Двухтактный преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электронике и используется во вторичных источниках питания. и.ель изобретения повьшение надежности и КПД путем исключения сквозных токов. Преобразователь содержит задающий каскад 1 с трансформатором, усилитель мощности 2 с трансформаторным выходом , управляемые ключи 3 и 4. В него введены две интегрирующие цепи очки 5 и 6,RS -триггер 7, злементы ИЛИ-НЕ 8 и 9, ограничительные резисторы 10 и I1. Благодаря наличию интегрирующих цепочек 5 и 6 сигналы на выходе RS-триггера 7 устанавлива-, ются с задержкой по отношению к сигналам с выводов триггера 13. Времена задержек определяются из условия перекрытия времени рассасывания неосновных носителей в базах транзисторов 16 и 17. 2 шт. to СП N9 сл

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) Ai (51) 4 H 02 М 3/337

°:q JA л в

"3

1, 13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АSTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

- с,:19 f a t 1; у., ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3741631/24-07 (22) 18.05.84 (46) 15.08.86.Бил. У 30 (72) Б.Я.Ханин и В.И.Федоров (53) 621.314.58 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1010708, кл. Н 02 М 3/335, 1981.

Патент С111А У 4048552, кл. Н 02 М 3/335, 1978. (54) ДВУХТАКТН)Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электронике и используется во вторичных источниках питания. Цель изобретения повышение надежности и КПД путем исключения сквозных токов. Преобразователь содержит задающий каскад 1 с трансформатором, усилитель мощности 2 с трансформаторным выходом, управляемые ключи 3 и 4. В него введены две интегрируницие.цепи очки 5 и 6,RS -триггер 7, элементы

ИЛИ-HE 8 и 9, ограничительные резисторы 10 и ll. Благодаря наличию интегрирующих цепочек 5 и 6 сигналы па выходейб-триггера 7 устанавлива-, ются с задержкой по отношению к сигналам с выводов триггера 13. Времена задержек определяются из условия перекрытия времени рассасывания неосновных носителей в базах транзисI торов 16 и 17. 2 кп.!

251254

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах питания аппаратуры автоматики и вычислительной техники. 5

Цель изобретения,— повышение надежности и КПД путем исключения сквозных токов.

На фиг.! показана функциональная схема устройства; на фиг. — временъ

l0 ные диаграммы, поясняющие его работу.

Двухтактный преобразователь постоянного напряжения содержит задающий каскад 1 с парафазным выходом и разделительным трансформатором, усилитель мощности 2 с трансформаторным выходоМ, первый управляемый ключ

3, второй управляемый ключ 4, первую интегрирующую цепочку 5, вторую интегрирующую цепочку 6,RS -триггер

7, первый элемент ИЛИ-НЕ 8, второй элемент ИЛИ-НЕ 9, ограничительный резистор 10 первого ключа, ограничительный резистор 11 второго ключа.

Задающий каскад 1 с парафазным выходом и разделительным трансформатором состоит из генератора 12 импульсов и 9 -триггера 13, между прямым и инверсным выходами которого через разделительный конденсатор

14 включена первичная обмотка, трансформатора 15. Усилитель мощности 2 с трансформаторным выходом состоит из первого силового транзистора 16, второго силового транзистора 17 и выходного трансформатора 18 с диодным выпрямителем.

Выход задающего каскада 1 подключен к управляющим переходам силовых транзисторов !6 и 17 усилите- 40 ля мощности, которые зашунтированы управляемыми ключами 3 и 4, входами подключенными к выходам конических элементов ИЛИ-НЕ 8 и 9, причем первые входы последних подключены к 45 парафазным выходам задающего каска-, да 1 и входам интегрируяцих цепей

5 и 6, выходы которых подключены к

S-u R-входам R8 -триггера 7. Выхо— ды триггера подключены к вторым 50 входам логических элементов ИЛИ-НЕ.

Двухтактный преобразователь постоянного напряжения работает следующим образом.

Генератор 12 импульсов вырабатывает несимметричные управляющие импульсы прямоугольной формы (П„, фиг.2), поступающие на счетный вход Q -триггера 13, работающего в

I режиме делителя частоты. На прямом выходе D -триггера !3 возникают симметричные прямоугольные импульсы

Фиг.2) со скважностью, равной двум, на инверсном выходе D -тригге- ра 13 — симметричные прямоугольные импульсы (П,Лиг.2! со скнажностью, также равной двум. Таким образом, прямой и инверсный выходы 3 -триггера 13 образуют диагональ моста, в которую через разделительный конденсатор 14 включена первичная обмотка трансформатора 15. Частота переключения Q -триггера 13 выбирается из условия работы трансформатора 15 в ненасыщенном режиме.

