Однотактный преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания. Цель изобретения - повышение КПД. Преобразователь напряжения содержит первый и второй силовые транзисторы 3 и 19, соединенные по схеме составного транзистора. В коллекторную цепь второго силового транзистора 19 включены последовательно нагрузка 4, первичная обмотка 5 первого трансформатора 6 тока и вторая обмотка 16 второго трансформатора 14 тока. База первого силового транзистора 3 соединена с включающей обмоткой 7 первого трансформатора 6 тока через включающий транзистор 1. Для выключения первого и второго силовых транзисторов 3 и 19 открывается внешним сигналом первый выключающий транзистор 2. Процесс выключения форсируется благодаря автоматическому включению второго выключающего транзистора 20 под действием напряжения на четвертой обмотке 18 второго трансформатора тока 14. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 Н 02 М 3/337

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4339483/24-07 (22) 07.12.87 (46) 30.01.90. Бюл. №- 4 (71) Уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта и Конструкторское бюро Главного управления сигнализации и связи MIIC (72) Б.А.Солдатов, Г.Б. Солдатов9

Я.С.Спектор и A.Ñ.Ãðÿçíîâ (53) 621.314.58 (088.8) (56) Авторское свидетельство. СССР № 318161, кл. Н 03 К 17/60, 1969.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1181080, кя . Н .02 М 3/335, 1984. (19) 9- >1 ()1) Я Щ

2 (54) ОДНОТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания.

Цель изобретения — повышение КПД.

Преобразователь напряжения содержит первый и второй силовые транзисторы

3 и 19, соедиенные по схеме составного транзистора. В коллекторную цепь второго силового транзистора 19 включены последовательно нагрузка 4, первичная обмотка 5 первого трансформатора 6 тока и вторая обмотка 16 вто1539927 рого трансформатора 14 тока. Ваза первого силового транзистора 3 соединена с включающей обмоткой 7 первого трансформатора 6 тока через включающий транзистор 1. Для выключения первого и второго силовых транзисторов 3 и 19 открывается внешним сигнаИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания.

Цель и обретения - повышение КПД.

На чертеже приведена электрическая принципиальная схема однотактного преобразователя, Преобразователь содержит включающий 1 и первый выключающий 2 транзисторы. В цепь коллектора первого силового транзистора 3 включены на- 25 грузка 4 и первичная обмотка 5 первого трансформатора 6 тока, который имеет включающую 7 и выключающую 8 обмотки. Начало выключающей обмотки

8 через первый диод 9 соединено с коллектором первого выключающего тран, зистора 2, а конец обмотки 8 соединен с базой первого силового транзистора 3, вход которрго зашунтирован вторым диодом 10. Третий диод 11 соединен с концом обмотки 7. База 3 подклю35 чена к эмиттеру транзистора 1, коллектор которого через первый резистор 12 соединен с первым входным выводом источника 13 питания преобразователя.

Устройство содержит также второй трансформатор 14 тока с первой, второй, третьей и четвертой 15-18 обмотками, вто- рой силовой транзистор 19, второй выключающий транзистор 20, второй, третий и четвертый резисторы 21-23, а также четвертый, пятый и шестой диоды

24-26. Конец обмотки 5 соединен через диод 25 с началом этой обмотки, а также с концом первой 15 и началом второй

5О

16 обмоток трансформатора 14 тока. Начало обмотки 15 и конец обмотки 16 соответственно соединены с коллекторами первого 3 и второго 19 силовых транзисторов. Коллектор транзистора 19 соединен с анодом диода 26, катод которо 5 го соединен с началом обмотки 5. Обмот ка 7 началом соединена с коллектором транзистора 1 и с концом обмотки 17, а лом первый выключающий транзистор 2.

Процесс вьпслючевия форсируется благодаря автоматическому включению второго выключающего транзистора 20 под действием напряжения на четвертой обмотке 18 второго трансформатора 14 тока. 3 з.п.ф-лы, 1 ил. концом — с катодом диода 11, анод которого соединен с эмиттером транзистора 19, анодом диода 24, первыми выводами резисторов 22 и 23, началом обмот- ки 18 и вторым входным выводом преобразователя. Конец обмотки 18 соединен с эмиттером транзистора 20. Начало обмотки 17 соединено с катодом диода 24, вторые выводы резисторов 22 и 23 соединены соответственно с базами транзисторов 19 и 20, причем коллектор последнего через резистор 21 соединен с эмиттером транзистора 3 и базой транзистора 19.

Преобразователь работает следующим образом.

От маломощного задающего генератора схемы управления на базы транзисторов и 2 схемы управления поступают противофазные импульсы. Под действием входного импульса транзистор 1 отпирается и от источника 13 питания через резистор 12 и открытый транзистор 1, переходы эмиттер — база первого 3 и второго 19 силовых транзисторов проходит отпирающий импульс тока, Величина тока через транзистор 1 должна быть до статочной для возникновения такой положительной обратной связи через трансформаторы би 14 тока, чтобы процесс отпирания и последующего насыщения транзистора 3 стал лавинообразньгч.

