SU1735980A1 - Преобразователь посто нного напр жени в посто нное - Google Patents
Преобразователь посто нного напр жени в посто нное Download PDFInfo
- Publication number
- SU1735980A1 SU1735980A1 SU904826409A SU4826409A SU1735980A1 SU 1735980 A1 SU1735980 A1 SU 1735980A1 SU 904826409 A SU904826409 A SU 904826409A SU 4826409 A SU4826409 A SU 4826409A SU 1735980 A1 SU1735980 A1 SU 1735980A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- power
- voltage
- transistor switch
- transistor
- output
- Prior art date
Links
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Использование: во вторичных источниках питани , работающих от сети посто нного тока с резкомен ющимс напр жением, например от выпр мленной промышленной сети переменного тока , и может быть использовано в ав томатике, телемеханике и средствах вычислительной техники в качестве преобразовател вторичного источника питани .. Сущность изобретени : устройство содержит силовой транзисторный ключ 1, запирающий транзистор 5, цепь отоицательной обратной св зи 22, силовой трансформатор 9, параллельно включенные диод 13 и конденсатор 14 - с первым выводом обмотки положительной обратной св зи этого трансформатора . Введены вспомогательный выпр митель 4 и емкостной накопитель 6. Выполнение компаратора напр жени (3)совмещенным с триггером обеспечивает надежное запирание силового транзисторного ключа и повышают быстродействие. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. (Л
Description
Изобретение относитс к электротехнике , в частности к преобразовател м напр жени вторичных источников питани , работающих от сети посто нного тока с резко мен ющимс напр жением , например от выпр мленной промышленной сети переменного тока, и может быть использовано в автоматике телемеханике и средствах вычислительной техники в качестве преобразовател напр жени вторичного источника питани .
Известен преобразователь напр жени , содержащий силовой транзисторный ключ, накопительный трансформатор, у
которого первична обмотка подключена между коллектором силового транзисторного ключа и потенциальным выводом выпр мител сетевого напр жени , обмотка положительной обратной св зи соединена первым выводом через дроссель с базой силового транзисторного ключа, а вторым выводом через последовательно соединенные резистор и конденсатор, зашунтиро- ванный двум диодами, - с эмиттером силового транзисторного ключа, вторична обмотка через выпр митель, емкостной накопитель и сглаживающий фильтр соединена с цепью нагрузки,
1
iO
Јп
х
30
датчик тока и тиристор, вл ющийс одновременно компаратором напр же- ни и элементом принудительного запирани силового транзисторного ключа последнее совместно с накопительным конденсатором.
Недостатками такого преобразовател вл ютс изменение порога срабатывани компаратора напр жени , выполненного на тиристоре, при изменении условий окружающей среды; ограниченность частотного диапазона преобразовател ввиду необходимости применени высокочастотного тиристора; необходимость первичного запуска от сети и последующее его вли ние на работу преобразовател .
Известен преобразователь напр жени .содержащий накопительный трансформатор , силовой транзистор, пускоч вой узел, выпр мительные диоды и сглаживающие конденсаторы цепей нагрзок , врем задающий конденсатор, первый и второй резисторы, накопительный конденсатор, запирающий транзистор , ,мпаратор, выполненный по схеме- транзисторного аналога однопереход- ного транзистора, согласующий блок, вспомогательный выпр митель, первый и. второй источники опорного напр жени , первый и второй управл ющие транзисторы, измерительный конденсатор . При этом в трансформаторе нар д с первичной, базовой и нагрузочной обмотками имеютс управл ющие и измерительные обмотки.
Основным недостатком данного преобразовател вл етс его относительна сложность.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс преобразователь напр жени , содержа- .щий силовой транзисторный ключ, накопительный трансформатор с немагнитным зазором в магнитопроводе, первична обмотка которого одним выводом соединена с источником питани , а другим - с коллектором силового транзисторного ключа, эмиттер которого соединен через резисторный датчик тока с общей шиной, а через резистор - с транзисторным компаратором напр жени , выход которого подключен между общей шиной и базой силового транзисторного ключа, с которой сое- динен также через параллельно включенные диод и конденсатор первый вывод обмотки положительной обратной св зи накопительного силового транс
1 ,
. у
15
20
7359804
форматора, второй вывод которой соеди-/ нен с общей шиной.. ,
Недостатками известного преобразо- вател напр жени вл ютс : относительно большое врем запирани силового транзисторного ключа, так как транзисторный компаратор по входу управл етс током эмиттера силового
IQ транзисторного ключа, запирание которого приводит также к закрыванию компаратора,т.е. к взаимозависимости; при относительно больших токах в первичной обмотке накопительного силового трансформатора и высоких напр -- жени х уменьшаетс надежность работы преобразовател из-за затруднений обеспечени требуемых условий запирани силового транзисторного ключа.
