SU1417136A1 - D.c. voltage single-ended transistor converter - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к преобразованию энергии, и может быть использовано во вторичных источниках питани . Цель изобретени  - повышение КПД. Преобразователь содержит силовой транзистор 1, подсоединенный к входным вьшодам под силовой трансформатор 2. Вторична  обмотка силового трансформатора 2 зйшунтирозана последовательной цепью, состо щей из конденсатора 10 и ершовых цепей дополни-- тельных транзисторов .3,4. Принудительное уменьшение скорости спада напр жени  на вторичной обмотке трансформатора 2 при приближении его к нулю исключает резкий переход магнитного потока в сердечнике через нуль, в результате чего исключаютс  по вление ЭДС само шдукции и возбуждение во вторичной обмотке пар-азитных колебаний с частотой и амплитудой, определ емой параметрами контура, состо щего из индуктивности обмотки трансформатора 2 и емкости закрытого диода 8. 2 ил. с «The invention relates to electrical engineering, in particular to energy conversion, and can be used in secondary power sources. The purpose of the invention is to increase efficiency. The converter contains a power transistor 1 connected to the input terminals under the power transformer 2. The secondary winding of the power transformer 2 is connected to a serial circuit consisting of a capacitor 10 and the tertiary circuits of the additional transistors .3.4. The forced decrease in the voltage decay rate on the secondary winding of transformer 2 as it approaches zero eliminates a sharp transition of the magnetic flux in the core through zero, which eliminates the appearance of EMF self-shaking and excitation in the secondary winding of steam-oscillations with frequency and amplitude the parameters of the circuit consisting of the inductance of the winding of the transformer 2 and the capacitance of the closed diode 8. 2 Il. with "

Description

JJ

tjKsAtjKsA

к:«1to: "1

00 0500 05

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитани  дл  преобразовани  посто нного напр жени .The invention relates to electrical engineering and can be used in secondary power supply systems for converting a constant voltage.

Цель изобретени  - по.вышение КПД,The purpose of the invention is to increase the efficiency,

На фиг. 1 показана электрическа  схема предлагаемого преобразовател ; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу,FIG. 1 shows the electrical circuit of the proposed converter; in fig. 2 - time diagrams that show his work,

Однотактный транзисторный преобразователь (фиг. 1) содержит силовой транзистор 1, силовой трансформатор 2;, первый 3 и второй 4 дополнительные тр.анзисторы, первую 5 и вторую 6 дио- дно-резистивные цепи, резистор 7, выпр мительный диод 8, диод 9, конденсатор 10 и блок 11 управлени .The single-ended transistor converter (Fig. 1) contains a power transistor 1, a power transformer 2 ;, the first 3 and second 4 additional transformers, the first 5 and second 6 diode-resistive circuits, a resistor 7, a rectifying diode 8, a diode 9 , capacitor 10 and control unit 11.

В коллектор транзистора 1 включена первична  обмотка трансформатора 2, один вывод вторичной обмотки которого соединен с эмиттерами транзисторов 3 и 4 и анодами диодов 8 и 9, а другой вывод подключен к входу диод- но-резистивной цепи 5 и одному из выводов конденсатора 10, Другой вьшод конденсатора 10 подключен к катоду диода 9 и,входу диодно-резистивной це пи 6,The collector of transistor 1 includes the primary winding of transformer 2, one output of the secondary winding of which is connected to the emitters of transistors 3 and 4 and the anodes of diodes 8 and 9, and the other output is connected to the input of the diode-resistive circuit 5 and one of the terminals of the capacitor 10, the Other The capacitor 10 is connected to the cathode of diode 9 and, to the input of diode-resistive circuit 6,

База транзистора 3 соединена с выходом диодно-резистивной цепи 5, а его коллектор - с выходом диодно - резистивной цепи 6 и базой транзистора 4, коллектор которого через резис- .тор 7 подключен к средней точке диодно-резистивной цепи 6,The base of transistor 3 is connected to the output of diode-resistive circuit 5, and its collector is connected to the output of diode-resistive circuit 6 and the base of transistor 4, the collector of which is connected through resistor 7 to the midpoint of diode-resistive circuit 6,

Дополнительна  управл юща  обмотка трансформатора подключена к входу блока 11 управлени , выход которого соединен с базой транзистора 1,The additional control winding of the transformer is connected to the input of the control unit 11, the output of which is connected to the base of transistor 1,

.Однотактный транзисторный преобразователь посто нного напр жени  работает следующим образом.The one-touch constant-voltage transistor converter operates as follows.

