SU936283A1 - Однотактный регулируемый преобразователь - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к радиоэлектронике и может быть использовано в источниках питани  различной радиоэлектронной .аппаратуры.

Известны однотактные преобразователи , содержащие силовой транзисторный ключ, нагрузкой которого  вл етс  трансформатор с дополнительной обмоткой возврата, выпр митель, фильтр выходного напр жени  и схему управлени  1.

Недостатками этих преобразователей  вл ютс  пониженные КПД и удельна  мощность из-за значительного времени переключени  выпр мительных диодов и времени .рассасывани  силовых транзисторов, ухудшающих услови  размазгначивани  силового трансформатора и уменьшающих максимально возможный коэффициент заполнени  иипульсов . Наиболее действенным средством улучшени  удельных показателей регулируемых преобразователей  вл етс  повышение частоты преобразовани . Однако с повышением частоты основными факторами определ ющими выбор частоты преобразовани   вл етс  врем  рассасывани  регулирукицего (силового) транзистора, а также врем  переключени  диодов выпр мител .

Кроме того, в случае, когда выход преобразовател  посто нного напр жени  подключен к нелинейной нагрузке, обладающей конечным временем переключени , например, диодно-индуктивно-емкостной фильтр либо база-эмиттерный переход транзистора, ограничени  на выбор частоты внос т динамические потери в нелинейной нагруз10 ке, увеличивающиес  с повышением частоты. Дл  сохранени  высоких значений КПД преобразовател  при высоких частотах преобразовани  возникает необходимость снижени  этих

15 потерь.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и схемному решению  вл етс  однотактный преобразователь посто нного напр жени ,

20 содержащий силовой транзистор,управл ющий электрод которого подключен к формкрователю управл ющего сигнала, один из-силовых электродов подключен к одному из концов первичной

Claims (2)

