Однотактный преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение надежности преобразователя путем его упрощения. Преобразователь содержит силовой транзистор 1, накопительный трансформатор 3 с силовой обмоткой 4, обмоткой положительной обратной связи 5, обмоткой отрицательной обратной связи 6, выходными обмотками 7, усилитель ошибки по напряжению 11, узел защиты 12 от перенапряжений на выходе, дроссель насыщения 16 с основной обмоткой 17 и обмоткой управления 18. Время, в течение которого открыт силовой транзистор 1 и накапливается энергия в трансформаторе 3, определяется временем насыщения дросселя 16 по основной обмотке 17 от напряжения на обмотке отрицательной обратной связи 6 трансформатора 3. Исходное состояние дросселя 16 определяется током в его обмотке 18, подключенной к выходу усилителя ошибки по напряжению 11. При перенапряжении на выходе срабатывает узел защиты 12, который закорачивает выходную обмотку 7 трансформатора 3 на время прямого такта работы, что снижает до нуля напряжение положительной обратной связи и выключает силовой транзистор 1. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИВ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 M 3 325

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Хв) в) В) Ъ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4246724/24-07 (22) 19. 05. 87 (46) 15. 05. 89. Бюл. !! 18 (71) Специальное конструкторское бюро вычислительной техники СО АН СССР (72) В. Л. Сметанин (53) 621.3 14.57 (088. 8) (56) Патент США !! 3697851, кл. Н 02 M 3/335, 1972.

Электроника, 1980, М - 4, с. 59. (54) ОДНОТАКТНЬП1 ПРЕОВРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к преобразоватепьной технике и может быть использовано во вторичных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения — повышение надежности преобразователя путем его упро- щения. Преобразователь содержит сило— вой транзистор 1, накопительный трансформатор 3 с силовой обмоткой 4, об— моткой положительной обратной связи

5, обмоткой отрицательной обратной

„„SU„„I 480055 А1 связи 6, выходными обмотками 7, усилитель ошибки по напряжению 11, узел защиты 12 от перенапряжений на выходе, дроссель насыщения 16 с основной обмоткой 17 и обмоткой управления 18, Время, в течение которого открыт силовой транзистор 1 и накапливается энергия в трансформаторе 3, определяется временем насьппения дросселя 16 по основной обмотке 17 от напряжения на обмотке отрицательной обратной связи 6 трансформатора 3. Исходное состояние дросселя 16 определяется током в его обмотке 18, подключенной к выходу усилителя ошибки по напряжению 11. При перенапряжении на выходе срабатывает узел защиты 12, который закорачивает выходную обмотку 7 трансформатора 3 на время прямого такта работы, что снижает до нуля напряжение положительной обратной связи и выключает силовой транзистор 1, 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1480055

И 30 бре те ние От поc ит с« к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано Во вторичных источниках пита- г .! ния радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения — повышение надежности устройст13л путем его yttpoЩЕП 13Я, 11а чертеже предста«лена схема од- 10 потактного преобразователя постоянного напряжения.

Преобразователь содержит силовой транзистор 1, цепь 2 запуска, накопительный трансформатор 3 с силовой 15 обмоткой 4, обмоткой 5 положительной обратной связи, обмоткой 6 отрицательной обрат!к3й связи, выходные обмо тк и 7 а Це !!1> 3 ctiIvc Ictus 11к3!!о 1О I 13 с е бя резистор 8 It кнопку 9. Вь!Код!!ые

ОбмОтки 7 связ л1!ы с 13ыход!!ыми Б«ПЗОдлми 1О (нлнример с 13ь!х!Здпь3!!и плпряжеIII3sI1tIt + 5, + 12 Б) . 13 преобразователь входят также усилитель 11 ошибки по нлп ряжению, уз ел 1 2 защиты от перенл25 прлжений нл выходе, цепочкл пл элементах 13 †15 для снижения динамических потер! в силовом транзисторе дроссель 16 насыщения с основной обмоткой 17 и обмоткой 18 управления, 30 токоограпичивающий резистор 19, диод

20, резистор 21. Усилитель 11 ошибки по напряжению состоит из дифференциального усилителя пл транзисторах 22 и 23, выходного транзистора 24, рези- 35 стора 25 уставки, стабилитрона 26, резисторов 27-29.

Р> выходной цепи преобразователя

13ключены диоды 30-32, конденсаторы 30

33-35 и Фильтры нл дросселях 36-38 и конденсаторах 39-41.

Узел 12 защиты от перенапряжений на выходе состоит из стабилитрона 4?, резистора 43 уставки, резистора 44

I3 коллекторной цепи транзистора 45, Резистор 44 шунтирует управляющий переход симистора 46, анод которого через диод 47 связан с концом выходной обмотки 7.

Устройство работает следую!ци! Об— раз ом.

Сетевое напряжение вы13ря!!ляется, сглаживается и подается на вход преобразователя. Нажатие кнопки 7 приво- >> дит к возник13овени3о автогенерации преобразователя. Демпфирующая цепочка, состоя!цая иэ элементов 13 — 15, предназначена для обеспечения области безопасной работы силового ! трлнз исто p 1 .