Целью изобретени вл етс обеспечение условий надежного запирани силового транзисторного ключа и повышение его быстродействи , а также уменьшение динамических потерь.
25 Поставленна цель достигаетс тем, что в преобразователь посто нного напр жени в посто нное дополнительно введены вспомогательные выпр митель и емкостной накопитель, а компаратор напр жени выполнен совмещенным с триггером, при этом компаратор напр жени соединен выходом с управл ющим входом запирающего транзистора, а выводом питани - с вспомогательным емкостным накопителем, который через последовательно соединенные четвертый резистор и вспомогательный выпр митель подключен к первому выводу обмотки положительной обратной св зи накопительного силового трансформатора, второй вывод которой подключен к эмиттеру силового транзисторного ключа с
Известное устройство использует принцип кратковременного призакрыва45 ни силового транзисторного ключа и последующее его закрывание за счет регенеративной цепи положительной обратной св зи,а это значит, что при различной величине тока, проте50 кающего через силовой транзисторный ключ и первичную обмотку накопиг/зль- ного силового трансформатора, электромагнитные процессы будут протекать.по разному (по длительности) и поэтому
55 запирание силового транзисторного i ключа будет различно. При относительно высоких напр жени х питани воз- никают услови дл вторичного про- бо в силовом транзисторе и как ре30
35
40
л17
зультат - неуправл емость, а иногла и выход из стро силового транзистор ного ключа.
Предлагаемый преобразователь использует иной принцип, а именно при достижении тока через силовой гран-, эисторный ключ заданной величины компаратор напр жени формирует сигнал на открывание запирающего транзистора , который не зависит от тока, протекающего через сиговой транзисторный ключ, и длительность этого сигнала выбираетс достаточной дл надежного запирани указанного ключа. Это позвол ет создать простое и надежное устройство, не чувствительное к изменени м входного напр жени с относительно малыми динамическими потер ми на силовом транзисторном ключе.
На фиг.1 представлена функциональна схема преобразовател посто нного напр жени в посто нное; на фиг.2 - временные диаграммы, по сн ющие работу устройства.
Преобразователь посто нного напр жени в посто нное содержит силовой транзисторный ключ 1, датчик тока 2, компаратор напр жени 3, выполненный совмещенным с триггером и подключенный входом через резистор k к точке соединени эмиттера силового транзисторного ключа 1 и датчика тока 2, выходом . - к базе запирающего транзистора 5, а выводом питани - к дополнительному вспомогательному емкостному накопителю 6, который через последовательно соединенные вспомогательный выпр митель(диод) 7 и резистор 8 подключен к первому выводу обмотки положительной обратной св зи 9 накопительного трансформатора 10, с этим же выводом через последовательно соединенные резистор 11 и цепь 12, состо щую из диода 13 и конденсатора Н соединена база силового транзисторного ключа 1, к которой подключен также коллектор запирающего транзистора 5, а коллектор силового транзисторного ключа 1 подключен к источнику пи- тани 15 через первичную обмотку 16 накопительного силового трансформатора 10, вторична обмотка 17 которого срединена с нагрузкой 18 через выпр митель 19, емкостной накопитель 20 и сглаживающий фильтр 21, цепь отрицательной обратной св зи 22, подключенную между нагрузкой 18, на которой стабилизируетс напр жение, с одной стороны и входом компаратора 3 и по3U80 6
тенциальным выводом вспомогательно о источника питани 23, состо щего, например, из конденсатора и диода 25, подключенного к первому выводу обмотки положительной обратной св зи 9 накопительного силового трансформатора 10. При этом база силового транзисторного ключа t через резне .ц торы }1 и 26 соединена с потенциальным выводом источника питани 15, а база запирающего транзистора 5 через резистор 27 подключена к точке соединени эмиттера силового транзисторjc ного ключа 1 и датчика тока 2.
Работает устройство следующим образом .
