RU2069444C1

RU2069444C1 - Single-ended stabilizing dc voltage changer

Info

Publication number: RU2069444C1
Authority: RU
Inventors: Б.С. Сергеев; Ю.М. Кардаполов
Original assignee: Уральское отделение Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта
Priority date: 1992-08-21
Filing date: 1992-08-21
Publication date: 1996-11-20

Abstract

FIELD: pulse-operated transistorized, electrically isolated DC voltage changers incorporating output voltage regulation provision. SUBSTANCE: device has power transformer 1, transformer 4 with primary winding 3, secondary winding 20, and control winding 6, six resistors 5,9,10,15,18,19, capacitors 8,12, diodes 11,13,16, transistors 14,17, rectifier diode 21, filter capacitor 22, comparison unit 23, and optocoupler 24. Conducting period of transistor 1 depends on desired level of instant value of its collector current and its cut-off period depends on time of full discharge of inductance coil of secondary winding 20 of transformer 4 into load. Output voltage is regulated by varying degree of conductive state of optocoupler 24 which changes conducting threshold of transistor 17. In second version of voltage changer, transistors do not operate in linear mode and ON-time of power transistor 1 is reduced. EFFECT: improved reliability of voltage changer, reduced dissipation power, mass, and size. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике к устройствам импульсных стабилизирующих транзисторных преобразователей постоянного напряжения, служащих для получения гальванически развязанных постоянных напряжений для электропитания различных радиоэлектронных приборов и систем. The invention relates to electrical engineering, in particular to converter technology to devices of pulse stabilizing transistor converters of constant voltage, used to obtain galvanically isolated constant voltage for power supply of various electronic devices and systems.

Известны транзисторные преобразователи постоянного напряжения, содержащие силовой транзистор, трансформатор, выпрямительный диод и фильтрующий конденсатор, позволяющие получить гальванически развязанные постоянные выходные напряжения [1] Недостатком подобных преобразователей является невысокая стабильность выходных напряжений и недостаточная надежность работы. Known transistor DC-DC converters containing a power transistor, a transformer, a rectifying diode and a filtering capacitor, allowing to obtain galvanically isolated constant output voltages [1] The disadvantage of such converters is the low stability of the output voltages and insufficient reliability.

Лучшими показателями по стабильности выходных напряжений и надежности работы обладают преобразователи постоянного напряжения, имеющие управляющую схему, формирующую специальные импульсы для управления переключением силового транзистора в процессе стабилизации выходного напряжения [2] Недостатком таких устройств является сложность схемы, большое количество элементов и высокая стоимость. The best indicators of output voltage stability and reliability are DC-DC converters with a control circuit that generates special pulses for controlling the switching of a power transistor during stabilization of the output voltage [2] The disadvantage of such devices is the complexity of the circuit, a large number of elements and high cost.

Более простой является схема однотактного стабилизирующего преобразователя, у которого схема управления достаточно проста за счет того, что моменты включения и выключения силового транзистора определяется индуктивностью обмоток трансформатора [3] Здесь момент включения силового транзистора определяется достижением тока коллектора заданной величины, а момент включения определяется полным разрядом индуктивности вторичной обмотки трансформатора в нагрузку. A simpler circuit is a single-cycle stabilizing converter, in which the control circuit is quite simple due to the fact that the moments of turning on and off the power transistor are determined by the inductance of the transformer windings [3] Here, the moment of switching on the power transistor is determined by the achievement of the collector current of a given value, and the moment of switching on is determined by a full discharge inductance of the secondary winding of the transformer into the load.

Наиболее близким по сущности работы и по схемотехнике является транзисторный преобразователь, содержащий цепь обратной связи для стабилизации выходного напряжения, выполненную в виде узла сравнения, на выходе которой включена оптопара [4] Недостатком этого устройства является сложность схемы и неудовлетворительная надежность работы. The closest in essence of the work and in circuitry is a transistor converter containing a feedback circuit for stabilizing the output voltage, made in the form of a comparison node, the output of which is connected to an optocoupler [4] The disadvantage of this device is the complexity of the circuit and unsatisfactory reliability.

