RU2073303C1

RU2073303C1 - Controllable two-stroke dc-to-dc converter

Info

Publication number: RU2073303C1
Application number: RU93042883A
Authority: RU
Inventors: Игорь Семенович Горянский
Original assignee: Игорь Семенович Горянский
Priority date: 1993-08-30
Filing date: 1993-08-30
Publication date: 1997-02-10

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: DC converter has two leads for input voltage: first and second-common, three- winding transformer, output rectifier and filter, high voltage transducer, transistor switch, resistor for triggering power transistors, capacitor and source of bias. Center tap of the transformer primary is connected with the first input voltage lead and its ends are connected with collectors of two power transistors the emitters of which are joined in one point. The secondary of the transformer is connected with load terminals through the output rectifier and the filter. The third winding of the transformer is center tapped and this tap is connected with common output, while its ends are connected with bases of respective power transistors. Connected to the common output are also output of the bias source and emitters of the power transistors, the last through the transistor switch. The power transistor triggering circuit resistor is cut in between the positive output of the bias source and common point of connection of the capacitor and the center lead of the third winding of the transformer. Two inputs of the high voltage transducer are connected to the leads of one of the windings of the power transformer, while its output to control electrode of the transistor switch. Power transistors of the proposed device are connected in common-base circuit and their commutation through braking off the emitter contributes to 1.5 to 2 times enlargement of the region of safe operation of the transistors thus making the moment of switching more reliable. The power transistors close at the moment, when they recover from saturation and collector area of the transistors is free of extra carriers charge. The converter is controlled by constant signal and is free of noise sensitive elements. EFFECT: practically excluded dynamic losses, no need in additional measures to exclude biasing of power transformer due to automatic reversal of power transformer magnetization, high noise protection, simple circuit engineering. 2 dwg, 5 cl

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к источникам вторичного электропитания. The invention relates to electrical engineering, in particular to sources of secondary power supply.

Известен однотактный преобразователь постоянного напряжения [1] в котором силовой биполярный транзистор включен по схеме с общей базой, а в цепь эмиттера введен транзисторный ключ, служащий также регулятором тока. Размыкание эмиттера производится по сигналу датчика высокого напряжения в момент выхода силового транзистора из насыщения. Указанный режим управления характеризуется предельно низкими коммутационными потерями, простотой схемотехнической реализации и высокой надежностью. Known single-cycle DC-DC converter [1] in which the power bipolar transistor is connected according to the scheme with a common base, and a transistor switch is introduced into the emitter circuit, which also serves as a current regulator. The emitter is opened by the signal of the high voltage sensor at the time the power transistor leaves saturation. The specified control mode is characterized by extremely low switching losses, simplicity of circuitry implementation and high reliability.

Недостатком однотактного преобразователя напряжения является ограниченная мощность нагрузки. Двухтактные схемы, реализующие указанный принцип управления, автору не известны. The disadvantage of a single-cycle voltage converter is the limited load power. Push-pull circuits implementing the indicated control principle are not known to the author.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь постоянного напряжения в постоянное [2] содержащий два вывода: первый и второй общий для подключения входного напряжения, трехобмоточный трансформатор, первичная обмотка которого имеет средний вывод, соединенный с первым выводом для подключения входного напряжения, а ее крайние выводы соединены с коллекторами первого и второго силовых транзисторов, эмиттеры которых подключены к общему выводу, выходной выпрямитель и фильтр, через которые вторичная обмотка трансформатора соединена с выводами для подключения нагрузки, девять диодов, первый и второй из которых подключены встречно-параллельно силовым транзисторам, пять резисторов, три коммутирующих транзистора, базы первого и второго из которых через первый и второй резисторы соединены с эмиттером третьего коммутирующего транзистора, а их выходы шунтируют входы соответствующих силовых транзисторов, выводы третьей обмотки силового трансформатора через третий и четвертый резисторы, шунтированные соответственно третьим и четвертым диодами, соединены с базами силовых транзисторов, пятый и шестой диоды включены соответственно между общим выводом и выводами третьей обмотки трансформатора, к этим же выводам анодами подключены седьмой и восьмой диоды, катоды которых соединены и через девятый диод соединены с коллектором третьего коммутирующего транзистора, девятый резистор подключен к базе первого силового транзистора. The closest in technical essence to the invention is a DC / DC converter [2] containing two terminals: the first and second common for connecting the input voltage, a three-winding transformer, the primary winding of which has a middle terminal connected to the first terminal for connecting the input voltage, and its the extreme terminals are connected to the collectors of the first and second power transistors, the emitters of which are connected to the common terminal, an output rectifier and a filter through which the secondary winding the transformer is connected to the terminals for connecting the load, nine diodes, the first and second of which are connected counter-parallel to the power transistors, five resistors, three switching transistors, the bases of the first and second of which are connected through the first and second resistors to the emitter of the third switching transistor, and their the outputs are shunting the inputs of the corresponding power transistors, the conclusions of the third winding of the power transformer through the third and fourth resistors, shunted by the third and fourth diodes, respectively are connected to the bases of power transistors, the fifth and sixth diodes are connected respectively between the common terminal and the terminals of the third transformer winding, the seventh and eighth diodes are connected to the same terminals, the cathodes of which are connected and through the ninth diode are connected to the collector of the third switching transistor, the ninth resistor is connected to the base of the first power transistor.

