RU5300U1 - Ключевой преобразователь напряжения - Google Patents

Abstract

Ключевой преобразователь напряжения, содержащий источник питания, один полюс которого подключен к точке соединения выходных электродов первого и второго силовых ключей, а другой - к общей шине, с которой соединены входные электроды третьего и четвертого силовых ключей, выходной ненасыщающийся трансформатор с выходной вторичной обмоткой, конец первичной обмотки которого подключен к точке соединения входного электрода первого силового ключа и выходного электрода третьего силового ключа, причем начало первичной обмотки выходного ненасыщающегося трансформатора подключено к концу обмотки положительной обратной связи по току управляющего насыщающего трансформатора, начало которой подключено к точке соединения выходного электрода четвертого силового ключа с входным электродом второго силового ключа и концом первой управляющей обмотки управляющего насыщающегося трансформатора, начало которой подключено к управляющему электроду второго силового ключа, начало второй и конец третьей управляющих обмоток управляющего насыщающегося трансформатора подключены к общей шине, а конец второй и начало третьей управляющих обмоток управляющего ненасыщающегося трансформатора подключены к управляющим электродам соответственно четвертого и третьего силовых ключей, начало и конец четвертой управляющей обмотки управляющего насыщаеющего трансформатора подключены соответственно к входному и управляющему электродам первого силового ключа, начало обмотки положительной обратной связи по напряжению управляющего насыщающегося трансформатора подключено через включенный последовательно с ней токоограничивающи�

Description

Предлагаемый ключевой преобразователь напряжения относится к технике преобразования напряжения и может быть использован при разработке вторичных иоточников электропитания радиоэлектронной аппаратуры, отличающихоя выоокой надежноотььо работы и эрюномичноотью. Предполагаемое изобретение может найти широкое применение .как в экспериментальной технике, так и в производстве радиоэлектронной аппаратуры маооового опрооа.

Известны ключевые преобразователи напряжения, в рюторых силовые КЛЮЧИ, например, биполярные или полевые транзисторы, используются в качестве активных элементов автогенератора и образуют мостовую, полумоотовую, двухтактную ИЛИ иную схему, с выхода которой кй упрйБЛЯЮЩйе злеКтроды ключей ПиДЕОдятся сигнзлы положительной обратной овязи. Обычно такие охемы автогенераторов имеют жесткий режим самовозбуждения. То есть, при нарастании напряжения питания до номинального значения после врглючения преобразователя, амплитуда сигналов, появляющихся на управляющих электродах СИЛОВЫХ ключей, недостаточна для ввода схемы в режим автоколебаний. После включения преобразователя все силовые КЛБЗЧИ могут оказаться з.алертыми. Поэтому в состав преобразователей напряжения вводят элементы, обеспечивающие мягкий режим са{,1овозбуждения.

В книге Ромаша Э.М. Источники вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры.- М.: Радио и связь, 1981. - S4 с,, на стр, 151 описан преобразователь напряжения, выполненный по двухтактной схеме, содержащий источник напряжения, первый полюс которого подключен к средней точке первичной обмотки выходного трансформатора, два других вывода которой поди зючены к коллекторам первого и второго биполярных транзисторов, эмиттеры которых подключены к второму полюсу источника напряжения питалия. Бавы этих транзисторов подключены к двум выводам вторичной обмотки.упр.эБлнвзщего насыщающегося трансформатора, средняя точка которой подключена к точке соединения первого и второго резисторов,, причем другой вывод первого резистора подключен к первому полюсу источника напряжения питания, а другой вывод второго резистора - к второму полюсу источника напряжения питания. Первичная обмотка управляющего насыщающегося трансформатора включена через токоограничивающий резистор параллельно обмотке положительной обратной связи по напряжению выходного трансформатора.