Целью предлагаемого устройства является расширение функциональных возможностей применения преобразователя за счет повышения надежности работы, снижения стоимости и уменьшения рассеиваемой мощности. The purpose of the proposed device is to expand the functionality of the Converter by increasing the reliability, reducing cost and reducing power dissipation.

Указанная цель достигается тем, что увеличен коэффициент усиления первого транзистора при сохранении достаточно малого падения напряжения на нем в открытом состоянии. Для полного исключения влияния коэффициента усиления первого транзистора на работу схемы использована положительная обратная связь, вызывающая регенеративный процесс его включения и исключающая линейный режим работы силового транзистора по достижении его тока коллектора заданной нормы. Предложено также повышение надежности за счет исключения влияния кратковременных коммутационных импульсов коллекторного тока на этапе его включения, что достигается введением конденсатора, замедляющего возникновение регенеративного процесса. Для устранения влияния быстродействия транзисторов на работу схемы управления введен второй конденсатор, увеличивающий длительность включенного состояния регенеративной схемы после начала процесса включения силового транзистора. This goal is achieved by increasing the gain of the first transistor while maintaining a sufficiently small voltage drop across it in the open state. To completely eliminate the influence of the gain of the first transistor on the operation of the circuit, positive feedback was used, which causes the regenerative process of its inclusion and excludes the linear mode of operation of the power transistor when its collector current reaches a predetermined norm. It is also proposed to increase reliability by eliminating the influence of short-term switching pulses of the collector current at the stage of its inclusion, which is achieved by introducing a capacitor that slows down the occurrence of the regenerative process. To eliminate the influence of the speed of transistors on the operation of the control circuit, a second capacitor is introduced, which increases the duration of the on state of the regenerative circuit after the start of the process of turning on the power transistor.

На фиг. 1 и 2 приведены схемы однотактного стабилизирующего преобразователя постоянного напряжения. Из них схема по фиг. 1 соответствует п.1 формулы изобретения, а схема по фиг. 2 п.2, 3 и 4 формулы. In FIG. 1 and 2 are diagrams of a single-cycle stabilizing DC-DC converter. Of these, the circuit of FIG. 1 corresponds to claim 1, and the circuit of FIG. 2 claims 2, 3 and 4 of the formula.