Основным недостатком известного устройства являются низкая надежность силовых транзисторов, катоды которых соединены и через девятый диод соединены с коллектором третьего коммутирующего транзистора, девятый резистор подключен к базе первого силового транзистора. The main disadvantage of the known device is the low reliability of power transistors, the cathodes of which are connected and through the ninth diode are connected to the collector of the third switching transistor, the ninth resistor is connected to the base of the first power transistor.

Основным недостатком известного устройства являются низкая надежность силовых транзисторов, включенных по схеме с общим эмиттером, и значительные коммутационные потери. Причиной этого является выключение силовых транзисторов из насыщенного состояния, характеризуемого наличием значительного заряда избыточных носителей в коллекторной области силового транзистора. Существенным недостатком известного решения является также необходимость применения дополнительных мер по исключению подмагничивания силового трансформатора - главной проблемы двухтактных преобразователей. The main disadvantage of the known device is the low reliability of power transistors included in the circuit with a common emitter, and significant switching losses. The reason for this is to turn off the power transistors from a saturated state, characterized by the presence of a significant charge of excess carriers in the collector region of the power transistor. A significant drawback of the known solution is the need for additional measures to eliminate the bias of the power transformer, the main problem of push-pull converters.

Целью изобретения является упрощение устройства, повышение его помехозащищенности, надежности и КПД. The aim of the invention is to simplify the device, increasing its noise immunity, reliability and efficiency.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее два вывода для подключения входного напряжения: первый и второй общий, трехобмоточный трансформатор, первичная обмотка которого имеет средний вывод, соединенный с первым выводом для подключения входного напряжения, а ее крайние выводы соединены с коллекторами двух имеющихся силовых транзисторов, эмиттеры которых соединены в общую точку, выходной выпрямитель и фильтр, через которые вторичная обмотка трансформатора соединена с выводами для подключения нагрузки, датчик высокого напряжения, транзисторный ключ, резистор цепи запуска силовых транзисторов, введены конденсатор и источник смещения, при этом третья обмотка трансформатора выполнена со средним выводом, соединенным через конденсатор с общим выводом, а ее крайние выводы соединены с базами соответствующих силовых транзисторов, к общему выводу также подключены отрицательный выводы источника смещения и через транзисторный ключ эмиттеры силовых транзисторов, резистор цепи запуска силовых транзисторов подключен между положительным выводом источника смещения и общей точкой соединения конденсатора и среднего вывода третьей обмотки трансформатора, датчик высокого напряжения двумя своими входами подключен к выводам одной из обмотки силового трансформатора, а выходом к управляющему электроду транзисторного ключа. This goal is achieved in that in a device containing two terminals for connecting the input voltage: the first and second common, three-winding transformer, the primary winding of which has a middle terminal connected to the first terminal for connecting the input voltage, and its extreme terminals are connected to the collectors of two available power transistors, the emitters of which are connected to a common point, the output rectifier and filter, through which the secondary winding of the transformer is connected to the terminals for connecting the load, the high voltage, transistor switch, resistor of the power transistor start-up circuit, a capacitor and a bias source are introduced, while the third winding of the transformer is made with an average terminal connected through a capacitor to a common terminal, and its extreme terminals are connected to the bases of the corresponding power transistors, to the common terminal also the negative terminals of the bias source are connected and through the transistor key the emitters of the power transistors, the resistor of the power transistor start circuit is connected between the positive terminal of the source the bias and the common connection point of the capacitor and the middle terminal of the third transformer winding, the high voltage sensor with two inputs connected to the terminals of one of the windings of the power transformer, and the output to the control electrode of the transistor switch.

