SU1767647A1 - Преобразователь напр жени - Google Patents

Description

1

(21)4738469/07 (22) 18.09.89 (46)07.10.92. Бюл. №37 (75) А.Д.Артым

(56)Авторское свидетельство СССР Ms 1279028, кл. Н 02 М 3/335, 1986.

Авторское свидетельство СССР № 1277324, кл. Н 02 М 7/5395, 1986. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

(57)Использование: вторичные источники электропитани . Сущность изобретени : преобразователь содержит высокочастотный трансформатор 1, два транзисторных

ключа 2, 3, два накопительных дроссел  4, 5, высокочастотный дроссель 6, два дополнительных дроссел  7, 8 конденсаторы 9, 10, диоды 11, 12. В момент включени  источника питани  Еп и коллекторов транзисторов начинаетс  зар д конденсаторов 9 и 10 через обмотки дросселей 4, 5, 7, 8. Одновременно зар жаетс  конденсатор- 14, напр жением которого отпираютс  транзисторы 2 и 3, что обеспечивает самовозбуждение (запуск) преобразовател  за счет положительной обратной св зи. 2 з.п.ф. 4 ил.

СО

С

S4 О VI

О 4 VJ

Изобретение относитс  к электронике и может быть использовано в электронной аппаратуре .

Известен преобразователь напр жени , работающий в классе Е, в котором переключени  активного прибора происход т при напр жени х на них, близких к нулю, бл-агодар  чему достигаетс  снижение уровн  коммутационных потерь в сГктивном лрибореП

Недостатком устройств данного типа  вл етс  относительно низка  надежность, обусловленна  действием высокого пикового напр жени  на активном приборе, в несколько раз превышающего уровень напр жени  источника питани .

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  ключевой преобразователь посто нного напр жени , выполненный на основе параллельного резонансного инвертора с цепью защиты от перенапр жений (авт.св. СССР Ns 1277324, кл. Н02 М 7/5395, 1986 г).

Он содержит резонансный контур, состо щий из параллельно соединенных высокочастотного дроссел  и конденсатора, включенных между кол лекторами двух силовых транзисторов, эмиттеры кото рых соединены с отрицательным выводом источника питани , положительный вывод которого через питающий основной дроссель соединен со средней точкой высокочастотного дроссел , дополнительный дроссель, присоединенный параллельно к основному дросселю одним выводом через блокировочный конденсатор, а другим - через источник питани , причем точка соединени  дополнительного дроссел  с блокировочным конденсатором соединена с положительным выводом источника питани  через диод, включенный встречно по отношению к напр жению источника питани .

В данном устройстве не достигаетс  жесткого ограничени  выбросов напр жени  на транзисторе, вследствие чего понижаетс  его надежность, возникает необходимость снижени  питающего напр жени , что приводит к снижению мощности и КПД, обусловленному высоким уровнем напр жени , действующего на транзисторах (3, 14ЕП) и тока, протекающего по элементам колебательного контура (в число раз, равное добротности нагруженного контура, превышающего гок, потребл емый от источника питани ).

Целью изобретени   вл етс  повышение КПД и мощности путем снижени  амплитуды напр жени  на транзисторах и токов в реактивных элементах.

Изобретение по сн етс  фиг.1 - 4. На фиг.1 приведена принципиальна  схема изобретени .

Она содержит высокочастотный трансформатор 1, вторична  обмотка которого подключена ко входу выпр мительной цепи, к выходу которой присоединены параллельно фильтровой конденсатор и нагрузка, два электронный транзисторных ключа 2 и 3,

0 два накопительных дроссел  4 и 5, соединенных началами с положительным выводом источника питани , а концами с коллекторами соответствующих транзисторов 2, 3, и цепью, состо щей из параллельно

5 соединенных первичной обмотки трансформатора 1 и высокочастотного дроссел  6. Устройство содержит также два дополнительных дроссел  7 и 8, начала которых присоединены к отрицательному выводу

0 источника питани , а концы - к первым выводам конденсаторов 9 и 10 и анодам ограничительных диодов 11 и 12, соответственно . При этом катоды диодов 11 и 12 подключены к положительному выводу

5 источника питани , а вторые выводы конденсаторов 9 и 10 подключены к коллекторам транзисторов 2 и 3, соответственно.

Изобретение работает следующим образом .