Преобразователь по схеме фиг. 1 содержит силовой транзистор 1, между первым силовым выводом которого и первым выводом 2 для подключения источника питания концом и началом соответственно включена первичная обмотка 3 трансформатора 4. Первый вывод 2 для подключения источника питания через первый резистор 5 соединен с управляющим электродом транзистора 1. Управляющая обмотка 6 трансформатора 4 концом подключена ко второму выводу 7 для подключения источника питания и к первому выводу первого конденсатора 8, а началом к первому выводу второго резистора 9. Второй вывод первого конденсатора 8 соединен с первым выводом третьего резистора 10. Параллельно управляющему и второму силовому выводам силового транзистора 1 включен первый диод 11. Со вторым выводом второго резистора 9 соединены первый вывод второго конденсатора 12 и катод второго диода 13, точка соединения второго вывода конденсатора 12 и анода диода 13 подключена к управляющему электроду транзистора 1 и к коллектору первого транзистора 14, эмиттер которого соединен со вторым выводом 7 для подключения источника питания. Начало управляющей обмотки 6 трансформатора 4 подключено через четвертый резистор 15 к аноду третьего диода 16, катодом соединенного с первым выводом третьего резистора 10. База первого транзистора 14 подключена к эмиттеру второго транзистора 17, база которого через пятый резистор 18 подключена ко второму силовому выводу силового транзистора 1 и к первому выводу шестого резистора 19, второй вывод которого соединен со вторым выводом 7 для подключения источника питания. Коллектор второго транзистора 17 подключен к точке соединения катода второго диода 13 и второго вывода второго резистора 9. Конец вторичной обмотки 20 трансформатора 4 соединен с анодом выпрямительного диода 21, катодом подключенного к первому выводу фильтрующего конденсатора 22, к первому выводу для подключения ("+") и к одному из входов узла сравнения 23. Начало обмотки 20 соединено со вторым выводом конденсатора 22, вторым выводом для подключения нагрузки ("-") и к другому входу узла сравнения 23. На выходе узла сравнения 23 подключен светодиод оптопары 24. Коллектор фототранзистора оптопары 24 соединен со вторым выводом третьего резистора 10, а эмиттер с базой второго транзистора 17. The converter according to the circuit of FIG. 1 contains a power transistor 1, between the first power terminal of which and the first terminal 2 for connecting the power source with the end and the beginning, the primary winding 3 of the transformer 4 is connected respectively. The first terminal 2 for connecting the power source through the first resistor 5 is connected to the control electrode of the transistor 1. The control winding 6 of the transformer 4, the end is connected to the second terminal 7 for connecting the power source and to the first terminal of the first capacitor 8, and the beginning to the first terminal of the second resistor 9. The second terminal of the first the capacitor 8 is connected to the first terminal of the third resistor 10. In parallel with the control and the second power terminals of the power transistor 1, the first diode 11 is connected. The first terminal of the second capacitor 12 and the cathode of the second diode 13, the connection point of the second terminal of the capacitor 12 and the anode are connected to the second terminal of the second resistor 9 the diode 13 is connected to the control electrode of the transistor 1 and to the collector of the first transistor 14, the emitter of which is connected to the second terminal 7 for connecting a power source. The beginning of the control winding 6 of the transformer 4 is connected through the fourth resistor 15 to the anode of the third diode 16, a cathode connected to the first output of the third resistor 10. The base of the first transistor 14 is connected to the emitter of the second transistor 17, the base of which is connected through the fifth resistor 18 to the second power terminal of the power transistor 1 and to the first terminal of the sixth resistor 19, the second terminal of which is connected to the second terminal 7 for connecting a power source. The collector of the second transistor 17 is connected to the connection point of the cathode of the second diode 13 and the second terminal of the second resistor 9. The end of the secondary winding 20 of the transformer 4 is connected to the anode of the rectifier diode 21, the cathode connected to the first terminal of the filtering capacitor 22, to the first terminal for connection ("+" ) and to one of the inputs of the comparison node 23. The beginning of the winding 20 is connected to the second terminal of the capacitor 22, the second terminal for connecting the load ("-") and to the other input of the comparison node 23. At the output of the comparison node 23, an opto-optic LED is connected ry photocoupler 24. The collector of the phototransistor 24 is connected to a second terminal of the third resistor 10 and the emitter to the base of the second transistor 17.

Преобразователь по схеме фиг. 2, кроме описанных связей и элементов отличается тем, что коллектор второго транзистора, в отличие от предыдущей схемы, соединен через седьмой резистор 25 с базой третьего транзистора 26, коллектор которого через обратно включенный четвертый диод 27 подключен к началу управляющей обмотки 6 трансформатора 4. Коллектор транзистора 26 через восьмой резистор 28 соединен с базой второго транзистора 17. Параллельно базе и эмиттеру третьего транзистора 26 включен третий конденсатор 29, а четвертый конденсатор 30 подключен между эмиттером транзистора 26 и вторым выводом 7 для подключения источника питания. The converter according to the circuit of FIG. 2, in addition to the described connections and elements, it differs in that the collector of the second transistor, unlike the previous circuit, is connected through the seventh resistor 25 to the base of the third transistor 26, the collector of which is connected through the back-connected fourth diode 27 to the beginning of the control winding 6 of the transformer 4. The collector transistor 26 through the eighth resistor 28 is connected to the base of the second transistor 17. In parallel with the base and emitter of the third transistor 26, a third capacitor 29 is connected, and a fourth capacitor 30 is connected between the emitter of the transistor 26 and the second pin 7 for connecting a power source.

