(54) РЕГУЛИРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ(54) CONTROL ELEMENT OF THE CONVERTER
НАПРЯЖЕНИЯVOLTAGE
Изобретение относитс к элекгротехнике и можег быть использовано во втори чных источниках питани . Известны регулирующие элементы преобразователей напр жени . Первый содержит силовой и усилительный транзисторы, ава трансформатора тока, кажаый из которых снабжен входной и выходной обмотками , причем входна обмЪтка первого токового трансформатора включена в коллекторную цепь силового транзистора , а выходна обмотка второго токового трансформатора подсоединена к его эмиттерному переходу, и диоды 1 . Рассасывание и выключение силового транзистора в данном регулирующем элементе преобразовател напр жени про- исход1Л при токе, равном току намагничи вани выходной обмотки второго токового трансформатора. Величина этого тока намного меньше тока, подцерживающего силовой транзистор в насыщенном состо нии , что приводит к по влению значительной задержки на выключение и падению кпд, ограничива максимальную частоту работы преобразовател . Кроме того, после выключени силового транзистора к его эмиттериому переходу приклааываёг с обратное напр жение, величина которого может превышать предельно допустимое значение, что снижает надежность устройства . Наиболее близок к предлагаемому. регулирующий элемент преобразовател напр жени , содержащий силовой транзистор , силовые электроды которого последовательно соединены с выходйой обмоткой первого токового трансформатора и подключены между первым входным выводом и первым выводом первичной обмотки силового трансформатора, второй вывод которой подключен ко второму входному выводу транзистора управлени , эмиттеры которых подключены к первой клемме вспомогательного источника, снабженного первым и вторым вывоцами, к первому выводу которого подключены эмиттеры двухуправл ющих транзисторов. 1 эмиг &рныв перехоцы которых соединены с упрашд ющим напр жением, а также два блоха ограничени тока 2 , Недостаток известного устройства заключаетс в наличии потерь на выключение и большом времени рассасывани силового транзистора,, что приводит к необходимости увеличени мощности ио точника дополнительного напр жени и существенному увеличению потерь в блоке огран1гчени тока, т.е. ведет к падению КПД и увеличению массы и объем устройства. Таким образом, в указанной схеме невозможно одновременное повыше кие КПД и уменьшение времени рассасывани , а слецовагельно, и повьпиение частоты работы преобразовател напр жени . Цель изобретени - увеличение КПД путем меньшени времени включени транзисторов регулирующего элемента преобразовател напр жени . Поставленна цель достигаетс тем, что в регулирующий элемент преобразова тел напр жени введены второй токовый 15зансформатор, снабженный базовой, пус ковой и размагничивающей обмотками, а также обмоткой обратной св зи, разма источник -И три диода, приче первый токовый трансформатор снабжен размагничивающей -обмоткой, .коллектор первого транзистора управлени подключ через первый диоц к крайнему выводу насыщающей обмотки первого токового трансформатора, а через последовательно соединенные второй циод, пусковую обмо ку второго токового трансформатора и первый блок ограничени гока - ко второй клемме дл подключени вспомогател ного источника напр жени , коллектор второго транзистора управлени через третий диод подсоединен к крайнему выводу запирающей обмотки первого токово го трансформатора, а обща точка насыI щающей и запирающей обмйток через обмогку обратной св зи второго токового трансформатора подключена к эмитгерам транзисторов удравлени , эмиттерный переход силового транзистора подсоедине к базовой обмотке второго токового тран форматора, а размагничивающие обмотки первого и второго токовых трансформато через второй блок ограничени тока св заны с размагничивающим источником. В качестве размагничивающего источншса может использоватЕл дополнительна обмогка СИЛОВОГО) трансформатора преобразовател напр жени . 624 Последовательно или параллельно вклк ченные размагничивающие обмотки перво14 ) и второго токовых трансформаторов одним выводом могут быть подключены к коллектору второго транзистора управлени , а другим выводом чере.