Преобразователь постоянного напряжения в постоянное двухполярное напряжение

 

Использование: в системах вторичного электропитания и автоматики для преобраТ зования постоянного напряжения. Сущность изобретения: силовые транзисторные ключевые транзисторы 1, 2 переключаются поочередно через полпериода вследствие перезаряда времязадающих конденсаторов 13,14 через резисторы 9,10. На накопительных конденсаторах 3 и 4 формируется двухполярное напряжение основного выхода преобразователя. Дополнительные диоды 18 и дополнительные конденсаторы 19 позволяют сформировать на дополнительных выходных выводах двухполярное напряжение, частичное от входного напряжения . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

В. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1591157 (21) 4838608/07 (22) 13.06,90 (46) 07.09,92. Бюл. М 33 (71) Специальное конструкторское бюро

"Искра" (72) А.С.Макунин (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 1591157, кл. Н 02 М 3/337, 1988, (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ ДВУХПОЛЯРНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ (57) Использование: в системах вторичного электропитания и автоматики для преобраИзобретение относится к преобразовательной технике, в частности к преобразователю постоянного напряжения в постоянное двухполярное, и может быть использовано при разработке вторичных источников питания, вырабатывающих разнополярные напряжения с общим выводом.

Предлагаемое устройство является усовершенствованием устройства по авт,св, М

1591157, опубликованному в 1990 г.

Известное устройство преобразователя содержит два транзисторных ключа, два накопительных конденсатора, два разделительных диода, и-р-и и р-и-р дополнительные транзист0ры, два резистора начального смещения, каждый из которых одним выводом подключен к базам дополнительных транзисторов, а двумя другими выводами — к общему выходному выводу, два резистора, подклю ченных каждый одним выводом к базам ключевых транзисторов, а другим —. к коллекторам и-р-и и р-и-р дополнительных,, Я2„„1760612 А2 (я)5 Н 02 М 3/337 зования постоянного напряжения, Сущность изобретения: силовые транзисторные ключевые транзисторы 1, 2 переключаются поочередно через полпериода вследствие перезаряда времязадающих конденсаторов

13, 14 через резисторы 9, 10. На накопительных конденсаторах 3 и 4 формируется двухполярное напряжение основного выхода преобразователя. Дополнительные диоды

18 и дополнительные конденсаторы 19 позволяют сформировать на дополнительных выходных выводах двухполярное напряжение, частичное от входного напряжения. 1 ил. транзисторов, два конденсатора, подключенных одним выводом к базам дополнительных и-р-и и р-п-р-транзисторов, а другим выводами — соответственно к входным выводам положительной и отрицательной полярности.

Недостатком известного преобразователя является формирование двухполярного напряжения с максимальным значением, равным напряжению батареи, что orðàíè÷èвает функциональные возможности преобразователя.

Целью предлагаемого изобретения является расширение области применения путем введения N дополнительных выходных каналов постоянного двухполярного напряжения, введением N дополнительных входных выводов, предназначенных для подключения к N промежуточным отводам источника питания, N пар дополнительных диодов и N пар дополнитевьных конденсатОров, каждый из дополнитевь»..r< входных выводов соединен с разнî 1t1tl» н »,.1и первы1760612 ми выводами соответствующей пары дополнительных диодов, второй вывод каждого из которых соединен с выходным выводом соответствующего дополнительного выходного канала постоянного двухполярного напряжения, подключенным через соответствующий дополнительный конденсатор к общему выходному выводу преобразователя, Это дает возможность получить двухполярное напряжение с промежуточными значениями напряжения, кратными напряжению одного элемента батареи, что увеличивает к.п.д„использования батареи элементов, исключает потери энергии на делителях напряжения, улучшает развязку каскадов устройства, подключаемого к предлагаемому пр",обрэзователю в качестве нагрузки.

На черте>ке приведена принципиальная электрическая схема преобразователя постоянного напря>кения в постоянное двухполярное напряжение.

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное двухполярное содержит ключевые и-р-и и р-п-р-транзисторы 1 и 2 соответственно, накопительные конденсаторы 3 и 4, разделительные диоды 5 и 6, дополнительные и-р-и и р-и-р-транзисторы

7 и 8 соответственно, резисторы 9 и 10 начального смещения, ограничительные резисторы 1 1 и 12. воемязадающие конденсаторы 13 и 14. Кроме того преобразователь содержит источник 15 постоянного тока и сопротивления. 16. 17 нагрузок, В усгройство введены N дополчительных выходчых каналов постоянного двухполярного напряжения 20, введены К дополнительных входных выводов 21, предназначенных для подключения к Й промежуточным отводам источника питания, fil пар дополнительных диодов 18 и N пар дополнительных конденсаторов 19.

Силовые транзисторы 1 и 2 своими эмиттерами подключены к общему проводу, Коллектор транзистора 1 подключен к положительному выводу источника 15 постоянного тока, а коллектор транзистора 2 — к отрицательному. Выводы источника 15 питания.через разделительные диоды 5 и 6 подключены к конденсаторам 3 и 4, общее соединение которых подключено к обгцему проводу. Параллельно накопительным конденсаторам 3 и 4 подключены через выходные выводы преобразователя сопротивления

16 и 1! нагрузок, Управляющие транзисторы

7 и 8 своими эмиттерами подключены к выходным отрицательному и положительному выводам преобразователя.