При этом возможны два способа управления преобразователем напряжения. Первый, когда управление осуществляется путем регулирования коммутируемого тока ключа, для чего в устройство введены стабилитрон, включенный параллельно конденсатору, и блок регулирования отпирающего сигнала, подключенный к управляющему электроду транзисторного ключа. Второй способ заключается в регулировании среднего базового тока силовых транзисторов, для чего в устройство введен параллельно конденсатору регулирующий элемент, например транзистор. There are two ways to control the voltage converter. First, when control is carried out by regulating the switching current of the key, for which a zener diode connected in parallel with the capacitor and a control unit for the unlocking signal connected to the control electrode of the transistor key are introduced into the device. The second method consists in regulating the average base current of the power transistors, for which a regulating element, for example, a transistor, is introduced in parallel with the capacitor.

Кроме того, датчик высокого напряжения своими входами подключен к крайним выводам первичной обмотки силового трансформатора и содержит три диода, соединенные анодами, два резистора, стабилитрон, дроссель и биполярный транзистор, между базой и эмиттером которого подключены в параллель первый резистор и дроссель, второй резистор включен между положительным выводом источника смещения и анодами диодов, катоды двух диодов являются входами датчика высокого напряжения, а катод третьего диода соединен через стабилитрон с базой транзистора, эмиттер которого подключен к общему выводу, а коллектор является выходным выводом датчика высокого напряжения. In addition, the high voltage sensor with its inputs is connected to the extreme terminals of the primary winding of the power transformer and contains three diodes connected by anodes, two resistors, a zener diode, a choke and a bipolar transistor, between the base and emitter of which the first resistor and choke are connected in parallel, the second resistor is turned on between the positive terminal of the bias source and the anodes of the diodes, the cathodes of the two diodes are the inputs of the high voltage sensor, and the cathode of the third diode is connected through a zener diode to the base of the transistor, e Itter is connected to the common terminal and whose collector is the output terminal of the high-voltage sensor.

В отличие от прототипа в предложенном устройстве силовые транзисторы включены по схеме с общей базой и их коммутация посредством размыкания эмиттера расширяет область безопасной работы транзисторов в 1,5-2 раза, чем значительно повышается надежность в момент переключения. Кроме того, в отличие от прототипа выключение силовых транзисторов в предложенном устройстве производится в момент выхода их из насыщения, когда заряд избыточных носителей в коллекторной области транзисторов отсутствует, чем обеспечивается практически полное исключение динамических потерь. Кроме того, за счет автоматического симметрирования режима перемагничивания силового трансформатора в предложенном устройстве в отличие от прототипа не требуется принятия дополнительным мер по исключению подмагничивания силового трансформатора. Кроме того, управление преобразователем осуществляется постоянным, а не импульсным как у прототипа сигналом, что наряду с отсутствием элементов, чувствительных к наводкам и помехам, обеспечивает высокую помехозащищенность предложенного устройства. Кроме того, схема предложенного устройства оказывается существенно проще чем у прототипа. Unlike the prototype, in the proposed device, power transistors are connected according to the scheme with a common base and their switching by means of emitter opening expands the area of transistors safe operation by 1.5-2 times, which significantly increases reliability at the time of switching. In addition, unlike the prototype, the power transistors in the proposed device are turned off at the moment of their saturation, when there is no excess charge in the collector region of the transistors, which ensures almost complete elimination of dynamic losses. In addition, due to the automatic balancing of the magnetization reversal mode of the power transformer in the proposed device, in contrast to the prototype, additional measures are not required to eliminate the magnetization of the power transformer. In addition, the control of the converter is carried out by a constant, and not a pulse signal like that of the prototype, which, along with the absence of elements sensitive to interference and interference, provides high noise immunity of the proposed device. In addition, the scheme of the proposed device is significantly simpler than that of the prototype.