В этой схеме функцию запускающих элементов выполняют первый и второй резисторы, образующие делитель напряжения, сигнал с выхода которого поступает через вторичную обмотку управляющего насыщающегося трансформатора на базы транзисторов. При использовании мощных транзисторов резисторы должны иметь малое сопротивление, чтобы обеспечить достаточный ток для открывания транзисторов, что приводит к большим энергозатратам в этих резисторах. Если же в рвачестве силовых ключей использовать элементы, имеющие значительное напряжение отсечки (например, мощные полевые транзисторы с изолированным затвором), то при питании от низковольтного источника напряжения (например, от бортовой сети ав.томобиля) запуск преобразователя может оказаться вообще невозможен,

В авторском свидетельстве СССР N970610 по . Н 02 М 7/537, Б. И,, 198g, N40, с. 257, авторов Михеева A.M., Попова В.А. и Ромаша Э.М. представлен двухтактный преобразователь напряжения, содержащий инверторную ячейку на силовых транзисторах, одни из силовых электродов которых объединены и подсоединены к первому

Бхидному ВЫВОДУ, э, другиу подключены к выходному транофирматору, имеющему дополнительную обмотку, через выпрямитель и емкоотный фильтр ОБЯзанную с эмиттер-базовым переходом пускового транвиотора, база и коллектор которого через соответствующие резисторы подключены к второму входному выводу, а змиттер связал с обмоткой, обратной связи, причем параллельно эмиттер-базовому переходу пускового транзистора подключена силовая цепь введенного запирающего транзистора, змиттер которого подсоединен к средней точке обмотки обратной связи, а управляющий эмиттер- базовый переход, зашунтированный резистором, через введенный стабилитрон подссединен к емкостному Филь тру.

В данном преобразователе схема запуска достаточно сложна, она вырабатывает импульоы, которые в одинаковой полярности прикладываются к базам оиловых транзисторов, что может затруднить возникновение колебаний в схеме преобразователя напряжения. Кроме того, амплитуда запускающих импульсов ограничена величиной напряжения питания, что также может затруднить возникновение колебаний в схеме преобразователя напряжения, особенно при работе от низковольтного иоточника питания.

Прототипом предполагаемого изобретения является ключевой преобразователь напряжения, опиоанный в статье А.Петрова Бест,-ч,т,--,А„„, ,4-,гт,.-,ттг ,т, f(, T.. ЛГ / ТТ11.-. тт, , Л -г, т , , я .-. „ „ т т т , .-. ,. . „„,,-, т т , т,.-.ИП

Мс1ПифииМс1ТирНЫИ UJlUn. UnXcUlWH J-IVIO j UiiyUJiiirbUridJ-lilUyi a .jTbV L.HciJit; rclдиолюбитель, 1993, N3, на отр. S4 - 5. Преобразователь выполнен по полумостовой охеме и содержит первый и второй силовые ключи, в каяестве которых используются мощные биполярные транзисторы обратной проводимости. Коллектор первого транзистора подключен к положительному полюсу иоточника питания, а змиттер второго - к

лектора второго тралзисторов подключена через последовательно ооединенные обмотку положительной обратной связи по тор:у управляющего наоыщающегооя трансформатора и первичную обмотку выходного ненаг-ыщающегося трансформатора к средней точке источника питания. Обмотка положительной обратной связи по напряженюо выходного ненасыщающегооя трансформатора подключена через токоограничивающий резистор к обмотке положительной обратной связи по напряженивз управлявзщего наоыщающегооя трансформатора. Выводы двух упр.авляющих обмоток управляющего насыщающегося трансформатора подршочены к базам и эмиттерам, ооответственно, первого и второго транзисторов. Выход генератора запускаюцщх импульсов подр;шючен к базе второго тр.анзиотора. Генератор запускающих импульсов выполнен на биполярном транзисторе, работающем в лавинном режиме, и обеспечивает запуск преобразователя при включении н.апряжения питания. Хотя этот преобразователь напряжения обладает мягким режимом самовозбуждения, однако он имеет определенные недостатрж. Основной недостаток заключается в том, что запускающие импульсы подаются непосредственно на управляющий электрод одного из силовых ключей. Это предъявляет высокие требования к амплитуде выходных сигналов генератора запускающих импульсов, в частности, при использовании в качестве силовых ключей полевых транзисторов, имеющих напряжение отоечки порядка нескольких вольт. Поэтому надежность запуска преобразователя напряжения при работе в широком диапа.зоне изменений условий эксплуатации (например, при изменении н.апряжения источника питания, нагрузки преобразователя, температуры окружшзщей среды) невысока. При питании преобразователя от низковольтного источника, например, от бортовой сети .мобиля, его запуск может оказаться вообще невозможен.