1. 25 обмотки выходного трансформатора, вторична  обмотка которого через выпр митель подсоединена к выходным выводам, при этом второй его си.йовой электрод подключен к одному из вход30 ных выводов и к силовому электроду маломощного транзисторного ключа, второй силовой электрод которого со динен содним из концов обмотки воз врата,причем другие концы упом нуты обмоток подключены ко второму входному выводу, св занному с упом нутым первым входным выводом через конденсатор 2. Недостатками данного однотактного преобразовател  посто нного напр жени   вл ютс  пониженные КПД и удельна  мощность, обусловленные значительным временем переключени  выпр мительного диода преобразовате л , ухудшающим услови  размагничивани  трансформатора и уменьшающим максимально возможный коэффициент заполнени  импульсов, большее врем  рассасывани  силового транзисторног ключа, накладывающее ограничение на повышение рабочей частоты преобразовател . Цель изобретени  - повышение КПД и удельной мощности однотактного регулируемого преобразовател  путем уменьшени  времени переключени  выпр мительного диода преобразовател  и форсировани  процессов рассасывани  в силовом транзисторном ключе Улучшени  условий размагничивани  трансформатора и увеличени  максимально возможного коэффициента заполнени , повышени  частоты преобра зовател  . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в однотактном регулируемом преобразователе, управл ющий электрод силового транзистора св зан с одноименным электродом маломощного транзистора через введенный второй формирователь сигнала, причем силовой переход маломощного транзистора эашунтирован обратным диодом. На фиг.1 изображена схема электрическа  принципиальна  однотактног регулируемого преобразовател  на фиг. 2 - временные диаграммы. Устройство содержит формировател управл ющего сигнала 1, управл ющий силовым транзисторным ключом 2, трансформатор с первичной обмоткой 3, котора   вл етс  нагрузкой силов го транзисторного ключа 2, вторич .ной обг откой 4, соединенной с выпр  мительным диодом 5 и подключенной к выходным выводам преобразовател , малсмощннй транзисторный ключ 6, нагрузкой которого  вл етс  обмотка возврата7 трансформатора дополнительный формирователь 8, вход которого соединен с выходом формировате л  1 , а выход соединен с базой маломощного транзисторного ключа 6, силова  цепь которого з шунтирована обратным диодом 9. Разноименные ко цы обмоток 3 и 7 соединены с другим полюсс и источника питани  напр жением ИП. Между полюсами источника питани  включен конденсатор 10. На фиг.2 представлены временные диаграммы работы преобразовател , на которых обозначено; U - напр жение на выходе формировател  управл ющего сигнала 1; U - напр жение между коллектором и эмиттером силового транзисторного ключа 2 (дл  случа  равенства витков в обмотках 3 и 7); Ug - напр жение на выходе дополнительного формировател  8, i, - ток коллектора силового транзисторного ключа 2; напр жение между коллектором и эмиттером маломощного транзисторного ключа 6; i - ток, протекающий через коллектор маломощного транзисторного ключа 6;iq - ток, протекающий через дополнительный диод. Устройство pa6oTaet следующим образом. Силовой транзисторный ключ 2 обеспечивает преобразование посто нного входного напр жени  источника питани  ИП в импульсное, которое через выпр мительный диод 5 подаетс  в нагрузку. Формирователь управл ющего сигнала 1 осуществл ет широтную модул цию последовательности импульсов управлени  ty . В. момент формировани  формирователем управл ющего сигнала 1 открывающего импульса дл  силового транзисторного ключа 2 (интервал ty на фиг.2) открываетс  диод 5 и энерги  передаетс  в нагрузку . После окончани  импульса дополнительный формирователь 8 формирует отпирающий импульс дл  маломощного транзисторного ключа 6 длительПри этом коллекторный ностью t ток силового транзисторного ключа 2 резко возрастает, сокргица  длительность процесса рассасывани  в нем, а к выпр мительному диоду 5 прикладываетс  отрицательное запирающее напр жение, форсирующее процесс его выключени . После окончани  импульса t, формируемого формирователем 8 маломощный транзисторный ключ 6 закрываетс  и на обмотке 7 трансформатора возникает ЭДС самоиндукции, привод ща  к отпиранию диода 9 и окончательное размагничивание силового трансформатора идет на источник питающего напр жени  ИП через обмотку 7 и диод 9. Введение диода 9 дает возможность ограничить выброс напр жени  на силовом транзисторном ключе 2, возникающий за счет индуктивности рассе ни  трансформатора. Длительность импульса ./ Формируемого формирователем 8 выбираетс  из услови  t,,, (tpap 2 + t epeKA 5), где tpac.i - врем  рассасывани  силового транзисторного ключа 2; nepeч врем  переключени  выпр мительного диода преобразовател  5. Конденсатор 10 служит дл  созда ни  пути току размагничивани  тран форматора при отключении однотактного регулируемого преобразовател от источника питающего напр жени . Тем самым предотвращаютс  броски коллекторного тока силового транзис торного ключа в момент подключени  преобразовател  к источнику питающего напр жени  и повышаетс  надежность однотактного регулируемого преобразовател . В известном преобразователе открывание маломощного транзисторного ключа возможно только после окончани  процессов рассасывани  в силово транзисторном ключе и переключени  выпр мительного диода преобразовател , так как маломощный транзисторный ключ открываетс  напр жением за счет ЭДС самоиндукции, возникающим только после окончани  перечисленных процессов в преобразователе. Это накладывает ограничени  на выбор максимального коэффициента заполнени  импульсов на выходе формировател  управл ющего сигнала, а также на выбор частоты преобразовани  в однотактном регулируемом преобразователе . В предлагаемом преобразователе введение дополнительного формировател , управл ющего маломощньм транзисторным ключом, позвол ет увеличить максимальный коэффициент заполнени  импульсов на выходе формировател  управл ющего сигнала и повысить частоту преобразовани  однотактного регулируемого преобразовател  за счет сокращени  времени рассасывани  в силовом транзисторнс ключе и времени переключени  выпр мительного диода преобразовател . Формула изобретени  Однотактный регулируемый преобразователь , содержащий силовой транзистор , управл ющий электрод которого подключен к формирователю управл ющего сигнала, один из силовых электродов подключен к одному из концов первичной обмотки выходного трансформатора, вторична  обмотка которого через выпр митель подсоединена к выходным выводам, при этсми второй его силовой электрод подключен к одному из входных выводов и к силовсму электроду маломощного транзисторного ключа, второй силовой электрод которого соединен с одним из концов обмотки возврата, причем другие концы упом нутых обмоток подключены ко второму входному выводу, св занному с упом нутым первым входным выводом через конденсатор, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  КПД и удельной мощности преобразовател , управл ющий электрод силового транзистора св зан с одноименньм электродом маломощного тран-f зистора через введенный второй формирователь сигнала, причем силовой переход маломощного транзистора заи1унтирован обратным диодом. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Моин В,С. и Лаптев И.И. Стабилизированные транзисторные преобразователи . М., Энерги  , 1972, с. 193.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 639105, кл. Н 02 М 3/335, 1978.

   (/f

   гтуг:

   -

   г

   «N4

   (L