Таким образом, перечисленные признаки заявляемого объекта являются существенными, поскольку каждый из них необходим, а их совокупность достаточна для достижения поставленной цели упрощения устройства, повышения его надежности, помехозащищенности и КПД. Thus, the listed features of the claimed object are significant, since each of them is necessary, and their combination is sufficient to achieve the goal of simplifying the device, increasing its reliability, noise immunity and efficiency.

На фиг. 1 и 2 приведены варианты схем предложенного устройства. In FIG. 1 and 2 show options for schemes of the proposed device.

Оно содержит входные выводы 1 и 2, причем вывод 2 является общим, силовой трансформатор 3 с первичной 4, вторичной 5 и третьей обмоткой 6, силовые транзисторы 7 и 8, выходной выпрямитель 9, выходной фильтр 10, выводы для подключения нагрузки 11, датчик высокого напряжения (ДВН) 12, транзисторный ключ 13, резистор цепи запуска 14, конденсатор 15, стабилитрон 16, источник смещения 17, регулирующий элемент 18, блок регулирования отпирающего сигнала 19, управляющий электрод 28 транзисторного ключа 13, входные выводы 29 ДВН. Средний вывод обмотки 4 соединен с выводом 1, а крайние ее выводы с коллекторами силовых транзисторов 7 и 8 и входными выводами 29 ДВН. Обмотка 5 через выпрямитель 9 и фильтр 10 соединена с выходными выводами 11. Общая точка соединения эмиттеров транзисторов 7 и 8 через транзисторный ключ 13 подключена к общему выводу 2, к которому также подключен через конденсатор 15 средний вывод обмотки 6, крайние выводы которой подключены соответственно к базам силовых транзисторов 7 и 8. Резистор цепи запуска 14 включен между общей точкой соединения среднего вывода обмотки 6 с конденсатором 15 и положительным выводом источника смещения 17, отрицательный вывод которого подключен к общему выводу 2. It contains input terminals 1 and 2, with terminal 2 being a common one, power transformer 3 with primary 4, secondary 5 and third winding 6, power transistors 7 and 8, output rectifier 9, output filter 10, terminals for connecting load 11, high sensor voltage (DVN) 12, a transistor switch 13, a start resistor 14, a capacitor 15, a zener diode 16, a bias source 17, a control element 18, a control signal for the unlocking signal 19, a control electrode 28 of the transistor switch 13, and the input terminals 29 of the DVN. The middle terminal of winding 4 is connected to terminal 1, and its extreme terminals are with collectors of power transistors 7 and 8 and input terminals 29 of DVN. The winding 5 through the rectifier 9 and the filter 10 is connected to the output terminals 11. The common connection point of the emitters of transistors 7 and 8 through the transistor switch 13 is connected to the common terminal 2, which is also connected through the capacitor 15 to the middle terminal of the winding 6, the extreme terminals of which are connected respectively to the bases of power transistors 7 and 8. A start circuit resistor 14 is connected between a common connection point of the middle terminal of the winding 6 with a capacitor 15 and a positive terminal of the bias source 17, the negative terminal of which is connected to the common terminal 2.

ДВН 12 содержит три диода 20 22, соединенные анодами, резисторы 23 и 25, стабилитрон 24, дроссель 26, транзистор 27. Катоды диодов 20 и 21 соединены с входными выводами ДВН 19, а аноды через резистор 23 с положительным выводом источника смещения 17. Между базой и эмиттером транзистора 27 подключены в параллель резистор 25 и дроссель 26. Катод диода 22 через стабилитрон 24 подключен к базе транзистора 27, эмиттер которого подключен к общему выводу 2, а коллектор к управляющему электроду 28 ключа 13. DVN 12 contains three diodes 20 22 connected by anodes, resistors 23 and 25, a zener diode 24, an inductor 26, a transistor 27. The cathodes of the diodes 20 and 21 are connected to the input terminals of the DVN 19, and the anodes through a resistor 23 with a positive output of the bias source 17. Between the base and emitter of the transistor 27 are connected in parallel to the resistor 25 and the inductor 26. The cathode of the diode 22 through the zener diode 24 is connected to the base of the transistor 27, the emitter of which is connected to the common terminal 2, and the collector to the control electrode 28 of the key 13.