0 Транзисторы 2 и 3 (фиг.1) возбуждаютс  противофазно пр моугольными колебани ми , вследствие чего суммарный ток lo дросселей (фиг.1) поочередно замыкаетс  через каждый из транзисторных ключей

5 (фиг.2,а,с,б). Максимальные напр жени  на ключах 2, 3 (фиг.1) фиксируютс  на уровне удвоенного питающего при помощи цепей жесткого ограничени , включающих дополнительные дроссели 7, 8, конденсаторы 9,

0 10 и диоды 11,12 (фиг,1). В результате этого, а также вследствие равенства вольтсекунд- ных площадей Si и $2 на фиг.2,в,г (см,ниже) на транзисторах 2,3 действуют напр жени  пр моугольной формы с амплитудой 2ЕП

5 (фиг.2, в,г). Из-за наличи  дросселей средние напр жени  на коллекторах равны Еп, поэтому вольтсекундные площади Si и $2 на фиг,2в,г равны, Поскольку напр жение на транзисторе в открытом состо нии отлично

0 от нул , положительные относительно уровн  Еп полуволны колебаний несколько короче отрицательных. К высокочастотному дросселю 6 приложено напр жение, равное разности напр жений на ключах2,3. Форма

5 этого напр жени  приведена на фиг.2д, тока через дроссель - на фиг.2,е. Индуктивность дроссел  6 имеет такую величину, что за некоторый промежуток времени до выключени  транзистора (Дт) она успевает накопить весь ток, подводимый к обмотке

трансформатора основными дроссел ми 4 или 5. Скорость изменени  тока в этой индуктивности становитс  равной нулю, поэтому , начина  с момента достижени  током в индуктивности значений ± 0/2 обращаетс  в нуль и напр жение на обмотке трансформатора и транзистора, на который должен поступить отпирающий сигнал,

В результате включение этого транзистора имеет место при нулевом напр жении на нем (фиг.2 в,г).

Формы токов в обмотках трансформаторов и на выходе выпр мител  приведены на фиг.2 ж,з.

Таким образом, в изобретении реализован режим работы с пр моугольной формой колебаний на коллекторах транзисторов, амплитуда которых не превышает величины удвоенного напр жени  питани .

Дроссели 4 и 5 (фиг.1) соединены параллельно первичной обмотке трансформатора , поэтому эта обмотка, выполненна  со средней точкой, может выполн ть функции дросселей 4 и 5. Дроссели 7 и 8 по переменному напр жению соединены параллельно дроссел м 4 и 5, так как падени ми переменных напр жений на конденсаторах 9 и 10 и на источнике питани  Е можно пренебречь , поэтому с целью улучшени  массога- баритных показателей выходной высокочастотный трансформатор, основные и дополнительные дроссели могут быть выполнены на общем магнитном сердечнике , согласно фиг.З.

С целью повышени  надежности устройства путем автоматической установки режима коммутации транзисторов дополнительные дроссели могут быть подключены к отрицательному выводу источника питани  через цепь, состо щую из параллельно соединенных дополнительного конденсатора 14 и диода 13 анод которого соединен с отрицательным выводом источника питани , дополнительные дроссели выполнены с отводами, причем отвод от дроссел  7 первой цепи через первый токозадающий резистор 15 соединен с управл ющим входом второго транзистора 3, а отвод от дроссел  8 второй цепи-с управл ющим входом первого транзистора 2, согласно фиг.4, благодар  чему обеспечиваетс  положительна  обратна  св зь в преобразователе.

В момент включени  источника питани  Еп коллекторов транзисторов начинаетс  зар д конденсаторов 9 и 10 через обмотки дросселей 4, 5, 7, 8. Одновременно зар жаетс  конденсатор 14, напр жением которого отпираютс  транзисторы 2 и 3, что обеспечивает самовозбуждение (запуск) преобразовател  за счет положительной обратной св зи.

Claims (3)

1.Преобразователь напр жени , содержащий два транзистора, коллекторы которых соединены между собой через

высокочастотный дроссель, а эмиттеры подключены к отрицательному выводу источника питани , а также первую цепь, включающую в себ  основной дроссель, соединенный одним своим выводом с положительным выводом источника питани , а вторым - через конденсатор с анодом диода и одним из выводов дополнительного дроссел , причем катод Диода соединен с положительным выводом источника питани , а

другой вывод дополнительного дроссел  - с отрицательный вводом источника питани , отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД и мощности путем снижени  амплитуды напр жени  на транзистоpax и токов в реактивных элементах, второй вывод основного дроссел  первой цепи соединен с коллектором одного транзистора, введена втора  аналогична  цепь, второй вывод основного дроссел  которой соединен с коллектором другого транзистора, а также введен выходной трансформатор, первична  обмотка которого включен параллельно высокочастотному дросселю, а к вторичной обмотке подключен вход выпр мител , на выходе которого включены фильтровый конденсатор и цепь нагрузки, соединенные параллельно.

2.Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что выходной трансформатор , основные и дополнительные дроссели выполнены на общем магнитном сердечнике .

3.Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что дополнительные дроссели

подключены к отрицательному выводу источника питани  через цепь, состо щую из параллельно соединенных дополнительного конденсатора и диода, анод которого присоединен к отрицательному выводу источника питани , дополнительные дроссели выполнены с отводами, п ричем отвод от дроссел  первой цепи через первый токозадающий резистор соединен с управл ющим входом второго транзистора, а отвод от

дроссел  второй цепи через второй токозадающий резистор - с управл ющим входом первого транзистора.

W,

Т/2 i

IIZT

з)

J.U.

X

т

3V2

2Т

2ЕГ

Фиг.З

I St.npfiMилелько Фи ьЛ пръъща  цепь

±П

Т

/6

&