Транзистор 1, управл емьм импульсами блока управлени , переключает ток, создаваемый источником питани  Е в первичной обмотке трансформатора 2,The transistor 1, controlled by the pulses of the control unit, switches the current generated by the power source E in the primary winding of the transformer 2,

Вследствие такой коммутации во вторичной и дополнительной обмотках трансформатора 2 генерируютс  импульсы напр жени  (фиг. 2а),Due to such switching, voltage pulses are generated in the secondary and secondary windings of the transformer 2 (Fig. 2a).

В интервале времени t - t j когда транзистор 1.открыт и в магнитном поле сердечника трансформатора 2 накапливаетс  энерги , на вторичной обмотке наводитс  напр жение отрицательной пол рности, которым закрьюа5In the time interval t - t j, when the transistor 1. is open and energy is accumulated in the magnetic field of the core of the transformer 2, a negative polarity is induced on the secondary winding, which is closed

ютс  диод1)1 8 и 9, Ток, проходшций - через диодно-резистивную цепь 5, открывает транзистор 3, которьш шунтирует управл ющий вход транзистора 4, поэтому через конденсатор 10 протекает небольшой ток, ограниченный высо- коомным резистором диодно-резистивной цепи 6, и напр жение на конденсатореDiode 1) 1 8 and 9, the current passing through the diode-resistive circuit 5, opens the transistor 3, which shunts the control input of the transistor 4, therefore a small current flowing through the capacitor 10 is limited by the high-resistance resistor of the diode-resistive circuit 6, and the voltage across the capacitor

д 10 измен етс  незначительно.The g 10 changes slightly.

Во врем  закрытого состо ни  тран- зистора 1 (интервал, времени tj - t.) энерги  трансформатора 2 успевает полностью разр дитьс  в нагрузку. НаDuring the closed state of transistor 1 (interval, time tj - t.), The energy of transformer 2 has time to completely discharge into the load. On

5 интервале времени t t, на вторичной обмотке наводитс  положительное напр жение, которое открывает диод 8, создава  выходной ток, и диод 9 зар жа  конденсатор 10 (фиг, 2, в),5, the time interval t t, a positive voltage is induced on the secondary winding, which opens the diode 8, creating an output current, and a diode 9 charging a capacitor 10 (FIG. 2, b),

0 При этом диоды диодн.о-резистивных цепей 5 и 6 и транзистор 3 запираютс , блокиру  инверсные токи через транзистор 4«0 In this case, the diodes of diode-resistive circuits 5 and 6 and the transistor 3 are locked, blocking the inverse currents through the transistor 4 "

По окончании разр да энергии тран-5 сформатора (момент времени t) напр жение на вторичной обмотке трансфо.р- матора 2 уменьшаетс ,, поэтому диоды 8 и 9 закрываютс  Пр.и зпменьшении напр жени  До величин;ы U с ta дбAt the end of the discharge of the energy of the trans-5 format (time point t), the voltage on the secondary winding of the transformer 2 decreases, therefore, diodes 8 and 9 are closed and the voltage is reduced to values; s U with ta db

0 где Uc.(o - напр жение на конденсато ре 10; и д {, - падение напр жени  на диоде диодно-резистивной цепи 6, напр жение на эмиттере транзистора 4 становитс  меньше напр жени  на его коллекторе, поэтому через транзистор 4 начинает проходить ток (фиг. 2.6) разр да конденсатора 10,что обеспечивает плавную траекторию уменьшени  напр жени  вторичной обмотки до нул ,0 where Uc. (O is the voltage on the capacitor 10; and q {, is the voltage drop on the diode of the diode-resistive circuit 6, the voltage on the emitter of the transistor 4 becomes less than the voltage on its collector, therefore through the transistor 4 it starts the current (Fig. 2.6) of the discharge of the capacitor 10, which provides a smooth path for reducing the voltage of the secondary winding to zero,

„ По окончании разр да всех элементов до следующего включени  транзистора 1 токи и напр жени  на элементах отсутствуют."At the end of the discharge of all elements until the next switching on of the transistor, there are no currents and voltages on the elements.