Возможны два способа управления преобразователем, отличающиеся расположением в схеме регулирующего элемента. There are two ways to control the converter, differing in the arrangement in the circuit of the regulating element.

При первом способе управления параллельно конденсатору 15 подключен стабилитрон 16, а к управляющему электроду 28 транзисторного ключа 13 подключен выход блока регулирования отпирающего сигнала. In the first control method, a zener diode 16 is connected in parallel with the capacitor 15, and the output of the unlocking signal control unit is connected to the control electrode 28 of the transistor switch 13.

При подаче напряжения на входные выводы преобразователя силовые транзисторы 7 и 8 заперты, также заперты диоды 20 и 21 ДВН, ток от источника смещения 17, протекающий через резистор 14 цепи запуска, начинает заряжать конденсатор 15, в результате чего потенциал на базах силовых транзисторов 7 и 8 также повышается. Одновременно ток от источника смещения 17, протекающий через резистор 23, диод 22 и стабилитрон 24 в базу транзистора 27, отпирает его, шунтируя базу транзисторного ключа 13, удерживая его в запертом состоянии. Под действием положительного потенциала на базе транзистора 27 происходит увеличение тока дросселя 26 до момента, пока весь ток от источника смещения, протекающий через резистор 23, диод 22 и стабилитрон 24, не замкнется в цепь дросселя 26, и транзистор 27 не закроется. После запирания транзистора 27 транзисторный ключ 13 отпирается и энергия, накопленная к этому времени в конденсаторе 15, вызывает регенеративное отпирание (за счет положительной обратной связи с обмотки 6) одного из силовых транзисторов 7 или 8, и преобразователь запускается. После отпирания одного из силовых транзисторов потенциал его коллектора падает ниже порогового напряжения стабилитрона 24, и ток резистора 23 переключается в цепь одного из открывшихся диодов 20 21. Ток дросселя 26, протекая до полного его вывода в прежнем направлении, вызывает форсированное запирание транзистора 27. Предположим транзистор 7 открыт, при этом под действием положительного потенциала на его базе от обмотки 6 в его эмиттерной цепи протекает постоянный ток, определяемый сопротивлением транзисторного ключа 13, а его ток базы замыкается через диод 16. При постоянной величине отпирающего сигнала на выходе блока 19 ток эмиттера постоянен, а коллекторный ток транзистора 7 возрастает за счет тока намагничивания силового трансформатора до тех пор, пока транзистор не выйдет из насыщения и потенциал его коллектора не достигнет порогового уровня стабилитрона 24. После этого диод 21 запирается и ток резистора 23 переключается в цепь базы транзистора 27, что вызывает его отпирание и приводит к запиранию транзисторного ключа 13, размыкающего цепь эмиттера силовых транзисторов на период длительности фронта коллекторного напряжения. Незначительный заряд избыточных носителей через базу, обмотку 6 и конденсатор 15 выводится из силового транзистора. Под действием индуктивности рассеяния силового трансформатора происходит переполюсовка напряжения на обмотках силового трансформатора. По достижении потенциалом коллектора силового транзистора 8 порогового уровня стабилитрона 24 отпирается диод 20, а транзистор 27 запирается, снимая блокировку отпирания транзисторного ключа 13. Далее процессы повторяются. Регулированием отпирающего сигнала на выходе блока 19 осуществляется изменение тока коллектора силовых транзисторов, а следовательно, и тока нагрузки преобразователя. Диод 22 служит для исключения протекания инверсного тока через цепи ДВН. Стабилитрон 16 служит, во-первых, для ограничения напряжения заряда конденсатора 15 при первом включении, а, во-вторых, выполняет функцию защиты элементов преобразователя в режимах аварийного пробоя силовых транзисторов. When applying voltage to the input terminals of the converter, the power transistors 7 and 8 are locked, the diodes 20 and 21 of the DVN are also locked, the current from the bias source 17 flowing through the resistor 14 of the start circuit starts charging the capacitor 15, as a result of which the potential at the bases of the power transistors 7 and 8 is also rising. At the same time, the current from the bias source 17, flowing through the resistor 23, the diode 22, and the zener diode 24 to the base of the transistor 27, unlocks it, bypassing the base of the transistor switch 13, keeping it locked. Under the action of a positive potential on the basis of the transistor 27, the current of the inductor 26 increases until all the current from the bias source, flowing through the resistor 23, the diode 22 and the zener diode 24, is closed in the circuit of the inductor 26 and the transistor 27 does not close. After locking the transistor 27, the transistor switch 13 is unlocked and the energy stored by that time in the capacitor 15 causes regenerative unlocking (due to the positive feedback from the winding 6) of one of the power transistors 7 or 8, and the converter starts. After unlocking one of the power transistors, the potential of its collector drops below the threshold voltage of the zener diode 24, and the current of the resistor 23 switches to the circuit of one of the open diodes 20 21. The current of the inductor 26, flowing until it is completely withdrawn in the same direction, causes a forced shutdown of the transistor 27. Suppose the transistor 7 is open, while under the influence of a positive potential at its base from the winding 6, a direct current flows in its emitter circuit, determined by the resistance of the transistor switch 13, and its base current closes through diode 16. With a constant value of the unlocking signal at the output of block 19, the emitter current is constant, and the collector current of transistor 7 increases due to the magnetization current of the power transformer until the transistor comes out of saturation and its collector potential reaches the threshold level of zener diode 24 . After that, the diode 21 is locked and the current of the resistor 23 is switched to the base circuit of the transistor 27, which causes it to unlock and leads to the locking of the transistor switch 13, which opens the emitter circuit of the power transistors for a period d the duration of the front of the collector voltage. A slight charge of excess carriers through the base, winding 6 and capacitor 15 is output from the power transistor. Under the action of the dissipation inductance of the power transformer, voltage reversal occurs on the windings of the power transformer. When the potential of the collector of the power transistor 8 reaches the threshold level of the zener diode 24, the diode 20 is unlocked, and the transistor 27 is locked, unlocking the unlocking of the transistor switch 13. Next, the processes are repeated. By controlling the unlocking signal at the output of block 19, the collector current of the power transistors is changed, and consequently, the load current of the converter. Diode 22 is used to prevent the flow of inverse current through the DVN circuit. The zener diode 16 serves, firstly, to limit the charge voltage of the capacitor 15 when it is first turned on, and, secondly, it performs the function of protecting the converter elements in emergency breakdown modes of power transistors.