Положительная обратная связь в этом случае обеспечивается за счет обмотки

7 трансформатора б тока и обмотки 17 трансформатора 14 тока.

После того, как за счет нарастания тока нагрузки напряжение на резисторе

23 возрастает до напряжения отпирания транзистора 19, основная часть тока нагрузки начинает ответвляться в об,мотку 16 и происходит изменение полярности напряжения на обмотке 17, В результате ток базы первого силового транзистора 3 снижается, что подготав5 153 ливает условия для его быстрого запирания. Для ускорения процесса эапира-, ния в первом трансформаторе тока соотношение витков его обмоток целесообразно выбрать 1:20:6 (в порядке возрастания номеров обмоток по фиг. 1) .

После того, как произойдет по сигналам из, схемы управления эапирание транзистора 1 и отпирание транзистора

2, напряжение обратной полярности от обмотки 8 через диод 9 и транзистор

2, а также обратный диод 11 форсированно запирает транзистор 3, После этого через автоматически открытый ранее транзистор 20 напряжение обратной полярности от обмотки 18 начинает форсированно запирать транзистор 19.

После того, как транзистор 19 войдет в линейный режим и ток нагрузки станет снижаться, полярность напряжения обмотки 18 изменяется. Для достижения малых потерь на переключение при отпирании транзистора 3, когда ток нагрузки, нарастающий линейно, еще мал и транзистор 19 заперт, положительная обратная связь через трансформатор 14 тока действует сильнее для ускорения процесса отпирания. Это обеспечивается за счет того, что вначале ток нагрузки протекает через обмотку 15, цепь коллектор — эмиттер транзистора 3 и резистор 21, включенный параллельно переходу база— эмиттер транзистора 19. Соотношение витков обмоток трансформатора 14 тока выбирают, например, 3:1:20:3 (от первой обмотки до четвертой). Таким образом, в начальный момент отпирания в базу транзистора 3 поступает через трансформатор 14 тока по цепи, проходящей через диод 24, обмотку 17 и транзистор l, часть коллектарного тока, что ускоряет процесс отпирания.

Кроме того, в базу транзистора 3 поступают так через резистор 12 и ток обмотки 7 трансформатора 6 тока.

Трансформатор 20 запирается, а транзистор 19 быстро выключается, так как процесс рассасывания носителей в цепи базы к этому времени завершается. Диоды 25 и 26 снимают всплески обратного напряжения на трансформаторах тока.

Формула изобретения

1. Однотактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий пер9927

55 вый силовой транзистор с включенными в его каллектарную цепь первичной обмоткой первого трансформатора тока, имеющего также включающую и выключающую обмотки, и выходными выводами для подключения нагрузки преобразователя, при этом начало выключающей обмотки первого трансформатора тока через первый диод соединено с коллектором первого выключающего транзистора, а ее конец соединен с базой первого силового транзистора, вход которого зашунтирован встречно включенным вторым диодом, и с эмиттером включающего транзистора, коллектор которого через первый резистор соединен с первым входным выводом преобразователя, и третий диод, а т л и ч а ю шийся тем, чта, с целью повышения КПД,введен второй трансформатор тока с первой, второй, третьей и четвертой обмотками, второй силовой транзистор, второй выключающий транзистор, второй и третий резисторы и четвертый диод, при этом конец первичной обмотки первого трансформатора тока соединен с началом второй обмотки второго трансформатора тока и концом его первой обмотки, включенной в коллекторную цепь первого силового транзистора, начало первой обмотки и конец второй обмотки второго трансформатора тока соединены соответственно с коллектором первого и второго силовых транзисторов, включающая обмотка первого трансформатора тока началом соединена с коллектором включающего транзистора и с концом третьей обмотки второго трансформатора тока, а концом через третий диод — с вторым входным выводом преобразователя, к которому подключены также эмиттер второго силового транзистора и начало четвертой обмотки второго трансформатора тока, конец которой подключен к эмиттеру второго выключающего транзистора, соединенного коллектором через второй резистор с базой второго силового транзистора и эмиттером первого силового транзистора, базой через третий резистор — с вторым входным выводом преобразователя, к которому через четвертый диод подключено начало третьей обмотки второго трансформатора тока.

2. Преобразователь по и.1, о т— л и ч а ю шийся тем, чта первичная обмотка первого трансформатора

1539927 тока шунтирована введенным пятым диодом.

Составитель В.Моин

Техред М.Ходанич

Корректор M.Êó÷åðÿâàÿ

Редактор А.Огар

Заказ 227 Тираж 490 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина, 101

3 ° Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что между коллектором второго силового транзистора и началом первичной обмотки первого трансформатора тока включен введенный шестой диод.

4. Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что между базой и эмиттером второго силового транзистора включен введенный четвертый резистор.