з последовательно соединенные второй блок токового ограничени и размагничивающий источник - к эмиттерам транзисторов управлени . Первые выводы размагничивакщтзк обмоток первого и второго токовых трансформаторов подключены к коллектору второго транзистора управлени , а их вторые выводы через последовательно включенные второй блок ограничени тока и размагничивающий источник - к первому выводу дл подключени вспомогательного источника. На фиг. 1 приведена принципиальна схема регулирующего элемента преобразовател напр жени с последовательным включением размагничивающих обмоток токовых трансформаторов; на фиг. 2 то же, с параллельным включением размагничивающих обмоток токовых трансформаторов . Устройство содержит силовой транзистор 1, последовательно соединенные коллекторный и эмиттерный выводы которого и входна обмотка 2 первого токового трансформатора 3 подключены между первой входной клеммой 4 и первйм вы зодом первичной обмотки 5 силового трансформатора 6 преобразовател напр жени , второй вывод которой подключен ко второй входной клемме 7, два транзистора 8 и 9 управлени , эмиттеры которых подключены к первому выводу дл подключени вспомогательного источника 10 напр жени , а их эмиттерные переходы - к выводам 11 и 12 дл подключени сигнала управлени . Первый токовый трансформатор 3 снабжен насыщакшей 13 и запирающей 14 обмотками, последовательно соединенными между собой. Коллектор первого транзистора 8 управлени подключен через первый диод 15 ко второму выводу насыщающей обмотки 13 первого токового трансформатора 3, а через последовательно соединенные второй диод 16, пусковую обмотку 17 второго токового трансформатора 18 и первый блок 19 ограничени тока - к второй клемме 20 дл подключени вспомогательного напр жени . Коллектор второго транзистора 9 управлени через третий диод 21 подсоецинен к крайнему выводу запирающей обмотки 14 первого токового трансформатора 3, крайний воц которой через обмотку обратной св зи 22 второго токового трансформатора 18 подключен к эмиттерам транзисторов 8 и 9 управлени . Эмиттерный перехоа силового транзистора 1 поцсоецинен к базовой обмотке 23 второго токового трансформатора 18, а размагничивающие обмотки 24 и 25 первого 3 и второго 18 токовых трансформаторов через второ блок ограничени тока 26 св заны с размагничивающим источником, в качестве которого может использоватьс цополлительна обмотка 27 силового трансформа тора 6 преобразовател напр жени . Размагничивающие обмотки 24 и 25 могут быть включены как последовательно , так и параллельно. Регулирующий элемент преобразовател напр жени работает слецуюш м образом, При отсутствии на клеммах 11 и 12 напр жени силовой транзистор 1 регулирующего элемента заперт вне зависимости от наличи на вхоцных вывоаах 4 и 7 напр жени питани , так как его эмит- терный переход закорочен малым активны сопротивлением базовой обмотки второго токового трансформатора 18. Включение силового транзистора 1 регулирующего элемента преобразовател напр жени осуществл етс после насыщени управл ющим сигналом первого транзистора управлени 8. При этом напр жение вспомогательного источника, подключенного к клеммам 10 и 2О через насыщенный транзистор 8 управлени , второй циоц 16 и первый блок 19 ограничени тока, прикла дываетс к пусковой обмотке 17 второго токового трансформатора 18, что вь1зы- вает Приоткрывание силового транзистора 1. Коллекторный ток силового транзистора 1, протека по входной обмотке 2 первог токового трансформатора 3, вызывает протекание тока по депи: насыщающа . обмотка 13 первого токового трансфор матора 3 - обмотка обратной св зи 22 второго токового трансформатора 18 - насыщенный транзистор 8 управлени первый диод 15, тем самым увеличива базовый ток силового транзистора 1 и способству его гарантированному насыщению . Насыщенное состо ние силового транзистора 1 поддерживаетс до смены пол ности управл ющего напр жени , вызывак шей запирание транзистора 8 управлени и насьпдение транзистора 9 управлени . При этом ток входной обмотки 2 первого токового трансформатора 3 начинает протекать по цепи; запирающа обмотка 14 первого токового трансформатора 3 обмотка 22 обратной св зи второго токового , трансформатора 18 - насыщенный транзистор 9 управлени - третий диод 21. Направление протекани тока в обмот ке 22 обратной св зи второго токового трансформатора 18 мен ет знак, следовательно , мен ет знак и ток, протекающий в его базовой обмотке 23, которьй, складыва сь с током намагничивани , обеспечи вает форсированное рассасывание и запирание силового транзистора 1. Значени насыщающего и рассасывающего токов силового транзистора определ ютс только соотнощением витков входной 2, нась}. шающей 13 и запирающей 14 обмоток первого токового трансформатора 3 и обмотки 22 обратной св зи второго токового трансформатора 18. После окончани процесса риссасывани и запирани силового транзистора 1 обратное перемагничивание сердечникЬв первого 3 и второго 18 токовых трансформаторов обеспечиваетс напр жением размагничивающего источника, который подключаетс к размагничивающим обмоткам 24 и 25 первого 3 и второгоv. 