RU287U1 - Однотактный преобразователь напряжения - Google Patents

Abstract

Однотактный преобразователь напряжения, содержащий трансформатор с первичной обмоткой, состоящей из связанных последовательно согласно через диод двух секций, одноименные зажимы которых шунтированы соответственно первым и вторым конденсаторами, и транзисторный ключ, соединяющий один из выводов первичной обмотки с первой питающей шиной, отличающийся тем, что введены дополнительно второй транзисторный ключ, диод и емкостной делитель, второй вывод первичной обмотки соединен с второй питающей шиной через второй транзисторный ключ, второй диод включен в разрыв цепи соединения двух секций первичной обмотки последовательно с первым диодом, а общая точка соединения двух диодов подключена к средней точке емкостного делителя, входные выводы которого соединены с шинами питания.

Description

ОДНОТАКТНШ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

Устройство отнооитоя к 9ле1Е р§1ехникв и может быть использовано в устройсввах вторичнег© электропитания.

Известен преобразователь, содержащий транзисторный ключ, трансформатор с первичной обмоткэй, соединенной с входными выводами через транзисторный и выходной обмоткой, соединенной через выпрямительный диод и вмходн0й филмр о выходными выводами преобразователя, формирующий конденеатор, оеединенный через разделительные диоды и обмотку д®полни ельног© трансформатора параллельной обмотке первого траноферматора (. (X3GP I3I7593). Недостатком его является сложная защифмая цепь, формирующая траекторию рабочей точки транзистора при его запирании, усложняющая схему устройства.

Известен однотак1ннй преобразователь оодержащ ; .защитную цепь из двух формирующих 1Фадвмват©р§в, включенных в цепь первичной обмотки, которая СОСТОЙ из двух секций, соединенных через раделительный диод с а,с. 1257777), В этом устройстве цепь формирования траектории выключения транзистора реализована проще. Однако при повышенных входных напряжениях применение рассмотренных преобразователей вызывает усложнение схемы из-за необходимости последовательного соединения либо транзисторных ключей, либо самих преобразовательных ячеек. В первом случае п©1ребуются дополнительныо цепи, выравнивающие напряжение на транзистрфрах в период его запирания, а во втором случае - второй iрамзисторный узел или организация дополнительной обмотки из двух секций, включенной анологично первой.

Целью является повышение надезкности путем снижения напряжения на транзисторном ключе. . .

Поставленная цель достигается тем,, что в однотактном преобразователе напряжения, содержащем трансфор СЁ рчс первичной обмоткой, состоящей из связанных последовательШэ согласно через диод двух секций, одноименные зажимы к®т©рыз|: шун.ти-реваны соответственно первым и вторым конденсаторами, и транзиётр®ный ключ, соединяющий один из выводов первичной обмотки с первой питающей шиной, введены дополнительно второй транзисторный ключ, диод и емкостной делитель, второй вывод первичной обмотки ооединем со второй питающей шиной через второй транзисторный ключ, второй ,ен з4разрыв цепи соединения двух секций первичной обмо1ЕИ пl gлв5Ш5JafвiльiioVc первым диодом, а общая точка соединения двух диодов подключена к средней точке емкостного делителя, соединенного входными выводами с питающими шинами.

Н 02 М 3/335 3

Введение новых элементов и включение их таким образом позволяет наиболее полно использовать ев®йв ва секционной обмотки как для целей формирования благо11рия н©й траектории выьслючения транзисторных ключей и перезаряда демпфирующих конденсаторов, так и ддя равномерного распределения напряжения напряжения на закрытых транзисторных ключах. Выравнивание напряжения i плечах .емкостного делителя происходит в период открытого состояния обоих транзисторных ключей: конденсатор емкостного делителя с более высоким уровнем напряжения загружаетея большим током. Этому способствует диоды в цепях секции, исключающие возникновение бросков уравнительных токов.

Предложенное устр®йств« представляется прощ традиционного двухячейкового исполнения на основе прототипа. 3 последнем случае потребуется дополнительный 1рамсформаторный узел с анолсгичной структурой первичной обмотки из двух секций и двух демпфирующих конденсаторов, либо необходима организация двух таких трансформаторных узлов на одном магнитопроводе. Оба эти решения заметно усложняют устройство. Таким образен предложенное техническое решение оказывается надежнее прототипа и проще в реализации при повышенном напряжении питания. Оно отличается о известных, представляется новым и имеет положительный эффект.