Коллектор и-р- и управляющего транзистора 7 через ограничите льный резистор 12

40 подключен к базе р-п-р силового транзистора 2, а колллектор р-и-р управляющего транзистора 8 через ограничительный резистор

11 подключен к базе и-р-и силового транзистора 1. Базы управляюших транзисторов 7 и 8 через резисторы начального смещения 9 и 10 подключены к общему проводу. Времязадающий конденсатор 14 подключен одним выводом к положительному выводу источника питания 15 постоянного тока, а другим выводом — к базе управляющего и-ри-транзистора 7. Времязадающий конденсатор 13 подключен одним выводом к отрицательному выводу источника 15 постоянного тока, а другим выводом — к базе управляющего р-и-р-транзистора 8.

Каждый из дополнительных входных выводов 21 соединен с разноименными первыми выводами соответствующей пары дополнительных диодов 18, второй вывод каждого из которых соединен с выходным выводом 20 соответствующего дополнительного выходного канала постоянного двухполярного напряжения, подключенным через соответствующий дополнительный конденсатор 19 к общему выходному выводу преобразователя, Преобразователь работает следующим образом.

При подключении источника постоянного тока 15 к контактам "вход" "+" и "-" преобразователя, открываются дополнительные транзисторы 7 и 8 под действием протекающих в них базовых токов, задаваемых резисторами 9 и 10. Открываниедополнительных транзисторов 8 и 9 вызывает появление баэоэых то (GB, транзисторов 1 и

2, ограничиваемых резисторами 11 и 12. В силу разных усилительных свойств транзисторов 1, 8 и 2, 7 скорость отпирания ключевых транзисторов 1 и 2 будет разной.

Если, для примера, предположить, что суммарное усил ние транзисторов 1 и 8 больше, чем транзисторов 2 и 7, то ключевой

45 транзистор 1 откроется больше, а ключевой транзистор 2 — меньше.

Напряжение нэ коллекторах, по абсолютному значению 1-го транэистора— уменьшится, а транзистора 2 — увеличится.

50 Зти приращения напряжений гередаются

«=:ðå3 разделительные конденсаторы 14 и 13 соответственно на базы дополнительных транзисторов 7 и 8, При этом базовый ток ключевого транзистора 1 увеличивается, а

55 ключевого транзистора 2 еще уменьшится.

Под действием положительной обратной связи возникает регенеративный процесс, приводящий к полному отпиранию ключевого транзистора 1 и запиранию ключевого транзистора ". Р ывод "+" источника 15 под1760612 ключается через открытый транзистор 1 к общему проводу. В этот момент накопительный конденсатор 4 заряжается через . разделительный диод 6 до напряжения источника питания 15 за вычетом падения на- 5 пряжения на транзисторе 1 и диоде 6. По мере заряда времязадающего конденсатора 13 базовый ток транзистора 8 уменьшается до нулевого значения, вызывая запирание дополнительного транзистора 8 10 и ключевого транзистора 1. Напряжение на его коллекторе увеличивается, вызывая появление базового тока дополнительного транзистора 7 и соответственно, отпирание транзисторов 7 и 2, что приводит к повторе- 15 нию регенеративного процесса, приводящего к полному отпиранию ключевого транзистора 2 и запиранию ключевого транзистора 1, Вывод "-" источника питания 15 подключается к общему проводу, Накопи- 20 тельный конденсатор 3 заряжается через разделительный диод 5 до напряжения источника питания 15 эа вычетом падений напряжений на диоде 5 и транзисторе 2.

Напряжение на накопительном конден- 25 саторе 3 — положительное относительно общего провода, а напряжение на накопительном конденсаторе 4 — отрицательное, При каждом очередном замыкании ключевых транзисторов 1 и 2 дополнитель- 30 ные конденсаторы 19 через разделительные диоды 18 заряжаются до значения промежуточных напряжений, кратных напряжению одного элемента батареи 15, за вычетом падения напряжения на ключевых транзисторах 1 и 2 и разделительных диодах 18.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное двухполярное напряжение поавтсв. %1591157, отличаю щийс я тем, что, с целью расширения области применения путем введения N дополнительных выходных каналов постоянного двухполярного напряжения, введены N дополнительных входных выводов, предназначенных для подключения к N промежуточным отводам источника питания, N nap дополнительных и диодов и N пар дополнительных конденсаторов, каждый из дополнительных входных выводов соединен с разноименными первыми выводами соответствующей пары дополнительных диодов, второй вывод каждого из которых соединен с выходным выводом соответствующего дополнительного выходного канала постоянного двухполярного напряжения, подключенным через соответствующий дополнительный конденсатор с общим выходным выводом преобразователя, 1760612

Составитель А.Макунин

Редактор М.Стрельникова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О,Густи

Заказ 3191 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,уд. Гагарина,101