Транзисторный преобразователь с защитой

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s Н 02 Н 7 /12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4841607/07 (22) 25,06.90 (46) 07.06.92. Бюл. ¹ 21 (71) Киевский научно-исследовательский институт микроприборов (72) К,Г.Емельянов, Е,И,Максименко и К,В.Татарчук (53) 621.316,925.4:621.314.572(088.8) (56) Радио, 1988, № 10, с.61.

Авторское свидетельство СССР

N675525,,кл. Н 02 Н 7,/10, 1978. (54) ТРАН 3 ИСТО Р Н Ы Й П Р Е О Б РАЗО ВАТЕЛЬ С ЗАЩИТОЙ. Ж» 1 739434 А1 (57) Сущность изобретения: устройство содержит переключающий транзистор 1, измерительный резистор 3, ограничительный резистор 4, защитный транзистор 5, источник 6 управляющих импульсов, входной трансформатор 7 с первичной обмоткой 8 и вторичной обмоткой 9 со средним выводом

10. 2 — 1 — 3 — 10, Если коллекторный ток транзистора 1 превышает расчетную величину, суммарное напряжение на участке базаэмиттер транзистора 5 достаточно, чтобы последний открылся. В результате входное напряжение на транзисторе 1 падает, а коллекторный ток уменьшается до расчетной величины для тока перегрузки. 1 ил.

1739434

Изобретение относится к электротехнике и электронике, в частности к вторичным источникам электропитания с преобразованием напряжения с помощью переключаю-. щегося транзистора, снабженного схемой защиты от перегрузки по току.

Известно устройство, содержащее переключающий транзистор с нагрузкой в цепи тока коллектора, а эмиттер подключен к первому выводу измерительного резистора и через ограничительный резистор к базе защитного транзистора, коллектор которого подключен к базе переключающегося транзистора, а эмиттер — к второму выводу измерительного резистора. В устройстве измерительный резистор является датчиком тока перегрузки переключающего транзистора.

Однако измерительный резистор является источником дополнительной потери энергии, а сам измерительный резистор имеет большие размеры для отвода тепла, выделяющегося на нем, что отражается на увеличении размеров самого транзисторного преобразователя.

Наиболее близким к предлагаемому является транзисторный преобразователь с защитой, который содержит переключающий транзистор, коллектор которого соединен с одним из выводов резистора нагрузки, эмиттер подключен к первому выводу измерительного резистора и через ограничительный резистор соединен с базой защитного транзистора, коллектор которого подключен к базе переключающего транзистора, а эмиттер — к выводу источника питания, и источник управляющих импульсов, Преобразователь работает в импульс ном режиме переключения с помощью импульсов, поступающих от источника управляющих импульсов на вход переключающего транзистора, При отсутствии управляющих импульсов переключающий транзистор закрыт, Для повышения эффективности работы схемы защиты между источником управляющих импульсов и базой ключевого транзистора включен разделительный резистор согласования выходного сопротивления источника управляющих импульсов с малым сопротивлением участка коллектор — эмиттер открытого транзистора защиты при перегрузке.

Недостаток известного устройства состоит в том, что для эффективной работы схемы защиты дополнительно включен разделительный резистор между выходом источника управляющих импульсов и базой переключающего транзистора, что приводит к дополнительной потере энергии источника управляющих импульсов и общим

55 лектор — эмиттер транзистора 1, измерительное сопротивление 3, вывод 10 и через обмотку положительной обратной связи на потерям энергии транзисторного преобразователя.

Целью изобретения является уменьшение потерь энергии транзисторного преобразователя с защитой.

В транзисторном преобразователе с защитой, содержащем переключающий транзистор, коллектор которого соединен с одним из выводов нагрузки в цепи коллектора, эмиттер подключен к первому выводу измерительного резистора и через ограничительный резистор соединен с базой защитного транзистора, коллектор которого подключен к базе переключающего транзистора, а эмиттер — к выводу для подключения источника питания, и источник управляющих импульсов, введен входной трансформатор с первичной обмоткой и вторичной обмоткой, снабженной средним выводом, подключенным к второму выводу измерительного резистора, причем ее край ние выводы соединены соответственно с эмиттером и коллектором защитного транзистора, а первичная обмотка входного трансформатора подключена к источнику управляющих импульсов.

На чертеже показана схема транзисторного преобразователя с защитой.

Преобразователь содержит переключающий транзистор 1, нагрузку в виде трансформатора 2, измерительный 3 и ограничительный 4 резисторы, защитный транзистор 5, источник б управляющих импульсов, входной трансформатор 7 с первичной обмоткой 8 и вторичной обмоткой 9 со средним выводом 10.