В момент включени источника питани 15 (t0 на фиг.2,а) подаетс нап2о р жение на коллектор силового транзисторного ключа 1 через первичную обмотку 16 накопительного силового трансформатора 10 и на его базу - через резисторы 11 и 26. В этот же мо5 мент силовой транзисторный ключ 1 открываетс до насыщени , так как по цепи источник питани 15, первична обмотка 16 накопительного силового трансформатора 10, переход коллектор-эмиттер силового транзис- , торного ключа 1, датчик тока 2, обща шина, источник питани 16 начинает протекать.
За счет положительной обратной св зи по цепи обмотка положительной 5 обратной св зи 9 накопительного силового трансформатора 10, цепь 12, резистор 11, переход база-эмиттер силового транзисторного ключа 1, обмотка положительной обратной- св зи 9 0 также начинает протекать ток. Развиват етс лавинообразный процесс, в результате которого силовой транзисторный ключ 1 полностью открываетс (см,фиг.2,б) и через него, первичную 5 обмотку 16 накопительного силового трансформатора 10 и датчик тока 2 протекает линейно возрастающий ток, падение напр жени от которого на датчике тока 2 формирует пилообраэ- 0 ную составл ющую сигнала U (см. фиг.2,в). Посто нна составл юща сигнала U- в это врем равна нулю, так как цепь отрицательной обратной св зи 22 имеет большое солротивле- 5 ние, поскольку напр жение на нагрузке 18 к окончанию первого импульса равно нулю. Одновременно от обмотки положительной обратной св зи 9 через вспомогательный дополнительный
выпр митель 7 и резистор 8 зар жаетс вспомогательный дополнительный емкостной накопитель 6 (см.фиг.3, г), зачитывающий компаратор напр жени 3. Величина его емкости 28 выбираетс такой, чтобы накопленной энергии было достаточно дл поддержани в открытом состо нии запирающего транзистора 5 в течение заданного времени, которое зависит и от резистора 29 емкостного накопител 6. В момент времени t (фиг.2,в), когда величина сигнала U достигнет величины Unпорога срабатывани компаратора напр жени 3, последний включаетс и остаетс во включенном состо нии до тех пор, пока не сниметс с него напр жение питани так как он выполнен совмещенным с триггером, т.е. пока не разр дитс дополнительный вспомогательный емкостной накопитель 6 {см.фиг.2,г). Практически в течение этого времени находитс в открытом состо нии запирающий транзистор 5 (см.фиг.2,д), который закорачивает базу силового транзисторного ключа 1 с общей шиной, тем сйным запира его.
Поскольку внутреннее сопротивление открытого запирающего транзистора 5 мало, то процесс запирани силового транзисторного ключа 1 протекает быстро (t на фиг.2,б) и не зависит от сигнала на датчике тока 2. В момент времени t,, закрывани силового транзисторного ключа 1 в первичной обмотке 16 накопительного силового трансформатора 10 возникает ЭДС самоиндукции Uk3 (см.фиг.2,б), вызывающа протекание тока по цепи первый вывод вторичной обмотки 17, выпр - 40 шаетс крутизна пилообразной части
митель 19, емкостной накопитель 20, второй вывод вторичной обмотки 17, который зар жает емкостной накопитель 20 и питает нагрузку 18 после предварительной фильтрации сглаживающим фильтром 21 (см.фиг.2,е). По мере передачи энергии, накопленной в силовом накопительном трансформаторе 10, в цепь вторичной обмотки 17 напр жение в базовой цепи Ug силового транзисторного ключа 1 становитс менее отрицательным и в момент времени t (см,фиг.2,ж) оно достигает напр жени , при котором силовой транзисторный ключ 1 входит в активную зону, но развитию лавинообразного процесса его открывани преп тствуют открытое состо ние выпр мител 19 и разр женный конденсатор 28
напр жени Us (момент времени t.,,, на фиг.2,в), что приводит к увеличению времени открытого состо ни силового транзисторного ключа 1 (мо
моt ,i на фиг.2,б)
45 мент времени
настолько, что вольт-секундна площадь импульса напр жени остаетс посто нной. Таким образом, автоматически обеспечиваетс инвариантнос
50 выходного напр жени к изменени м н р жени Uutl источника питани 15.