кроме того, в случае применения МОСТОЕОЙ схемы преооразоБателя напряжения, залуск.эющ11е импульсы должны подводиться симметрично к управляющим электродам всех силовых ишчей, чтобы выводы первичной обмотки выходного ненахзыщающегося тр.алсформатора в момент запуска оказались подключенными и к положительному полюсу источника питания через открывающийся силовой ключ в одном из плеч схемы, и к отрицательному полюсу источнир:а питания черев открывшзщийся силовой ключ в другом плече схемы. Только в этом случае схема преобразователя выйдет из состояния устойчивого равновесия и перейдет в режим генерации. Однако симметричная подача запускающих импульсов на управляющие электроды всех силовых РЛЮчей в схеме прототипа не обеспечивается, что также снижает надежность его работы.

Решаем-ая техническая задача в предполагаемом изобретении в.aкJючaeтcя в обеспечении мягкого режима самовозбуждения ключевого преобразователя напряжения и повышении над.ежности его работы в широком ди.элазоне изменений условий эксплуатации.

Рещение поставленной задачи в предлагаемом ключевом преобразователе напряжения, содержащем источник пит.ания, один полкиз которого подключен к точке соединения выходных эле.ктродов первого и второго силовых ключей, а другой полюс - к общей шине, с которой соединены входные электроды третьего и четвертого силовых ключей, выходной ненасыщ.эющийся трансформатор о выходной вторичной обмоткой, конец первичной обмотки которого подключен к точке соединения входного электрода первого силового ключа и выходного электрода третьего силового ключа, причем начало первичной обмотки выходного ненасыщающегося трасформатора подключено к концу обмотки положительной обратной связи по току управляющего насыщающегося

трансформатора, начало которой подключено к точке соединения выходного электрода четвертого оилового ключа с входным электродом второго силового ключа и концом первой управлярзщей обмотки управляющего насыщающегося трансформатора, начало которой подн пючено к управляющему электроду второго силового ключа, начало второй и конец третьей управляющих обмоток управляющего насыщающегося трансформатора подключены к общей шине, а конец второй и начало третьей управляющих обмоток управляющего насыщшэщегося трансформатора подкишочены к управляющим электродам, соответственно, четвертого и третьего силовых ключей, начало и конец четвертой управ.ляющей обмотки управляющего нвг.ьшрощегося тралсформатора подключены, соответственно, к входному и управляющему электродам первого силового ключа, начало обмотки положительной обратной связи по напряжению управляющего насыщающегося трансфсрматора подключено через включенный последовательно с ней токссграничивающий резистор к началу обмотки положительной обратной связи по напряжению выходного ненасыщающегося трансформатора, конец которой соединен с концом обмотки положительной обратной связи пс напряжению управляющего насыщающегося трансформатора, достигается тем, что выход генератора запускающих импульсов подр шючен к одному из выводов запускающей обмотки управляющего насыщающегося трансформатора, другой вывод которой подключен к общей шине, к которой подключена также общая шина генератора запускающих импульсов.

Предложенное техническое решение по ключевому преобразователю напряжения удовлетворяет критерию Изобретательский уровень,

TSK КЗК предложенные ОТЛИЧИТбЛЬКЫб привязки Е ПреДСТЗБЛбККОМ к

к упраЕ.лякэпцш электродам силовых ключей, может оыть выбрана достаточно большой ооответстврзщим выбором числа витков запускающей обмотки управляющего насыщающегося трансформатора, незав.исимо от амплитуды выходных сигналов генератора запускающих импульсов. Кроме того, запускающие импульсы с помощью управляющих обмоток управляющего насыщающегося трансформатора подводятся симметрично и одновременно к управляющим электродам всех силовых ключей, В конечном итоге обеспечивается мягкий режим са,1овозбущения р ючевого преобразователя при значительных изменениях напряжения источника питания, сопротивления нагрузки преобразователя, температуры орфужалзщей среды, а также при значительных разбросах харар:теристик силовых ключей.