Однотактный преобразователь постоянного напряжения по схеме фиг. 1 работает следующим образом. Примем для описания, что начальное состояние схемы соответствует началу открывания силового транзистора 1. При этом, если не учитывать кратковременных коммутационных процессов, ток коллектора транзистора 1 начинается с нулевого значения, так как рассматриваемый преобразователь работает в режиме прерывистых токов, а мощность, потребляемая от управляющей обмотки 6 трансформатора 4, пренебрежимо мала. The single-ended DC-voltage converter according to the circuit of FIG. 1 works as follows. We assume for description that the initial state of the circuit corresponds to the beginning of the opening of the power transistor 1. Moreover, if we do not take into account short-term switching processes, the collector current of the transistor 1 starts from zero, since the converter in question operates in discontinuous currents, and the power consumed by the control winding 6 of transformer 4 is negligible.

При включенном транзисторе 1, благодаря принятой и показанной на схеме полярности включения обмоток трансформатора 4, выпрямительный диод 21 заперт. Увеличение тока коллектора транзистора 1 происходит по линейному закону и определяется напряжением источника питания (выводы 2 и 7) и индуктивностью первичной обмотки 3 трансформатора 4. When the transistor 1 is turned on, due to the polarity of switching on the windings of the transformer 4 adopted and shown in the diagram, the rectifier diode 21 is locked. The increase in the collector current of the transistor 1 occurs linearly and is determined by the voltage of the power source (pins 2 and 7) and the inductance of the primary winding 3 of the transformer 4.

Когда мгновенное значение тока коллектора транзистора 1 достигает определенного уровня, определяемого пороговым падением напряжения на шестом резисторе 19, при котором включаются первый 14 и второй 17 транзисторы, появляются токи коллектора этих транзисторов. На этапе времени открытого состояния транзистора 1 полярность напряжения на управляющей обмотке 6 трансформатора 4 положительная, этим обеспечивался базовый ток транзистора 1, протекающий через второй резистор 9 и второй конденсатор 12. Когда включаются транзисторы 14 и 17, за счет них появляется шунтирование базовой цепи транзистора 1. Так как напряжение на катоде второго диода 13 больше, чем на его аноде, то есть на базе транзистора 1, то первый транзистор 14 входит в насыщение, обеспечивая достаточно эффективное шунтирование входа транзистора 1. When the instantaneous value of the collector current of the transistor 1 reaches a certain level, determined by the threshold voltage drop across the sixth resistor 19, at which the first 14 and second 17 transistors are turned on, the collector currents of these transistors appear. At the open time stage of the transistor 1, the voltage polarity on the control winding 6 of the transformer 4 is positive, this provided the base current of the transistor 1 flowing through the second resistor 9 and the second capacitor 12. When the transistors 14 and 17 are turned on, bypassing of the base circuit of the transistor 1 appears Since the voltage at the cathode of the second diode 13 is greater than at its anode, that is, based on the transistor 1, the first transistor 14 enters into saturation, providing a sufficiently effective shunt of the transistor input 1.

После перехода транзистора 1 через линейный режим и последующего его запирания, меняется полярность напряжения на управляющей обмотке 20 трансформатора 4. Начинается разряд индуктивности обмотки 20 трансформатора 4 на нагрузку и на подзаряд фильтрующего конденсатора 22. Изменение полярности напряжения на обмотке 6 приводит к появлению обратного тока через второй резистор 9 и диоды 13 и 11, что обусловливает появление запирающего напряжения на управляющем входе транзистора 1. Ранее заряженный второй конденсатор 12 разряжается через диод 13, подготавливаясь к следующему циклу работы преобразователя. After the transition of the transistor 1 through the linear mode and its subsequent locking, the polarity of the voltage at the control winding 20 of the transformer 4 changes. The inductance of the winding 20 of the transformer 4 begins to load and recharge the filter capacitor 22. Changing the polarity of the voltage on the winding 6 leads to the appearance of a reverse current through the second resistor 9 and the diodes 13 and 11, which causes the appearance of a blocking voltage at the control input of the transistor 1. The previously charged second capacitor 12 is discharged through the diode 13, pressing for the next cycle of the converter.

