Двухтактный транзисторный преобразователь с токовой обратной связью

 

Использование: изобретение относится к преобразовательной технике. Задачей изобретения является обеспечение работы преобразователя в широком диапазоне токов нагрузки при незначительном снижении КПД преобразователя. Двухтактный транзисторный преобразователь с токовой обратной связью содержит трансформатор с двумя обмотками со средней точкой, два транзистора, источник питания, нагрузку, диод, резистор и конденсатор. Новым в двухтактном преобразователе с токовой обратной связью является то, что в него введены диод и параллельно соединенные резистор и конденсатор, при этом диод включен в нагрузочную цепь, а параллельно соединенные резистор и конденсатор включены между средними выводами первичной и вторичной обмоток трансформатора. 2 ил.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания.

Известны транзисторные преобразователи с обратной связью по току нагрузки для низковольтных источников энергии, в частности, содержащие трансформатор с двумя обмотками первичной, состоящей из двух полуобмоток, общая точка которых соединена с минусом источника питания, и вторичной обмотки. Концы первичной обмотки трансформатора соединены с коллекторами транзисторных ключей. Эмиттеры транзисторных ключей соединены с плюсом источника питания. Концы вторичной обмотки трансформатора соединены с анодами разделительных вентилей и базами транзисторных ключей. Нагрузка преобразователя соединена одним концом с общей точкой катодов разделительных вентилей, а другим концом с общей точкой анодов двух дополнительных разделительных вентилей, катоды которых подключены к концам первичной обмотки трансформатора.

Наиболее близким по технической сущности для предлагаемого технического решения является двухтактный транзисторный преобразователь с токовой обратной связью, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого соединена через коллекторы двух транзисторов с источником питания по схеме со средней точкой, а вторичная обмотка включена между базами этих транзисторов, при этом нагрузка включена между средними точками первичной и вторичной обмоток.

Общий недостаток преобразователей с токовой обратной связью заключается в срыве релаксаций на холостом ходу (или очень малых токах нагрузки), что приводит к пропаданию выходного напряжения с частотой, определяемой постоянной времени разряда RнCн.

Искусственное нагружение данных типов преобразователей для их устойчивой работы в устройствах с малыми токами потребления (на современных МОП схемах с изменяемой нагрузкой), запитываемых от автономных источников питания, приводит к увеличенному израсходованию их емкости и как следствие к значительному снижению КПД преобразования.

Задачей изобретения является обеспечение работы преобразователя с токовой обратной связью в широком диапазоне токов нагрузки при незначительном снижении КПД преобразователя.

Поставленную задачу решает предлагаемое изобретение, в котором в двухтактном транзисторном преобразователе с токовой обратной связью, содержащем трансформатор, первичная обмотка которого выполнена со средней точкой, соединенной с общим выводом для подключения источника питания и нагрузки, крайние выводы первичной обмотки соединены с коллекторами соответствующих транзисторов, эмиттеры которых объединены и соединены с другим выводом для подключения источника питания, вторичная обмотка трансформатора выполнена со средней точкой, связанной с другим выводом для подключения нагрузки, крайние выводы вторичной обмотки трансформатора соединены с базами соответствующих транзисторов. Новым является то, что в него введены диод и параллельно соединенные резистор и конденсатор, при этом диод включен в нагрузочную цепь, а параллельно соединенные резистор и конденсатор включены между средними выводами первичной и вторичной обмоток трансформатора.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема двухтактного транзисторного преобразователя с токовой обратной связью; на фиг. 2 представлены осциллограммы работы преобразователя на холостом ходу.

Преобразователь содержит трансформатор 1 с двумя обмотками со средней точкой первичной 2, средняя точка которой соединена с общим выводом для подключения источника питания 3, нагрузки 4 (Rг, Cн) и параллельно соединенных резистора и конденсатора 5 и вторичной обмотки 6. Крайние выводы первичной обмотки 2 соединены с коллекторами соответствующих транзисторов 7 и 8, эмиттеры которых соединены с другим выводом для подключения источника питания 3. Крайние выводы вторичной обмотки 6 соединены с базами соответствующих транзисторов 7 и 8, а средняя точка с другими выводами параллельно соединенных резистора и конденсатора 5 и анодом диода 9, катод которого подключен к другому выводу нагрузки 4.

Преобразователь работает следующим образом.

При подключении источника питания 3 на базы транзисторов 7 и 8 подается смещение через конденсатор и резистор 5 и последовательно включенные диод 9 и нагрузку 4 и преобразователь самовозбуждается.

При работе преобразователя на холостом ходу или при малых токах нагрузки генерация в нем срывается при заряде конденсатора 5 и конденсатора нагрузки и к базам транзисторов 7 и 8 прикладывается обратное напряжение (напряжение на конденсаторе 5).

По мере полного разряда конденсатора 5 через параллельный резистор создаются условия для повторного запуска преобразователя и цикл повторяется, при этом параметры конденсатора и резистора 5 выбраны таким образом, что пульсации напряжения на высокоомной нагрузке незначительны, а высокий КПД преобразования определяется большим значением отношения времени паузы к времени работы преобразо- вателя.

Таким образом, предлагаемое техническое решение из-за вновь введенных диода, резистора и конденсатора обеспечивает высокий КПД преобразования на холостом ходу.

При увеличении нагрузки преобразователь переходит в непрерывный режим работы. При этом из-за малой доли тока через резистор (5) в общем токе нагрузки происходит незначительное уменьшение КПД преобразования по сравнению с прототипом, потери на диоде также незначительны.

Формула изобретения

Двухтактный транзисторный преобразователь с токовой обратной связью, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого выполнена со средней точкой, соединенной с общим выводом для подключения источника питания и нагрузки, крайние выводы первичной обмотки соединены с коллекторами соответствующих транзисторов, эмиттеры которых объединены и соединены с другим выводом для подключения источника питания, вторичная обмотка трансформатора выполнена со средней точкой, связанной с другим выводом для подключения нагрузки, крайние выводы вторичной обмотки трансформатора соединены с базами соответствующих транзисторов, отличающийся тем, что в него введены диод и параллельно соединенные резистор и конденсатор, при этом диод включен в нагрузочную цепь, а параллельно соединенные резистор и конденсатор включены между средними выводами первичной и вторичной обмоток трансформатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2