Отмеченные особенности позволяют обеспечить надежный запуск преобразоБателя напряжения и при питании от низковольткого источника, например, от бортовой сети автомобиля, незаБисимо от того, к-акие элементы (биполярные или полевые транзисторы) используются Б качестве силовых ключей.

Схема предлагаемого устройства отличается простотой и экономичностью. Количество элементов в ней не увеличивается по сравнению со схемой прототипа. В качестве генератора запуср;ак Щ 1х импульсов можло применить простейший релаксационный генератор, выполненный, например, на лавинном или однопереходном транзисторе, и вырабатывающий импульсы большой скважности, Тарюй генератор потребляет от источника питания ток порядр а несрюльких миллиампер, что составляет десятые - сотые доли процента от всего потребляемого преобразователем тока.

Ключевой преобразователь напряжения выполнен по моотовой схеме и содержит источник 1 питания, один полюс которого подключен к точке соединения выходных электродов первого S и второго 3 оиловых ключей, например, стоков мощных полевых транзисторов, а другой полюс - к общей шине, с которой соединены входные электроды третьего 4 и четвертого 5 силовых клкчей, н.элример, истоки мощных полевых транзисторов, нагрузку, например, выходной ненасыщающийся трансформатор 6 с выходной вторичной обмоткой 7, конец первичной обмотки 8 которого подключен к точке соединения входного электрода первого силового ключа 2 и выходного электрода третьего силового ключа 4.

Нач.эло первичной обмотки 8 выходного ненасыщающегося транс-форматора 6 подключено к концу обмотки 9 положительной обратной связи по току управляющего насыщающегося трансформатора 10, начало которой подключено к точке соединения выходного электрода четвертого силового ключа 5 с ЕХОДНЫМ злектродом второго силового ключа 3 и концом первой управляющей обмотки 11 управляющего насыщающегося трансформатора 10, начало которой подключено к управляющему электроду второго силового ключа 3, например, к затвору мопщого полевого транзистора. Начало второй IE и конец третьей 13 управ.ляющ11х обмоток управляющего на зыщающегсся трансформатора 10 подключены к общей шине, а конец второй IE и начало третьей 13 управ.ляющ11х обмоток управляющего насыщающегося трансформатора 10 подклк чены к упр.авляющим электродам, соответственно, четвертого 5 и третьего 4 силовых ключей. Начало и конец четвертой упраЕ.ляющей обмотки 14 управляющего насыщающегося трансформатора 10 подрш 3чены, соответственно, к входному и управляющему электрода1л первого силового ключа Е, начало обмотки 15 положительной обратной связи

по налряжению управляюшэго насыщающегося трансформатора 10 подключено через включенный последовательно с ней токоограничкваюдай резистор 16 к началу обмотки 17 положительной обратной связи по напряжению выходного ненасышэющегося трансформатора 6, РЮТОрой соединен с концом обмотКьИ 15 положительной обратной связи по напряжентда управляющего насыщающегося трансформатора 10. Выход генератора 18 вапускающих импульсов подключен к одному из выводов запускающей обмотки 19 управляющего насыщающегося трансформатора 10, другой вывод которой подключен к общей шине, к которой подключена также общая шина генератора 18 запускающих импульсов.

Рассмотрим работу ключевого преобразователя н.апряжения.

Запуск ключевого преобразователя напряжения производится следующим образом. При включении источника 1 питания напряжение на его выходе нарастает относительно медленно, и возникающие Е это время сигналы на управляющих электродах первого, второго, третьего и четвертого силовых KJШчeй , 3, 4 и 5, недостаточны для их открывания. Поэтому после включения источника 1 питания все силовые ключи 2, 3, 4 и 5 заперты, схема находится в устойчивом состоянии, генерации не возникает. Пусть в к-акой-то момент времени на запускающую обмотку 19 управ.ляыщего насыщающегося тр.ансформатора 10 поступает запускающий импульс от генератора 18 запускающих импульсов. В зависимости от полярности запускающих импульсов и от того, подводится он к началу или концу з,злускак)1дей обмотки 19 управляющего насыщающегося трансформатора 10, на первой, второй, третьей и четвертой управляющих обмотках 11, IS, 13 и 14 этого трансформатора появятся импульсы такой полярности, что второй и третий силовые ключи 3 и 4 начнут открываться , а первый и четвертый силовые ключи S и 5 - еще сильнее зелираться, или наоборот, начнут открываться первый и четвертый силовые кшючк 2 и 5.