На фиг.1 представлено также возможное схемное, решение компаратора напр жени 3. Компаратор напр жени
55 3- состоит из усилител , выполненног на двух транзисторах 30 и 31 разног типа проводимости, и транзисторного ключа, выполненного на транзисторе 32. Резисторы 33 и 3 обеспечивают
5
дополнительного емкостного накопител 6. В момент времени t создаютс услови дл лавинообразного процесса открывани силового транзисторного ключа 1 и он полностью открываетс (см.фиг.2,б). Интервал времени можно регулировать в некоторых пределах резистором 8, так как он позвол ет регулировать ток зар да конденсатора 28 дополнительного емкостного накопител 6 и исключать перегрузку в момент запуска силового транзисторного ключа 1. Далее описанные процессы включени и выключени силового
транзисторного ключа 1 и передачи энергии в цепь нагрузки повтор ютс , По мере- зар да емкостного накопител 20 напр жение на нагрузке увеQ личиваетс и по достижении заданного значени включаетс в цепь отрицательной обратной св зи 27, котора добавл ет в сигнал Ug- посто нную составл ющую Up (см.фиг.2,в после мо5 мента 15) такой величины, чтобы длительность открытого состо ни силового транзисторного ключа 1 была достаточной дл поддержани на нагрузке 18 заданной величины напр жени ий (см. фиг.2,е). С увеличением напр жени
0
5
UUn источника питани 15 (см.фиг.2,а момент времени ts) увеличиваетс крутизна наклона пилообразной части напр жени Ug- (момент времени tg- to на фиг.2,б) настолько, что вольт-секундна площадь импульса напр жени остаетс посто нной. С уменьшением напр жени Uuri источника питани 15 (см.фиг.2,а, момент времени t10) наблюдаетс обратна картина - уменьнапр жени Us (момент времени t.,,, на фиг.2,в), что приводит к увеличению времени открытого состо ни силового транзисторного ключа 1 ( ,i на фиг.2,б)
5 мент времени
настолько, что вольт-секундна площадь импульса напр жени остаетс посто нной. Таким образом, автоматически обеспечиваетс инвариантность
0 выходного напр жени к изменени м напр жени Uutl источника питани 15.
На фиг.1 представлено также возможное схемное, решение компаратора напр жени 3. Компаратор напр жени
5 3- состоит из усилител , выполненного на двух транзисторах 30 и 31 разного типа проводимости, и транзисторного ключа, выполненного на транзисторе 32. Резисторы 33 и 3 обеспечивают
температурные режимы резисторов 31 и 32 соответственно. При этом базы транзисторов 30 и 31, образующих усилитель, соединены с коллекторами транзисторов противоположной проводимости , образу транзисторный аналог тиристора, управл ющий вход которого подключен по входу компаратора напр жени , а анод - к базе транзисторно го ключа 32, эмиттер которого соединен с выводом питани компаратора напр жени 3, а коллектор - с выводом выхода компаратора напр жени 3.
Работает схема следующим образом.
При достижении сигнала и напр жени открывани транзистора 30 он приоткрываетс и его коллекторный ток втекает в базу транзистора 31, приоткрыва его, что способствует увеличению базового тока транзистора 30. Развиваетс лавинообразный процесс , в результате которого оба тран зистора полностью открываютс и в базу ключевого транзистора 32 втекает ток, открывающий его. Открытый транзисторный ключ 32 открывает запирающий транзистор 5. Величиной резистора 29 можно подобрать необходимый ток дл надежного открывани запирающего транзистора 5, а величиной емкости . 28 - врем , в течение которого надо поддерживать запирающий транзистор 5 в открытом состо нии, чтобы надежно закрыть силовой транзисторный ключ 1.
Использование предлагаемого технического решени позволит существенно повысить надежность работы силового транзисторного ключа 1 путем обеспечени условий дл надежного его запирани , а также уменьшить динамические потери посредством более быстрого запирани этого ключа.
Таким образом, общественно-полезный эффект, получаемый от предлагаемого технического решени , состоит в улучшении технических характеристик преобразователей напр жени .