Таким образом, принудите,1ьное уменьшение скорости спада напр жени  на вторичной обмотке при приближении его к нулю иск.лючает розкий переход магнитного потока в сердечнике трансформатора 2 через нулЬэ в результа0 те чего исключаетс  по вление ЭДСThus, force a decrease in the voltage decay rate on the secondary winding when it approaches zero. It causes a rosy transition of the magnetic flux in the core of the transformer 2 through zero, which prevents the appearance of EMF

самоиндукции, а следовательно, и возбуждение во вторичной обмотке (фиг. 2ja, штрихова  лини ) паразитных колебаний с частотой и амплитудой,self-induction, and hence the excitation in the secondary winding (Fig. 2ja, dashed line) of parasitic oscillations with frequency and amplitude,

5 определ емой параметрами контура, состо щего из индуктивности вторичной обмотки трансформатора 2 и емкости закрытого диода 8,5 defined by the parameters of the circuit consisting of the inductance of the secondary winding of the transformer 2 and the capacitance of the closed diode 8,

Напр жение на конденсаторе 10 (фиг. 2, в) обеспечивает управление транзистором 4 только в момент времени Ц , т.е. в момент спада напр жени  на вторичной обмотке трансформатора 2, не создава  затрат энергии в остальное врем  паузы (t - t) что повышает КПД.The voltage on the capacitor 10 (Fig. 2, c) provides control of the transistor 4 only at the time point C, i.e. at the time of the voltage drop on the secondary winding of the transformer 2, without creating energy costs during the rest of the pause time (t - t), which increases efficiency.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Однотактный-транзисторный преобразователь посто нного напр жени , содержащий силовой трансформатор, первична  обмотка которого через силовой транзистор подключена к входным выводам преобразовател , а вторична  обмотка через выпр мительный диод соединена с выходными выводами преобразовател , блок управлени , подключенный выходом к базе силового транзистора, конденсатор и два дополнительных транзистора, база первого из которых через последовательно соеаA single-phase constant-voltage transistor converter containing a power transformer, the primary winding of which is connected via a power transistor to the input terminals of the converter, and the secondary winding is connected to the output terminals of the converter, a control unit connected by an output to the base of the power transistor, a capacitor and two additional transistors, the base of the first of which is sequentially connected диненные первые диод и резистор сое- Д1шена с первым выводом вторич :ой обмотки силового трансформатора, а коллектор первого дополнительного транзистора соединен с базой второго дополнительного транзистора и через последовательно соедш енные вторые диод и резистор подключен к первомуThe first diode and the resistor of the diode are connected to the first output of the secondary: the first winding of the power transformer, and the collector of the first additional transistor is connected to the base of the second additional transistor and is connected to the first diode through the series Q выводу конденсатора, второй вьшод которого соединен с перБЫм выводом вторичной обмотки силового трансформатора , о тличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД, введенThe Q terminal of the capacitor, the second output of which is connected to the FULL terminal of the secondary winding of the power transformer, distinguished by the fact that, in order to increase the efficiency, 5 третий диод и третий резистор, эмиттеры первого и второго дополнительных транзисторов соединены с йторым выводом вторичной обмотки силового трансформатора и через третий диод с5 the third diode and the third resistor, the emitters of the first and second additional transistors are connected to the second output of the secondary winding of the power transformer and through the third diode with 0 первым выводом конденсатора, а кол- лектор второго дополнительного транзистора через третий резистор подключен к точке соединени  второго диода с вторым резистором.0 by the first terminal of the capacitor, and the collector of the second additional transistor is connected via a third resistor to the connection point of the second diode with the second resistor. иand tli.tli.