После полного разряда индуктивности вторичной обмотки 20 трансформатора 4 напряжение на управляющей обмотке 6 снижается. Когда напряжение на управляющем входе транзистора 1 (с учетом тока через первый резистор 5) увеличится до напряжения его включения, последний открывается. Его начальное включение обеспечивается током через первый резистор 5. Включение транзистора 1 приводит к появлению положительной полярности напряжения на управляющей обмотке 6 трансформатора 4. Появляется дополнительный форсирующий ток управления транзистора 1, протекающий через конденсатор 12 и резистор 9. Происходит форсированное насыщение транзистора 1. After a complete discharge of the inductance of the secondary winding 20 of the transformer 4, the voltage at the control winding 6 decreases. When the voltage at the control input of the transistor 1 (taking into account the current through the first resistor 5) increases to the voltage of its inclusion, the latter opens. Its initial inclusion is provided by the current through the first resistor 5. The inclusion of transistor 1 leads to the appearance of a positive voltage polarity on the control winding 6 of transformer 4. An additional boost control current of transistor 1 appears, flowing through capacitor 12 and resistor 9. Forced saturation of transistor 1 occurs.

Далее процессы импульсного переключения повторяются аналогично. Управление импульсной работой силового транзистора 1, то есть стабилизация выходного напряжения преобразователя, происходит следующим образом. Next, the pulse switching processes are repeated in the same way. The control of the pulse operation of the power transistor 1, that is, the stabilization of the output voltage of the Converter, is as follows.

При увеличении, например, выходного напряжения, узел сравнения 23 работает таким образом, что яркость свечения светодиода оптопары 24 увеличивается. Фототранзистор оптопары 24 открывается в большей степени. Это приводит к тому, что на базу транзистора 17 подается больший открывающий сигнал, и, если ранее транзисторы 17 и 14 открывались при одном пороговом напряжении, то сейчас включение их будет происходить при меньшем уровне падения напряжения на шестом резисторе 19, возникающего от протекания по нему тока коллектора транзистора 1. Снижение уровня тока срабатывания транзисторов 14 и 17 приводит к уменьшению длительности включенного состояния транзистора 1, к уменьшению накопленной в индуктивности обмотки 3 энергии, а следовательно, к снижению выходного напряжения преобразователя. В момент первоначального включения преобразователя, когда его выходное напряжение равно нулю, светодиод оптопары 24 не светится, фототранзистор оптопары 24 заперт и преобразователь работает при отсутствии дополнительного открывающего смещения на базу транзисторы 14 и 17. Это обусловливает работу преобразователя с максимальными амплитудами импульсов тока коллектора силового транзистора 1, чем форсированно увеличивается выходное напряжение преобразователя. Затем, после выхода преобразователя на установившийся режим работы, включение фототранзистора оптопары 24 создает регулирующий ток через резистор 10, уменьшающий порог включения транзисторов 14 и 17. При том конденсатор 8 является источником напряжения для создания регулируемого тока, Подобным образом стабилизируется выходное напряжение преобразователя. При снижении выходного напряжения яркость свечения светодиода оптопары 24 уменьшается, а при увеличении увеличивается, производя соответствующие изменения в уровне порога включения транзисторов 14 и 17. When increasing, for example, the output voltage, the comparison node 23 operates in such a way that the brightness of the LED of the optocoupler 24 increases. The phototransistor of the optocoupler 24 opens to a greater extent. This leads to the fact that a larger opening signal is applied to the base of transistor 17, and if earlier transistors 17 and 14 opened at the same threshold voltage, now their inclusion will occur at a lower level of voltage drop across the sixth resistor 19 arising from leakage through it the collector current of the transistor 1. A decrease in the level of the response current of the transistors 14 and 17 leads to a decrease in the duration of the on state of the transistor 1, to a decrease in the energy stored in the inductance of the winding 3, and therefore to a decrease in the output -stand voltage converter. At the moment the converter is initially turned on, when its output voltage is zero, the LED of the optocoupler 24 does not light, the phototransistor of the optocoupler 24 is locked and the converter operates in the absence of an additional opening bias to the base of the transistors 14 and 17. This determines the operation of the converter with the maximum current pulse amplitudes of the collector of the power transistor 1, than the output voltage of the converter increases forcibly. Then, after the converter reaches steady-state operation, turning on the phototransistor of the optocoupler 24 creates a regulating current through the resistor 10, which reduces the threshold for turning on the transistors 14 and 17. Moreover, the capacitor 8 is a voltage source to create an adjustable current.Likewise, the output voltage of the converter is stabilized. With a decrease in the output voltage, the brightness of the LED of the optocoupler 24 decreases, and with an increase, it increases, making corresponding changes in the threshold level of the transistors 14 and 17.