Параллельно первичной обмотке силового трансформатора может быть подключен конденсатор 30, который осуществляет затягивание фронта напряжения силовых транзисторов относительно спада тока, чем обеспечивается уменьшение как коммутационных потерь, так и излучаемых помех. Однако, поскольку в предложенном устройстве интервал коммутации высоковольтных силовых транзисторов предельно мал и составляет всего 100 200 нс, емкость конденсатора 30 также весьма мала и в большинстве случаев ее роль с успехом выполняет собственная емкость первичной обмотки. In parallel with the primary winding of the power transformer, a capacitor 30 can be connected, which tightens the voltage front of the power transistors relative to the current drop, thereby reducing both switching losses and radiated interference. However, since in the proposed device the switching interval of high-voltage power transistors is extremely small and amounts to only 100 200 ns, the capacitance of the capacitor 30 is also very small and in most cases its role is successfully played by the own capacity of the primary winding.

Если входное напряжение преобразователя изменяется в пределах от E_мин до E_макс, то число витков базовых полуобмоток 6 следует выбирать из условия W₆=W₄•ΔU_Σ/E_мин,
где W₄ число витков первичной полуобмотки 4,

сумма падений напряжения на БЭ-переходе силового транзистора

на КЭ-переходе транзисторного ключа 13

и на диоде 16

.If the input voltage of the converter varies from E _min to E _max , then the number of turns of the base semi-windings 6 should be selected from the conditions W ₆ = W ₄ • ΔU _Σ / E _min ,
where W _{4 the} number of turns of the primary semi-winding 4,

the sum of the voltage drops at the BE junction of the power transistor

on the KE junction of the transistor switch 13

and on diode 16

.

