Преобразователь постоянного напряжения в переменное

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного питания. Преобразователь постоянного напряжения в переменное содержит четыре транзистора (1, 2, 3, 4), соединенных в схему мостового коммутатора, трансформатор (8) с обмотками (10, 11) обратной связи, токоограничивающие резисторы (13-16), стабилитрон (7), два дополнительных транзистора (5, 6) и интегрирующую RC-цепь (18, 19). Технический результат: обеспечение устойчивой работы преобразователя в условиях повышенных колебаний напряжения сети, например, на мобильных объектах. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного питания.

Преобразователи постоянного напряжения в переменное широко применяются в источниках питания с бестрансформаторным подключением к сети.

Известен преобразователь постоянного напряжения в переменное [1]. Основным недостатком известного преобразователя является отсутствие режима самовозбуждения, что ведет к усложнению конструкции и снижению надежности.

Другим распространенным недостатком известных аналогов, см., например, [2], является низкое значение коэффициента использования транзисторов по току, что обусловлено наличием сквозных токов в момент переключения транзисторов.

Свободным от указанных недостатков и наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является преобразователь постоянного напряжения в переменное [3], содержащий четыре транзистора, соединенных в схему мостового коммутатора таким образом, что транзисторы одной перекрестно расположенной пары включены по схеме с общим эмиттером, а другой - по схеме с общей базой. При этом транзисторы первой пары взаимно противоположны по типу проводимости, а между их базами включен стабилитрон. Указанной особенностью включения транзисторов обеспечивается существенное уменьшение сквозных токов и возможность автоматического запуска. Преобразователь четко запускается в тот момент, когда величина напряжения на стабилитроне достигает значения, соответствующего точке перегиба вольт-амперной характеристики. На этом участке характеристики стабилитроны имеют высокий уровень шумов, действие которых обуславливает запуск преобразователя. Отмечается, что условие противоположности типа проводимости относится только к паре транзисторов, включенных по схеме с общим эмиттером. Каждый из транзисторов другой пары может быть любой проводимости.

Недостатком прототипа является его критичность к уровню входного напряжения. Диапазон входных напряжений может быть увеличен за счет увеличения внутреннего сопротивления источника постоянного напряжения, что свою очередь приведет к снижению КПД.

Предлагаемым изобретением решается задача увеличения динамического диапазона и повышения КПД преобразователя.

Указанный технический результат достигается тем, что в известный преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащий четыре транзистора, соединенных в схему мостового коммутатора таким образом, что первый и второй транзисторы разного типа проводимости одной перекрестно расположенной пары включены по схеме с общим эмиттером, а третий и четвертый транзисторы другой перекрестно расположенной пары включены по схеме с общей базой, трансформатор с первичной обмоткой и обмотками обратной связи, включенными между базами и эмиттерами упомянутых четырех транзисторов через токоограничивающие резисторы так, чтобы сочетание полярности напряжений на всех указанных обмотках соответствовало положительному знаку обратной связи, и стабилитрон, дополнительно введены пятый транзистор, коллектор которого соединен с базой первого транзистора, эмиттер через стабилитрон соединен с базой второго транзистора, шестой транзистор, коллектор которого соединен с базой пятого транзистора и выходом интегрирующей RC-цепи, дополнительно включенной между потенциальной и нулевой шинами, эмиттер - с нулевой шиной, а база через дополнительно введенный резистор - с соответствующей обмоткой обратной связи, при этом первичная обмотка трансформатора подключена к выходным выводам преобразователя через токоограничивающий резистор.

На чертеже представлен вариант электрической схемы преобразователя постоянного напряжения в переменное для случая, когда транзисторы, включенные по схеме с общей базой, имеют противоположный тип проводимости.

Устройство работает следующим образом. В момент подключения преобразователя к источнику постоянного тока происходит заряд конденсатора 19 через резистор 18. Когда напряжение на конденсаторе достигнет значения, соответствующего шумовой зоне стабилитрона 7, лежащей в области перегиба его вольт-амперной характеристики, через цепи базы и коллектора транзистора 5 и базо-эмиттерные переходы транзисторов 1 и 2 протекает хаотически пульсирующий шумовой ток, что приводит к самовозбуждению преобразователя. В установившемся режиме автоколебаний транзистор 6 открыт, следовательно, конденсатор 19 разряжен, а транзистор 5 закрыт независимо от величины входного напряжения и значения внутреннего сопротивления источника питания. Благодаря этому преобразователь может устойчиво работать с высоким КПД в условиях повышенных колебаний напряжения сети, например, на мобильных объектах.

Для обеспечения жестких требований к стабильности частоты, а также при работе на высоких частотах, в том числе без применения ферромагнитного сердечника, в преобразователе может быть установлен конденсатор 24, показанный на схеме пунктиром.

В случаях, когда транзисторы, включенные по схеме с общей базой, применяют одного типа проводимости, число обмоток трансформатора увеличивается.

ЛИТЕРАТУРА 1. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. М.: Радио и связь, 1985, с. 401-407.

2. Ромаш Э. и др. Высокочастотные транзисторные преобразователи. М.: Радио и связь, 1988, с. 95.

3. Патент РФ N 2035835.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащий четыре транзистора, соединенные в схему мостового коммутатора таким образом, что первый и второй транзисторы разного типа проводимости одной перекрестно расположенной пары включены по схеме с общим эмиттером, а третий и четвертый транзисторы другой перекрестно расположенной пары включены по схеме с общей базой, трансформатор с первичной обмоткой и обмотками обратной связи, включенными между базами и эмиттерами соответствующих транзисторов через токоограничивающие резисторы, и стабилитрон, отличающийся тем, что в него дополнительно введены пятый транзистор, коллектор которого соединен с базой первого транзистора, эмиттер через стабилитрон соединен с базой второго транзистора, шестой транзистор, коллектор которого соединен с базой пятого транзистора и выходом интегрирующей RC цепи, дополнительно включенной между потенциальной и нулевой шинами, эмиттер - с нулевой шиной, а база через дополнительно введенный резистор - с соответствующей обмоткой обратной связи, при этом первичная обмотка трансформатора подключена к выходным выводам через дополнительный токоограничивающий резистор.

РИСУНКИ

Рисунок 1