Таким образом, в приведенном устройстве реализовано увеличение коэффициента усиления управляющего транзистора, функции которого выполняют транзисторы 14 и 17, имеющие достаточно малое падение напряжения в открытом состоянии. Thus, in the above device, an increase in the gain of the control transistor is implemented, the functions of which are performed by transistors 14 and 17 having a sufficiently small voltage drop in the open state.

Отличия в работе преобразователя по схеме фиг. 2 заключаются в следующем. Differences in the operation of the converter according to the circuit of FIG. 2 are as follows.

При увеличении тока коллектора транзистора 1, когда начинается открывание транзистора 17 и появляется его коллекторный ток, появляется и ток базы третьего транзистора 26, ограничиваемый восьмым резистором 28. Этот ток вызовет усиленный базовый ток транзистора 17, вызывая его форсированное включение и вхождение в насыщение. Одновременно с этим, входит в насыщение и транзистор 14, вызывая более эффективное шунтирование управляющего входа силового транзистора 1. Включенное состояние транзисторов 26, 17 и 14 продолжается до тех пор, пока на обмотке 6 трансформатора 4 присутствует положительное напряжение. When the collector current of transistor 1 increases, when the opening of transistor 17 begins and its collector current appears, the base current of the third transistor 26 appears, limited by the eighth resistor 28. This current will cause the amplified base current of the transistor 17, causing it to turn on and become saturated. At the same time, transistor 14 also enters saturation, causing a more efficient shunting of the control input of power transistor 1. The on state of transistors 26, 17 and 14 continues until a positive voltage is present on the winding 6 of transformer 4.

Таким образом, как только начинается открывание транзистора 17, то есть вхождение его в линейный режим, начинается регенеративный процесс открывания транзистора 26. Далее включенное состояние транзисторов 14 и 26 не зависит от величины тока коллектора транзистора 1 и исключается линейный режим работы транзисторов 1, 14, 17 и 26. То есть небольшое открывание транзистора 26 приводит к форсированному открыванию транзисторов 26, 14 и 17. Этим повышается как быстродействие схемы преобразователя, так и уменьшение коммутационных потерь мощности в силовом транзисторе. Thus, as soon as the opening of the transistor 17 begins, that is, its entry into linear mode, the regenerative process of opening the transistor 26 begins. Next, the on state of the transistors 14 and 26 is independent of the collector current of the transistor 1 and the linear mode of operation of the transistors 1, 14 is excluded, 17 and 26. That is, a small opening of the transistor 26 leads to forced opening of the transistors 26, 14 and 17. This increases both the speed of the converter circuit and the reduction of switching power losses in power t ranzistore.