Преобразователь в импульсном режиме работает следующим образом.

В паузе. между импульсами транзистор

1 закрыт, ток в нагрузке в виде трансформатора 2 отсутствует. Импульсы положительной полярности вырабагываются источником 6 управляющих импульсов, поступают на первичную 8 и вторичную 9 обмотки трансформатора 7, Вторичная обмотка 9 имеет средний вывод 10. Часть обмотки, которая подключена между базой транзистора 1 и выводом 10, предназначена для включения транзистора

1, а вторая часть обмотки между выводом 10 и общей шиной является обмоткой положительной обратной связи. Соотношение витков обмотки запуска и обмотки обратной связи составляет 10:1.

Импульсы положительной полярности открывают транзистор 1, Коллекторный ток протекает по цепи: +Un, первичная обмотка выходного трансформатора 2, участок кол1739434

Составитель К,Емельянов

Техред М,Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор И.Шулла

Заказ 2007 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

7 шину. Напряжение с обмотки положительной обратной связи трансформируется в обмотку запуска, вызывая резкое возрастание входного напряжения на транзисторе 1 и лавинообразное увеличение коллекторного тока, образуя крутые фронты выходного импульса на вторичной обмотке трансформатора 2.

Напряжение, выделяющееся на измерительном резисторе 3 и обмотке положительной обратной связи, синфазно прикладывается через ограничительный резистор 4 к участку база-эмиттер транзистора 5 защиты, Если коллекторный ток транзистора 1 превышает расчетную величину, суммарного напряжения на участке база — эмиттер транзистора 5 защиты достаточно, чтобы транзистор 5 защиты открылся, Малым сопротивлением участка коллектор — эмиттер транзистора 5 шунтируется вторичная обмотка 9, входное напряжение на ключевом транзисторе падает, а коллекторный ток уменьшается до расчетной величины для тока перегрузки.

В связи с тем, что напряжение обмотки положительной обратной связи суммируется с напряжением, выделяемым измерительным резистором 3, величина сопротивления последнего должна быть уменьшена, что сказывается на уменьшении потерь энергии на измерительном резисторе 3, Для того, чтобы транзисторный преобразователь с ключевым транзистором 1 не самовозбудился. в источнике 6 управляющих импульсов предусмотрен транзисторный ключ, замыкающий обмотку 8 накоротко в момент отсутствия импульсов. Таким образом, введение входного трансформатора со средней точкой, в котором обмотка положительной обратной связи является еще и источником напряжения защиты позволяет уменьшить величину измерительного сопротивления 3 и таким образом уменьшить потери энергии в цепи коллектора в транзисторном п реобразователе с защитой.

Предлагаемая схема транзисторного преобразователя с защитой особенно полезна для двухтактных преобразователей, подверженных воздействию так называемых сквозных токов перегрузки, когда оба ключевых транзистора находятся одновре5 менно в открытом состоянии, образуя цепь короткого замыкания для источника питания, Для практического использования преобразователя необходимо иметь при часто10 те 20 кГц входной трансформатор 7 с обмотками: первичная 8 100 витков провода ф0,1 мм, вторичная 9 10 витков провода ф 0,4 мм и обмотка обратной связи 1 — 2 витка, сердечник — ферритовое кольцо К10 х 6 х 4,5

15 марки М2000НМ1-17. Величина сопротивления измерительного резистора 3 берется в 2 — 3 раза меньше, чем при отсутствии обмотки обратной связи, Мощность в нагрузке при этом не менее 100 Вт.

20 Преобразователь с защитой предполагается использовать в блоках питания персональных компьютеров по НИОКР "Кейс", проводимой в НПО "Микропроцессор".

25 Формула изобретения

Транзисторный преобразователь с защитой, содержащий переключающий транзистор, коллектор которого соединен с одним из выводов первичной обмотки вы30, ходного трансформатора, эмиттер подключен к первому выводу измерительного резистора и через ограничительный резистор соединен с базой защитного транзистора, коллектор которого подключен к базе переключающего гранзистора, а эмиттер—

35 к выводу для подключения источника питания, и источник управляющих импульсов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь энергии, введен входной трансформатор с первичной обмоткой и

40 вторичной обмоткой, снабженной средним выводом, подключенным к второму выводу измерительного резистора, причем ее крайние выводы соединены соответственно с эмиттером и коллектором защитного транзистора, а первичная обмотка входного

45 трансформатора подключена к источнику управляющих импульсов.