На вторичной обмотке трансформатора 15 вырабатывается двухполярное напряжения, прикладываемое через ограничительные резисторы между базой и эмиттером силовых транзисторов 16 и 17 усилителя мощности 2.

Коэффициент трансформации трансформатора 15 меньше единицы и выбирает— ся из условия надежного запирания силовых транзисторов 16 и 17 в интервале температур и предельно допустимого напряжения эмиттер-база.

Благодаря понижающему трансформатору

15 мощность, потребляемая от источника питания на управление силовыми транзисторами, в несколько раз меньше, чем в схемах, в которых силовые транзисторы подключены непосредственно к выходам логических элементов. На выходе интегрирующей цепочки

5 изменяется напряжение по экспоненциальному закону (U4, фиг.2) и при достижении порогового значения на

S-входе RS -триггера 7 на прямом выходе последнего устанавливается уровень "1, на инверсном выходе уровень "0".

На выходе интегрирующей цепочки 6 напряжение изменяется по экспоненциальному закону согласно осциллограмме П (фнг.2) и при достижении порогового значения íà R -входе NS -триггера 7 на прямом выходе последнего устанавливается уровень "0", на инверсном выходе — уровень

Благодаря наличию интегрирующих цепочек 5 и 6 уровни "1" и "0" на прямом и инверсном выходах

RS-триггера 7 устанавливаются с,задержкой, и . соответственно по отношению к уровням "1" и "0" на прямом и инверсном 1251254 выходах D-триггера 13 (см.осциллограммы U и U„ no отношению к осцилограммам U и Б, фиг.2) . Времена задержек, и определяются постоянными времени интегрирующих цепочек 5 и 6 и выбираются из условия перекрытия времени рассасывания неосновных носителей в базах силовых транзисторов 16 и 17. В результате действия на входах первого логического элемента ИЛИ-НЕ 8 н;пряжений

0 и ll., на его выходе вырабатываются импульсы 0 (Лиг.2), открывающие на время Т управляемый ключ 3 си1 лового транзистора 16. В результате действия на входах второго логического элемента ИЛИ-НЕ 9 напряжений

U u U на его выходе вырабатывают" ся импульсы u (фиг.2), открывающие на время управляемый ключ 4 силового транзистора 17. В течение времени открытого состояния управляемого ключа базовый ток соответ ствующего силового транзистора равен

25

u„- u„u„ ч

Ь чительного резистора в коллекторе управляемого ключа.

Выбором номинала резистора К можно ограничить бросок коллекторного тока на требуемом уровне (например, на уровне рабочего тока нагрузки, см.осциллограммы О и О, 1 фиг. 2) .

Таким образом, силовые транзисторы усилителя мощности в течение вре45 где U — напряжение на вторичч ной обмотке трансформатора 15; .30

U — напряжение между эмиттером эБ и базой открытого силового транзистора;

R — сопротивление резистора в

6 цепи базы силового тран- 35 зистора;

R — сопротивление ограни

К менй рассасывания неосновных носвтелей имеют ограниченный бросок коллекторного тока, не превышакщий значения тока нагрузки.

Предлагаемое устройство не имеет выбросов коллекторного напряжения и выбросов сквозных токов, что существенным образом уменьшает пульсации . выходного напряжения. За счет ограничения сквозного тока и сохранения минимального времени переключения мощность динамических потерь уменьшается и КПД возрастает. Срыв генера-. ции задающего генератора, сбои в работе D-триггера не приводят к выходу из строя силовых транзисторов преобразователя.

Формула изобретения

Двухтактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий задающий каскад с парафазными выходами и разделительным трансформатором, вторичные обмотки которого через резисторы подключены к управ- ляющим переходам силовых транзисторов усилителя мощности с трансформаторным выходом, и два управляемых ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и

КПД путем исключения сквозных токов,в преобразователь введены две интегрирующие цепочки, RS-триггер и два элемента ИЛИ-НЕ, при этом каждый парафазный выход задающего каскада соединен соответственно с одним иэ входов элемента ИЛИ-НЕ н входом интегрирующей цепочки, выходы цепочек соединены с S- H R-входами

RS-триггера, выходами подключенного к другим входам элементов ИЛИ-НЕ, причем выходы последних соединены с входами управляемых ключей, силовые переходы которых через ограничительные резисторы подключены параллельно управляющим переходам силовых транзисторов.

1251254 и, И1

Составитель И,Никитин

Редактор М.Дылын Техред О.Гортвай Корректор И.Муска

Заказ 4423/55 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва„ Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4