Пусть, для определенности, начнут открываться второй и третий силовые ключи 3 и 4. Тогда начало первичной обмотки 8 выходного ненасыщающегося трансформатора 6 оказывается поднивоченным через соединенные последовательно обмотку 9 положительной обратной связи по току управляющего насыщающегося трансформатора 10 и открываюцщйся второй силовой ключ 3 к незаземленному полюсу источника питания 1, а ее конец через открывающийся третий силовой Kjno4 4 подключен к общей щине. Напряжение, передаваемое с обмотки 17 положительной обратной связи по напряженюэ выходного ненасыщаюшегося трансформатора 6 через управляющ11Й насыщ.Ешзщийся трансформатор 10, подводится через первую, вторую, третью и четвертую управляющие обмотки 11, 12 j 13 и 14 управляющего насыща}ощего трансформатора 10 ко всем силовым ключам таким образом, что на упра вляющих электродах второго 3 и третьего 4 силовых ключей действует отпирающий потенциал относительно входных электродов этих же силовых ключей, а на управляющ 1х электродах первого S и четвертого 5 силовых ключей действует запирающими потенци.ал.

Выходной ток, протекающий по обмотке 9 положительной обратной связи по току управляющего насьщщзщего трансформатора 10, наводит в его первой, второй, третьей и четвертой управляюпшх обмотках 11, 12, 13 и 14 напряжения такой же полярности. Таким образом, сигналы положительной обратной связи по тор:у и по напряженшз суммируются управляющим насыщающимся трансформатором 10, т-зк как в его м.агнитопроводе суммируются магнитные потоки, создаваемые токами, протекающими по обмотке 9 положительной обратной связи по току и обмотке 15 положительной обратной связи по напряже- 10 Таким образом осущеотЕЛяется запуск ключевого преобразователя, и он переходит в режим автоколебаний. Далее его работа не зависит от генератора 18 запускающих импульсов и протекает в следующем порядке.

В начальные моменты времени после запуска управляющий насыщающийся трансформатор 10 работает в линейном режиме и не входит в режим насыщения. В это время схема находится в первом квазиустойчивом состоянии, и на нагрузке формируется первая полуволна выходного напряжения.

Сечение магнитопровода управляющего насыщающегося трансформатора 10 выбрано достаточно малым для того, чтобы он первым из имеющихся в схеме трансформаторов входил в режим насыщения. Поэтому в процессе работы выходной ненасыщающийся трансформатор 6 насыщаться не будет. По истечении определенного времени магнитопровод управляющего насг-ыщающегося трансформатора 10 начинает входить в насыщение. Цри этом потребляемый его обмоткой 15 положителбной обратной свяви по напряжению ток начинает возрастать, и падение напряжения на токоограничиваю1дем резисторе 16 увеличивается. В результате напряжение, подводимое к обмотке 15 положительной обратной связи по напряжению управляющего насыщающегося трансформатора 10, уменьшается, уменьшается и сигнал положительной обратной связи по напряжению, передаваемый с этого трансформатора на управляющие электроды первого, второго, третьего и четвертого силовых ключей 2, 3, 4 и 5. Второй и третий силовые ншючи 3 и 4 начинают закрываться, а запирающее напряжение на управ.ляющих электродах первого и четвертого СРШОВЫХ ршочей 2 и 5 начинает уменьшаться. Напряжение на нагрузке и выходной ток также начинают

уменьшаться. В результате напряжение, наводимое во всех управляющих обмотках 11, 12, 13 и 14 управляющего насыщающегося трансформатора 10 за счет протекания выходного тока по его обмотке 9 положительной обратной связи по току, также начинает уменьшаться.

