation in a DC—DC converter | |
KR100544265B1 (ko) | Ac/dc 컨버터 및 이를 이용한 전원 시스템 | |
KR101542645B1 (ko) | 온 시간 샘플링 방지 | |
CN111010035B (zh) | 开关电源用半导体装置以及ac-dc变换器 | |
JP2020048333A (ja) | 電源制御装置 | |
US4672516A (en) | Primary side clock single-ended forward converter with connectible secondary circuits and having switchable actual value feed for the output voltage control | |
JPH07308065A (ja) | 電源装置 | |
US20080007976A1 (en) | Power supply device and electric appliance provided therewith | |
KR101431143B1 (ko) | 전력 변환기, 그 스위칭 제어 장치 및 구동 방법 | |
US20140098571A1 (en) | Saturation prevention in an energy transfer element of a power converter | |
RU1777212C (ru) | Однотактный стабилизированный преобразователь посто нного напр жени | |
JP3613731B2 (ja) | 無負荷時省電力電源装置 | |
RU2269858C1 (ru) | Блок вторичного электропитания | |
RU2073302C1 (ru) | Преобразователь постоянного напряжения | |
RU2269859C1 (ru) | Блок вторичного электропитания | |
KR930005928Y1 (ko) | 스위칭 트랜지스터의 베이스 구동회로 | |
JP2024010833A (ja) | 同期整流制御装置 | |
RU2178233C1 (ru) | Источник вторичного электропитания |