За время насьпценного состояния

cHIIoI3oI" транзистора 1 (прямой ход преобразователя) индуктивность силовой обмотки 4 трансформатора 3 накапливает млгнитну!о энергию, которая после эапирания транзистора I разряжлетс1! через выходные обмотки, выпрямительные диоды и фильтры на выход источника (обрлтный ход преобразователя) . В представленном варианте преобразователь выдает стабилизированное напряжение + 5 В и тлк называемые полустабилизированные + 12 В, Выходные напряжения + 12 В используются и для питания выходного каскада схемы усилителя ошибки по напряжен!по и + 5 В для питания этой схемы и получения сигнала ошибки, Количество энергии, запаслемой магнитйой системой трансформатора 3 зл один цикл работы преобразователя, определяется временем насыщенного состояния силового транзистора 1..

Запирание силового транзистора 1 происходит под действием тока дополнительной обмотки 6, протекающего через обмотку 17 дросселя 16 насыщения и диод 20. Время задержки запирания с момента включения транзистора 1, а следовательно, длительность его насыщенного состояния определяется временем перехода сердечника дросселя 16 насыщения из исходного в насыщенное состояние. Исходное состояние сердечника 16 определяется величиной тока через обмотку 18 и, следовательно, через обмотку 17 дросселя 16 и резистор 21.

Максимальный ток через обмотку 18 протекает в режиме холостого хода преобразователя, Этому состоян3по соответствует большая частота повторе ния циклов преобразователя и наименьшая длительность и амплитуда импульсов тока через силовую обмотку 4.

Подключение нагрузки к выходным выводам 10 приводит к некоторому уменьшению выходных напряжений, Это, в свою очередь, приводит к уменьшению тока транзистора 24 и обмотки 18.

Время, в течение которого происходит насьш!ение дросселя 16 под действием приложенного к нему напряжения обмотки 6, увеличивается. Силовой транзистор ) остается в насыщенном состоянии большее 13ремя. Длительность и ампли1480055

Формула изобретения

30

Таким образом, число элементов диод с концом выходной устройства уменьшилось, что удешеви- пительнаго трансформат ло источник и повысило его надежность. управляющий переход срм

Защита ат короткого замыкания на

50 чен к выходу усилителя выходе обеспечивается свойствами схе- ний.

Составитель И. Войтович

Редактор О. Спесивых Техред Л.Сердюкова Корректор И. Г1уска

Заказ 2553/52

Тираж 647

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11303 5, 1"1асква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 туда импульса тока через силовую обмотку 4 увеличивается. Увеличивается количество энергии, запасаемой в м 1T — нитной системе зя один цикл увеличи5 вается значение напряжений на выходах

+ 5 В и + 12 В, компенсируется уменьшение этих напряжений под действием нагрузки.

Предельное максимальное значение мощности на выходе источника характеризуется отсутствием тока в обмотке

18 дросселя 16 насыщения и вяибо,пьшей длительностью и амплитудой импульса тока через силовую обмотку 4 трансформатора 3 °

Последующая нагрузка источника по любому из выходных напряжений при неизменной длительности и пульса прямого хода преобразователя увеличивает время разряда магнитной системы на нагрузку и сникает выходную мощность источника.

Коро ткое замыкание по любому из выходов преобразователя харак те ризу- 25 ется наибольшим периодом следования импульсов тока транзистора I, значительным снижением выходной мощна сти источника, облегчением режима рабаты силового транзистора 1, Превышение выходного напряжения сверх номинального, с табилиз ируемого на определенную, ранее установленную резистором 43 величину, приводит к тому, чта отпирается транзистор 45 схемы защиты по перенапряжению. Во время прямого хода преобразователя на анод сжистора 46 через диод 47 поступает отрицательное напряжение с выходной обмотки 7 трансформатора 3. 40

Симистор шунтирует эту обмотку на шину + 5 В, Трансформатор 3 оказывается закороченным, сиповой транзистор

1 запирается, колебания преобразователя прекращаются.

45 мы преобразователя, чта также существенно повьш яет нядежность устройства.

1. Одна тактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовой транзистор, цепь запуска, накопительньп1 трансформатор, силовая аб мотка которого включена в коплекторную цепь силового транзистора, обмотка положительной обратной связи через токоаграничивающий резистор началом подключения к базе, а концом — к эмиттеру силового транзистора, выходные обмотки через выпрямительные диоды и фильтры падкл, очены к выходным выводам и к усилителю ошибки по на— пряжению, а также узел защиты от перенапряжений на выходе, о т л и— ч ающий с я тем, что, с целью павьпиения надежности преобразователя путем его упрощения, введены резистор, диод, обмотка отрицательной обратной связи накопительного трансформатора и дроссель насыщения с основной обмоткой и обмоткой управления, причем обмотка управления подсоединена к выходу усилителя ошибки по напряжению, начало обмотки отрицательной обратной связи подключено к эмиттеру силового транзистора, а конец— к одному выводу основной обмотки дросселя насыщения, другой вывод которой подключен через диод к базе силового транзистора и через резистор— к точке соединения токоограничивающе

ro резистора с обмоткой положительной обратной связи.

2. Преобразователь по п, 1, о тл и ч а ю шийся тем, Что узел защиты от перенапряжений на выходе выполнен на симисторе, катод которого соединен с выходным выводом стабилизируемога напряжения, анод — через обмотки нако ора, при этом истора подклюперенапряже