Развивается регенеративный процесс перерылвзчения схемы. Далее, когда , в процессе переключения преобразователя, выходное напряжение изменит свою полярность, магнитопровод управ.ляющ.его насыщающегося трансформатора 10 выйдет из насыщ.ения, и за счет действия сигналов положительной обратной связи по току и по налряжбкию второй и третий оилоЕыв ключи о и 4 залрутся, а первый и четвертый силовые ключи 2 и 5 откроются. Схема перейдет в новое квазиустойчквое состояние, которое будет длиться, пока магнитопровод управлявищего на1зьщ,ающегооя трансформатора 10 снова не начнет входить в насыщение. На нагрузке в это время формируется вторая полуволна выходного напряжения. Далее процессы повторяются.

По разработанной схеме был собран опытный образец преобразователя на дет.апях следующего типа.

В качестве первого, второго, третьего и четвертого силовых ключей 2, 3, 4, 5 использовались переключательные полевые транзисторы с изолргоованным затвором типа КП921.4. Они имеют напряжение отсечки в пределах +3. ..+8 В, поэтому при нулевом потенщ-тале на затворе относительно истока транзисторы заперты. Это также способствует уменьшению вероятности появления сквозных токов при переклвэчении схемы и повьшению надежности ее работы. Выходной ненасыщающийся трансформатор 6 намотан на магнитопроводе, состояш,ем из двух ферритовых колец марки K32xluxi2 M15UU HMl-Б, его первичная обмотка 8 оодержит шесть витков медного провода диаметром 1,5 мм, обмотка 1 положительной обратной связи по напряжению ссдер- 12 жит два витка провода диаметром 0,5 мм, выходная вторичная.обмотка 7 оодержит оемьдесят вооемь витков провода диаметром 0,35 мм.

По обмотке 9 положительной обратной связи по току управляющего надзыщающегооя трансформатора 10 протер;ает весь выходной ток преобразователя. Чтобы этот траноформатор не вводился в режим насыщения сигналами положительной обратной связи по току, сечение его магнитопровода выбрано достаточно большим. Поэтому он намотан на ферритовом кольце марки К32х1бх12 М1500 НМ1-Б. Первая, вторая, третья и четвертая управляющие обмотки 11, IS, 13 и 14 содержат по двадцать три витка провода диаметром 0,27 им. Обмотка 9 положительной обратной связи по току состоит из одного витка провода диаметром 1,5 мм, обмотка 15 положительной обратной связи по напряжению содержит четыре витка провода диаметром 0,5 мм, а вапускаюшдя обмотка 19 оодержит шесть витков провода диаметром О,7 мм. Оопротивление токоограничивающего резистора 18 составляло 3 ома. Величина напряжения источника 1 питания равнялась двенадцать вольт, что соответствует, например, напряжению бортовой сети автомобиля .

Генератор 18 запускающих импульсов был выполнен на однопереходном транзисторе типа КТ117А, первая база которого являлась выходом генератора 18 вапускаюших импульсов. Вторая база однопереходного транзистора через резистор сопротивлением триста тридцать ом подклвэч.алаоь к незаземленному полюсу истсчника 1 питания, а его эмиттер через включенный последовательно с ним конденсатор емкостью 0,15 микрофарады подключался к общей шине. Точка соединения обкладки этого конденсатора и эмиттера сднопереходного транзистора подсоединялась через резистор оопротивлением сто килоом к незаземленному полюсу источника 1 питания.

- 13 Параметры выр атываемых импульсных напряжений в различных точках схемы контролировались с помошью осциллографа С1-65А. Постоянное напряжение источника 1 питания и величина сопротивления нагрузки, подключаемой к выходной вторичной обмотке 7 выходного ненасыщающегося трансформатора 6 проверялись цифровым измерительным прибором В7-27.

Результаты экспериментов показали, что при ур:азанных значениях элементов схемы ключевой преобразователь вырабатывал переменное напряжение прямоугольной формы типа меандр. Преобразователь надежно запускался при пониженном напряжении питания, равном семи вольтам (что составляет менее шестидесяти процентов от номинальной величины напряжения питания) при различных условиях работы - как в режиме холостого хода, так и при выходной мощности тридцать и более ватт, в широком температурном интервале - от минус десяти градусов Цельсия до плюс шестидесяти градусов. При этом иакой - либо отбор первого, второго, третьего и четвертого силовых ключей 2, 3, 4 и 5 по минимуму напряжения отсечки не производился .