Claims (2)
- Формула изобретени. 1. Преобразователь посто нного напр жени в посто нное, содержащий силовой транзисторный ключ, у которого эмиттер соединен с общей шиной через резисторный датчик тока и с входом .компаратора напр жени через i первый резистор, коллектор соединен с потенциальным выводом источника питани через первичную обмотку накопительного силового трансформатора, вы0505050505полненного с немагнитным зазором.в магнитопроводе, база соединена через второй и третий резисторы с потенциальным выводом источника питани и через второй резистор и параллельно включенные диод и конденсатор - с первым выводом обмотки положительной обратной св зи этого трансформатора, вторична обмотка которого через последовательно включенные выпр ми- - тель, емкостной накопитель и сглаживающий фильтр соединена с целью нагрузки , запирающий транзистор, переход , коллектор -эмиттер которого включен между базой силового транзистор- ногф ключа и общей шиной, цепь отрицательной обратной св зи, подключенную между клеммами стабилизированного выхода преобразовател с одной сторо-. ны и входом компаратора напр жени и потенциальным выводом вспомогательного источника посто нного напр жени с другой стороны, отличающийс тем, что, с целью обеспечени условий надежного запирани силового транзисторного ключа и . повышени его быстродействи , а также уменьшени динамических потерь, в него дополнительно введены вспомогательные выпр митель и емкостной накопитель , а компаратор напр жени выполнен совмещенным с триггером, при этом компаратор напр жени соединен выходом с управл ющим входом запирающего транзистора, а выводом питани - с вспомогательным емкостным накопителем , который через последовательно ( соединенные четвертый резистор и вспомогательный выпр митель подключен к первому выводу обмотки положительной обратной св зи накопительного силового трансформатора, второй вывод которой подключен к эмиттеру силового транзисторного ключа.
- 2. Преобразователь по п.1, о т - личающийс тем, что компаратор напр жени состоит из усилител , выполненного на двух транзисторах разного типа проводимости, и транзисторного ключа, при этом базы транзисторов , образующих усилитель, соединены с коллекторами транзистороа противоположной проводимости, образу транзисторный аналог тиристора, управл ющий вход которого подключен к , входу компаратора, а анод - к базе транзисторного ключа, эмиттер которого соединен с выводом питани компаратора напр жени , а коллектор - с его выходом.JlmimJPIfflfflhШVJ9
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904826409A SU1735980A1 (ru) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | Преобразователь посто нного напр жени в посто нное |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904826409A SU1735980A1 (ru) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | Преобразователь посто нного напр жени в посто нное |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1735980A1 true SU1735980A1 (ru) | 1992-05-23 |
Family
ID=21514813
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904826409A SU1735980A1 (ru) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | Преобразователь посто нного напр жени в посто нное |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1735980A1 (ru) |
-
1990
- 1990-04-06 SU SU904826409A patent/SU1735980A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР М , кл. Н 02 М 3/335, 1985. Р.Бршерт. Обратные преобразователи - решение проблемы созлани дешевых бестрансформаторных источников питани , Электроника, 1978,, IJ 26, с.. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4758937A (en) | DC-DC converter | |
EP0188839B1 (en) | Self-oscillating power-supply circuit | |
EP0387961B1 (en) | A DC-to-AC voltage converter having galvanically separate input and output circuits | |
US20040218405A1 (en) | Dc-to-dc converter | |
US4763236A (en) | DC-DC converter | |
US4124884A (en) | DC to DC converter with regulated input impedance | |
EP0748034A1 (en) | Self-oscillating switching power supply with output voltage regulated from the primary side | |
US3983418A (en) | Drive circuit for power switching device | |
US4277824A (en) | Start-up circuit | |
SU1735980A1 (ru) | Преобразователь посто нного напр жени в посто нное | |
SU970610A1 (ru) | Двухтактный преобразователь напр жени | |
EP0625820A2 (en) | DC converter | |
SU775719A1 (ru) | Импульсный стабилизатор | |
RU2094936C1 (ru) | Преобразователь постоянного напряжения в постоянное | |
SU1739455A1 (ru) | Источник вторичного электропитани | |
SU1755353A1 (ru) | Однотактный обратноходовой преобразователь посто нного напр жени в посто нное | |
RU2107185C1 (ru) | Устройство для заряда накопительной емкости в электросистеме двигателя внутреннего сгорания | |
RU2069444C1 (ru) | Однотактный стабилизирующий преобразователь постоянного напряжения (варианты) | |
SU1594664A1 (ru) | Преобразователь посто нного напр жени в посто нное | |
SU1705992A1 (ru) | Инвертор | |
SU1275694A1 (ru) | Стабилизированный преобразователь посто нного напр жени | |
SU1737429A2 (ru) | Импульсный стабилизатор напр жени | |
SU1515287A1 (ru) | Однотактный преобразователь посто нного напр жени | |
RU1829094C (ru) | Однотактный преобразователь посто нного напр жени | |
SU1577012A1 (ru) | Однотактный преобразователь посто нного напр жени |