На рисунке приведена схема однотактного преобразователя постоянного напряжения,

В преобразователе к вхфдным выводам I и 2 подключены соответственно через транзи01врныв ключи 3 и 4 начало и конец первичной обмотки трансформат о| 5§©(35©ящей из двух одинаковых секций б и 7. Конец первой .секции 6 соединен с началом второй секции 7 через два последовательно вкюченных разделительных диода 8 и 9, общая точка соединения которых связана с входными выводами преобразователя через конденсаторы 10 и11, образующих входной емкостной делитель. Между началами секций 6 и 7 включен первый формирущий конденсатор 12, а между концами секций - в1©рой конденсатор 13. Выходная обмотка 14 трансформатора 5 соединена через выпрямительный диод 15 и конденсатор фильтра 16 с выходными выводами 17 и 18 преобразователя.

Преобразователь pa6oiaes следующим образом.

В период закрытого состеяния транзисторов 3 и 4 формирующие конденсаторы 12 и 13 заряжаю1ся до млавины приведенного к первичной обмотке выходного напряжения в зширающем.для диодов 8 и9 полярностью. Напряжение на закрытых транзмсюрах-устанавливается равным половине суммы входного и приведены® © выходного напряжений. При отпирании

- i причем на первичной стороне образуются две параллельные цепи: конденсатор 12-свкция 7 и кфщвиватор 13 - секция б, а на вторичной выпрямительный диод 15 бл§11фу99ея напряжением выходной сбмотки, наводимым в запирающем для диода 15 полярностью. Под действием входного тока конденса(1Фри It и 13 перезаряжаются одновременно до момента отпирания дивдфв 3 и 9, когда напряжение на каждом конденсаторе станет равным ивлввтае напряжения питания. С этого м омента каждая из секций окаиваефея пвдключенней к соответсвующему конденсатору входного eMKoeiHort делителя и к двум последовательно включенным секциям прикладывавэгея напряжение питания. Продолжается процесс накопления энергши в трансформаторе,

При запирании рьизмотров 3 и 4 т®к секций б и 7 первичной обмотки трансформатор заммкаетоя через конденсаторы 12 и 13, которые ограничивают окврв©1Ь нарестания напряжения на запираемых транзистрах. С момента двешжемия напряжения на формирующих конденсаторах 12 И 13 полвины приввдвнм®р@ к первичной обмотке выходного напряжения, отпирается диод 15 и энергия накопленная на предыдущем этапе в трансформаторе первдаежея через выходную обмотку в нагрузку. Далее процессы повторяюшея.

В предложенном И|)в®браз©ва1еле неравномерное распределение напряжения на конденва1®рах входненг© емкостного делителя, вызванного неодновременным 0р©1в1&анием процессов включения и отключения тразистров и другими причинами устраняются в период открытого оостоя ния транзистров Выравнивание напряжения на конденсаторах 10, II емкостного делителя првиох®дит за ечет подключения их к секциям обмотки с одинаковым чк@лфм витков. Разделительные диоды 8 и 9 исключают появление уравнительных 1«к®в и дополнительную загрузку транзистров по току.

Максимальное напряжение на заперттых транзистрах не превышает половины суммы входного напряжения питания и приведенного выходного напряжения, что ниже, чем в известных устройствах, отсюда, надежность предложенного уатрейвтва выше, чем у известных.

Claims (1)

1. Однотактный преобразователь напряжения, содержащий трансформатор с первичной обмоткой, состоящей из связанных последовательно согласно через диод двух секций, одноименные зажимы которых шунтированы соответственно первым и вторым конденсаторами, и транзисторный ключ, соединяющий один из выводов первичной обмотки с первой питающей шиной, отличающийся тем, что введены дополнительно второй транзисторный ключ, диод и емкостной делитель, второй вывод первичной обмотки соединен с второй питающей шиной через второй транзисторный ключ, второй диод включен в разрыв цепи соединения двух секций первичной обмотки последовательно с первым диодом, а общая точка соединения двух диодов подключена к средней точке емкостного делителя, входные выводы которого соединены с шинами питания.