Конденсатор 29 замедляет процесс включения транзистора 26. Это требуется для того, чтобы исключить возникновение регенеративного процесса включения транзисторов 17 и 26 при открывании силового транзистора 1 и перезаряде емкостей полупроводниковых приборов и обмотки трансформатора 4, а также влияния инерционности элементов демпфирующей цепи силового транзистора 1, на интервале времени, когда возникает кратковременный импульс тока через шестой резистор 19. Некоторое замедление, вносимое конденсатором 29, практически не влияет на работу схемы из-за малости времени задержки. The capacitor 29 slows down the process of turning on the transistor 26. This is required in order to prevent the regenerative process of turning on the transistors 17 and 26 when opening the power transistor 1 and recharging the capacities of the semiconductor devices and the winding of the transformer 4, as well as the influence of the inertia of the elements of the damping circuit of the power transistor 1, on the time interval when a short-term current pulse occurs through the sixth resistor 19. Some deceleration introduced by the capacitor 29 practically does not affect the operation of the circuit due to the small delay time.

В некоторых случаях, например, при использовании быстродействующих транзисторов 1 и 14, когда время их рассасывания и выключения достаточно мало, быстрое выключение транзистора 1 может привести к быстрому изменению полярности напряжения на управляющей обмотке 6 трансформатора 4, то есть к быстрому исчезанию положительной полярности напряжения. Это может привести к тому, что регенеративный процесс включения транзисторов 26 и 14 не успеет развиться в должной степени, так как напряжение на аноде диода 27 уже изменило полярность. Такая ситуация приводит к повторному включению силового транзистора 1 или к тому, что он может остаться в линейном режиме работы с последующим выходом его из строя. Для замедления спада напряжения, то есть для удлинения установившегося регенеративного процесса включения транзисторов 26 и 14, служит конденсатор 30, поддерживающий напряжение питания регенеративной схемы после смены полярности напряжения на управляющей обмотке 6 трансформатора 4. In some cases, for example, when using high-speed transistors 1 and 14, when the time of their resorption and shutdown is short enough, a quick turn-off of the transistor 1 can lead to a rapid change in the polarity of the voltage on the control winding 6 of the transformer 4, that is, to a rapid disappearance of the positive voltage polarity. This can lead to the fact that the regenerative process of turning on the transistors 26 and 14 does not have time to develop to the proper degree, since the voltage at the anode of the diode 27 has already changed polarity. This situation leads to the re-inclusion of the power transistor 1 or to the fact that it can remain in a linear mode of operation with its subsequent failure. To slow down the voltage drop, that is, to lengthen the steady-state regenerative process of turning on transistors 26 and 14, a capacitor 30 is used that maintains the supply voltage of the regenerative circuit after changing the voltage polarity on the control winding 6 of transformer 4.

Следовательно, в схеме преобразователя по фиг. 2 исключается линейный режим работы транзисторов и уменьшается время выключения силового транзистора 1. Этим повышается надежность работы преобразователя и появляется возможность повышения частоты преобразования преобразователя, что дает возможность улучшения массогабаритных характеристик. Therefore, in the converter circuit of FIG. 2 eliminates the linear mode of operation of the transistors and reduces the turn-off time of the power transistor 1. This increases the reliability of the converter and it becomes possible to increase the frequency of conversion of the converter, which makes it possible to improve the overall dimensions.

Таким образом, рассматриваемый однотактный преобразователь напряжения имеет повышенную надежность работы, меньшую рассеиваемую мощность и меньшие массу и габариты, то есть функциональные возможности его применения в современных высокоэффективных системах электропитания расширены. Thus, the single-phase voltage converter under consideration has increased reliability, lower power dissipation and smaller mass and dimensions, that is, the functionality of its use in modern highly efficient power supply systems has been expanded.