При этом потери мощности в транзисторном ключе 13 при E_макс и коммутируемом токе P_н/E_макс окажутся приблизительно равны

P_н• (1,8/E_мин 1,6/E_макс). Так, например, при Р_н 500 Вт Е_мин 240 В и E_макс 340 В получаем ΔP = 1,4 Вт.
Если коэффициент передачи по току силовых транзисторов равен β, то потери мощности в транзисторном ключе 13 можно уменьшить почти в b раз при втором способе управления преобразователем, когда транзисторный ключ 13 насыщен, а взамен стабилитрона 16 включен регулирующий элемент, например биполярный транзистор, регулирующий средний базовый ток силовых транзисторов.In this case, the power loss in the transistor switch 13 at E _max and switched current P _n / E _max will be approximately equal

P _n • (1.8 / E _min 1.6 / E _max ). So, for example, at R _n 500 W, E _min 240 V and E _max 340 V, we obtain ΔP = 1.4 W.
If the current transfer coefficient of the power transistors is β, then the power loss in the transistor switch 13 can be reduced almost b times with the second method of controlling the converter, when the transistor switch 13 is saturated, and instead of a zener diode 16, a regulating element is included, for example, a bipolar transistor that controls the average base power transistor current.

В практической схеме КПД сетевого преобразователя, выполненного по схеме фиг. 1, оказался выше на 10% а по схеме фиг.2 на 12% выше по сравнению с прототипом. In a practical circuit, the efficiency of a network converter made according to the circuit of FIG. 1 was higher by 10% and according to the scheme of figure 2 by 12% higher compared to the prototype.

Таким образом, предложенные включения приводят к заявленной цели: упрощение устройства, повышение его КПД, надежности и помехозащищенности. Thus, the proposed inclusion leads to the stated goal: simplification of the device, increasing its efficiency, reliability and noise immunity.

Claims

1. A push-pull adjustable DC-DC converter, containing two terminals for connecting the input voltage, the first and second common three-winding transformer, the primary winding of which has a middle terminal connected to the first terminal for connecting the input voltage, and its extreme terminals are connected to the collectors of two available power transistors, the emitters of which are connected to a common point, the output rectifier and filter, through which the secondary winding of the transformer is connected to the terminals for load cells, high voltage sensor, transistor switch, power transistor start-up resistor, characterized in that a capacitor and a bias source are introduced, while the third transformer winding is made with a middle terminal connected through a capacitor to a common terminal, and its extreme terminals are connected to the bases the corresponding power transistors, the negative terminal of the bias source is also connected to the common output and, through the transistor switch, the emitters of the power transistors, the resistor of the power transistor start circuit in is connected between the positive terminal of the bias source and the common connection point of the capacitor and the middle terminal of the third transformer winding, the high voltage sensor with its two inputs is connected to the terminals of one of the windings of the power transformer, and the output is to the control electrode of the transistor switch.

2. The Converter according to claim 1, characterized in that the stabilizer is introduced, connected in parallel with the capacitor, and a control unit for the unlocking signal connected to the control electrode of the transistor switch.

3. The Converter according to claim 1, characterized in that in parallel with the capacitor a control element is included.

4. The Converter according to claim 3, characterized in that the regulatory element is made in the form of a transistor.

5. The converter according to claims 2 or 3, characterized in that the high voltage sensor with its inputs is connected to the extreme terminals of the primary winding of the power transformer, and contains three diodes connected by anodes, two resistors, a zener diode and a bipolar transistor, between which the base and emitter are included in parallel, the first resistor and inductor, the second resistor is connected between the output of the bias source and the anodes of the diodes, the cathodes of the two diodes are connected to the inputs of the high voltage sensor, and the cathode of the third diode is connected through the zener diode to the bases oh transistor, the emitter of which is connected to the common output, and the collector to the output terminal of the high voltage sensor.