Ток, потребляемый генератором 18 запуср:аюшд-1х импульсов от источника 1 питания, не превышал трех миллиампер, что соответствует потребляемой мощности тридцать шесть милливатт. Эта мощность составляет одну десятую долю процента от выходной мощности ключевого преобразователя, что свидетельствует о высокой экономичности генератора 18 запускаюш 1х импульсов.

Для оценки полученных результатов схема ключевого преобразователя была изменена таким образом, чтобы был реализован принцип действия прототипа. Для этого выход генератора 18 запускающих импульсов подклк1чалоя непосредственно к управлявшему электроду чет- 14 вертого силового ключа ь.

Результаты экспериментов с данной схемой, выполненных при прочих равных условиях, показали, что запуск ключевого преобразователя при номинальном напряжении иоточни;ка питания двеналдать вольт был возможен только при тшдтельном отборе всех силовых ключей 2, 3, 4 и 5 по минимуму напряжения отсечки и был критичен к условиям работы преобразователя. Это объясняется отнооительно малой амплитудой (не более пяти вольт) сигналов, вырабатываемых генератором 18 запускающих импульсов при НИЗРЮВОЛЬТНОМ питании, а также несимметричностью подачи этих импульсов на управляющие электроды силовых ключей. Однако, выбор малой величины напряжения отсечки силовых ключей увеличивает вероятность появления сквозных токов в моменты переключения схемы и, тем самым, уменьшает надежность работы преобразователя,

Сопостав.ление результатов эксперимент.эльных исследований двух схем позволяет сделать вывод, что подключение выхода генератора запускающих импульсов к одному ив выводов запускающей обмотки управляющего на зыщающегооя трансформатора выгодно отличает предлагаемый ключевой преобразователь напряжения от прототипа. Это обеспечивает мягкий режим самовозбуждения ключевого преобразователя напряжения и повышение надежности его работы при низковольтном питании и в широком диапазоне изменений условий эксплуатации. Схема разработанного устройства стличается проототой (так как .колриество элементов в ней не увеличивается пс сравнению ее схемой прототипа) и экономичноотью, не требует специального отбора силовых ключей, поэтому она может найти широкое применение как в экспериментальной технике, так и в производстве радиоэлектронной ЗЛ113.рЗ.ТурЫ MSDCOEOrO CupOCS.

Claims (1)

1. Ключевой преобразователь напряжения, содержащий источник питания, один полюс которого подключен к точке соединения выходных электродов первого и второго силовых ключей, а другой - к общей шине, с которой соединены входные электроды третьего и четвертого силовых ключей, выходной ненасыщающийся трансформатор с выходной вторичной обмоткой, конец первичной обмотки которого подключен к точке соединения входного электрода первого силового ключа и выходного электрода третьего силового ключа, причем начало первичной обмотки выходного ненасыщающегося трансформатора подключено к концу обмотки положительной обратной связи по току управляющего насыщающего трансформатора, начало которой подключено к точке соединения выходного электрода четвертого силового ключа с входным электродом второго силового ключа и концом первой управляющей обмотки управляющего насыщающегося трансформатора, начало которой подключено к управляющему электроду второго силового ключа, начало второй и конец третьей управляющих обмоток управляющего насыщающегося трансформатора подключены к общей шине, а конец второй и начало третьей управляющих обмоток управляющего ненасыщающегося трансформатора подключены к управляющим электродам соответственно четвертого и третьего силовых ключей, начало и конец четвертой управляющей обмотки управляющего насыщаеющего трансформатора подключены соответственно к входному и управляющему электродам первого силового ключа, начало обмотки положительной обратной связи по напряжению управляющего насыщающегося трансформатора подключено через включенный последовательно с ней токоограничивающий резистор к началу обмотки положительной обратной связи по напряжению выходного ненасыщающегося трансформатора, конец которой соединен с концом обмотки положительной обратной связи по напряжению управляющего насыщающегося трансформатора, отличающийся тем, что выход генератора запускающих импульсов подключен к одному из выводов запускающей обмотки управляющего насыщающегося трансформатора, другой вывод которой подключен к общей шине, к которой подключена также общая шина генератора запускающих импульсов.