Claims

1. A single-phase stabilizing DC-DC converter containing a power transistor, the first power output of which is connected to the end of the primary winding of the transformer, the beginning of which is connected to the first output to connect the power source, the first diode, anode and cathode connected respectively to the second power output and to the control output power transistor, the first resistor, the first terminal of which is connected to the control terminal of the power transistor, and the second terminal with the first terminal for connecting the source power supply, the first transistor, the collector of which is connected to the control terminal of the power transistor, and the emitter is connected to the second terminal for connecting a power source to which the end of the control winding of the transformer is connected, beginning connected to the first terminal of the second resistor, the first capacitor, the first terminal of which is connected to the emitter of the first transistor, and the second is connected to the first output of the third resistor, a rectifier diode, the anode of which is connected to the end of the secondary winding of the transformer, and the cathode to the first the output of the filtering capacitor and to the first output for connecting the load, the beginning of the secondary winding of the transformer is connected to the second output of the filtering capacitor and to the second output for connecting the load, the comparison node, the input of which is connected to the terminals for connecting the load, and the output is connected to the diode of the optocoupler, the collector of the phototransistor which is connected to the second terminal of the third resistor, a second diode, the cathode of which is connected to the first terminal of the second capacitor, and a fourth resistor, characterized in that it is A second transistor, fifth and sixth resistors and a third diode are provided, the emitter of the second transistor connected to the base of the first transistor, the collector connected to the cathode of the second diode and the second output of the second resistor, and the base with the emitter of the photoconductor optocoupler and through the fifth resistor with the second power output of the power transistor and with the first terminal of the sixth resistor, the second terminal connected to the second terminal for connecting the power source, the second terminal of the second capacitor and the anode of the second diode are combined and connected to the collector the first transistor, the fourth resistor is connected to the anode of the third diode by the first output, the cathode of which is connected to the common point of the first capacitor and the third resistor, the second output of the fourth resistor is connected to the beginning of the control winding of the transformer, while the optocouplers are used as power, first and second transistors and a phototransistor NPN type transistors.

2. A single-phase stabilizing DC-DC converter containing a power transistor, the first power terminal of which is connected to the end of the primary winding of the transformer, the beginning of which is connected to the first terminal to connect the power source, the first diode, anode and cathode connected respectively to the second power terminal and to the control terminal power transistor, the first resistor, the first terminal of which is connected to the control terminal of the power transistor, and the second terminal with the first terminal for connecting the source power supply, the first transistor, the collector of which is connected to the control terminal of the power transistor, and the emitter is connected to the second terminal for connecting a power source to which the end of the control winding of the transformer is connected, beginning connected to the first terminal of the second resistor, the first capacitor, the first terminal of which is connected to the emitter of the first transistor, and the second terminal is connected to the first terminal of the third resistor, a rectifier diode, the anode of which is connected to the end of the secondary winding of the transformer, and the cathode to to the first output of the filtering capacitor and to the first output for connecting the load, the beginning of the secondary winding of the transformer is connected to the second output of the filtering capacitor and to the second output for connecting the load, the comparison node, the input of which is connected to the terminals for connecting the load, and the output is connected to the optocoupler diode, the collector a phototransistor which is connected to the second terminal of the third resistor, a second diode, the cathode of which is connected to the first terminal of the second capacitor, and a fourth resistor, characterized in that in о introduced the second and third transistors, the fifth, sixth, seventh and eighth resistors, the third and fourth diodes, the emitter of the second transistor connected to the base of the first transistor, the base connected to the emitter of the optocoupler phototransistor and through the fifth resistor to the second power terminal of the power transistor and the first the output of the sixth resistor, the second output connected to the second output for connecting the power source, the second output of the second capacitor and the anode of the second diode are combined and connected to the collector of the first transistor, four the first resistor is connected to the anode of the third diode, the cathode of which is connected to the common point of the first capacitor and the third resistor, the second terminal of the fourth resistor is connected to the beginning of the control winding of the transformer and to the anode of the fourth diode, the cathode connected to the emitter of the third transistor, the base of which is through the seventh resistor connected to the collector of the second transistor, and the collector through the eighth resistor is connected to the base of the second transistor, while as a power, first and second transistors and photo ranzistora optocoupler used transistors n p n conductivity type and the third transistor as a transistor p n p conductivity type.

3. The Converter according to claim 2, characterized in that between the emitter and the base of the third transistor, the introduced third capacitor is switched on.

4. The Converter according to claim 2 or 3, characterized in that between the emitters of the third and first transistors, the introduced fourth capacitor is included.