18 токовых трансформаторов через второй блок 26 ограничени тока и насыщенный транзистор 9 управлени . В качестве размагничивающего источника, например, может использоватьс дополнительна обмотка 27 силового трансформатора 6.. преобразовател напр жени , а сами размагничивающие обмотки 24 к 25 токовых трансформаторов 3 и 18 могут подключатьс к этой обмотке через второй блок 26 ограничени тока либо последовательно , либо параллельно. Таким образом, введение в р)егулирук щий элемент преобразовател напр жени второго токового трансформатора, размагничивающего источника и дополнительных диоцов, а также введение в первый токовый трансформатор размагничивающей обмотки позвол ет значительно сократить мощность дополнительного источника и врем рассасывани силового транзистора, а также уменьшить потери на его выключение, что обуславливает увеличение КПД, повыщение рабочей частоты регулирующего элемента преобразовател напр жени , а следовательно, улучщение удельных массо-объемных показателей преобразователей напр жени , выпол-. ненных с использованием предлагаемого, регулирующего элемента. бретени о р м у л а Регулирующий элемент преобразовател напр жени , содержащий силовой транзистор , силовые электроды Koft-pporo последовательно соединены с входной обмоткой первого токового трансформатора и подключены между первым входным выводом и первым выводом первичной обмот ни силового трансформатора, второй вывод которой подключен ко второму входному выводу, вспомогательный источник, снабженный первь1М и вторым выводами, к первому выводу которого подключены эмиттеры двух транзисторов управлени , эмитгерные переходы которых соединены с управл ющим напр жением, причем пер вый токовый трансформатор снабжен нйсыщающей и запирающей обмотками, сое циненными между собой последовательно, а также два блока ограничени тока, отличающийс тем, что, с целью увеличени КПД путем уменьшени времени выключени транзисторов, введены второй токовый Трансформатор, снабженный базовой, пусковой и размагничивающей обмотками , а также обмоткой обратной св зи, размагничивающий источник и три диода, причем первый токовый трансфор матор снабжен размагничивающей обмоткой , коллектор первого транзистора утгрвБ лени подключен через.первый диод к крайнему вьтоцу насышак цей обмотки первого токового трансформатора, а через последовательно соединенные второй диод, пусковую обмотку второго токового трансформатора и первый блок ограни- чени тока - ко второй Клемме дл подключени вспомогательного источника напр жени , коллектор второго транзистора управлени через третий диод подсоединен к крайнему выводу запирающей обмотки первого токового трансформатора, а обща точка насышаювцей и запирающей 10 92 обмоток через обмотку обратной св зи второго токового трансформатора подключена к эмиттерам транзисторов управлени , эмиттерный переход силового транзисгора подсоединен к базовой обмотке второго токовогх трансформатора, а размагничивающие обмотки первого и второго токовых трансформаторов через второй блок ограничени тока св заны с размаг ничиваюшим источником. 2,Регулирующий элемент по п. 1, отличающийс тем, что в качестве размагничивающего источника используетс дополнительна обмотка силового трансформатора преобразовател напр жени . 3.Регулирующий элемент по п. 1, отличающийс тем, что последовательно включенные размагничивающие обмотки первого и второго токовых трансформа горов одним выводом подсоединены к коллектору второго трзанзистора управлени , а другим выводом через послеаовательно включенные второй блок ограничени тока и размагничивающий ИСТОЧНИК - к первому выводу дл подключени вспомогательного напр жени . 4, Регулирующий элемент по п. 1, отличающийс тем, что первые выводы размагничивающих обмоток nef вого и второго токовых трансформаторов подключены к коллектору второго транзистора управлени , а их вторые выводы через последовательно включенные второй блок ограничени тока и размагничивай щий источник - к первому выводу дл подключени вспомогательного источника. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 502454, кл. Н 03 К 17/60, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 708475, кл. Н ОЗ Н 3/335, 1976.The invention relates to electrical engineering and can be used in secondary power sources. Regulatory elements of voltage converters are known. The first one contains the power and amplifying transistors, the current transformer ava, each of which is equipped with input and output windings, the input current of the first current transformer is included in the collector circuit of the power transistor, and the output winding of the second current transformer is connected to its emitter junction and diodes 1. Resorption and switching off of the power transistor in this regulating element of the transducer of the output 1L with a current equal to the magnetizing current of the output winding of the second current transformer. The magnitude of this current is much less than the current supporting the power transistor in a saturated state, which leads to a significant delay in switching off and dropping the efficiency, limiting the maximum frequency of the converter. In addition, after turning off the power transistor, it applied a reverse voltage to its emitterium junction, the value of which may exceed the maximum permissible value, which reduces the reliability of the device. Closest to the proposed. a voltage converter regulating element containing a power transistor, the power electrodes of which are connected in series with the output winding of the first current transformer and connected between the first input terminal and the first output of the primary winding of the power transformer, the second terminal of which is connected to the second input terminal of the control transistor whose emitters are connected to the first terminal of the auxiliary source equipped with the first and second outlets, to the first terminal of which two emitters are connected equal transistors. 1 emig & dvg which are connected to the clamping voltage, as well as two current limiting fleas 2, The disadvantage of the known device lies in the presence of turn-off losses and a large resorption time of the power transistor, which leads to the need to increase the power of the additional voltage source and a significant increase in losses in the current limiting unit, i.e. leads to a drop in efficiency and an increase in mass and volume of the device. Thus, in this scheme, it is impossible to simultaneously increase the efficiency and decrease the resorption time, and, as a result, the frequency converter operation frequency cannot be measured. The purpose of the invention is to increase the efficiency by reducing the turn-on time of the transistors of the regulator element of the voltage converter. The goal is achieved by introducing a second current transformer into the regulating element of transforming voltage bodies, equipped with a base, starting and demagnetizing windings, as well as a feedback winding, sweep source -and three diodes, and the first current transformer is supplied with demagnetizing-winding, The collector of the first control transistor is connected through the first diode to the extreme output of the saturating winding of the first current transformer, and through the second cyclically connected in series, the starting winding of the second current transformer and the first limiting unit gok to the second terminal for connecting an auxiliary voltage source, the collector of the second control transistor is connected via a third diode to the terminal of the locking winding of the first current transformer, and the common saturating and locking point is through feedback feedback the second current transformer is connected to the emitters of the transistor tripping, the emitter junction of the power transistor is connected to the base winding of the second current transformer, and demagnetize The windings of the first and second current transformers are connected to the demagnetizing source through the second current limiting unit. An additional circuit breaker can be used as a demagnetizing source for a voltage transformer POWER transformer. 624 The demagnetizing windings of the first 14) and the second current transformers are connected in series or in parallel with one output can be connected to the collector of the second control transistor and another terminal of the second current limiter and demagnetizing source to the emitters of the control transistors. The first demagnetizing terminals of the windings of the first and second current transformers are connected to the collector of the second control transistor, and their second outputs through a series-connected second current limiting unit and a demagnetizing source to the first output to connect an auxiliary source. FIG. 1 is a schematic diagram of a regulating element of a voltage converter with the series connection of demagnetizing windings of current transformers; in fig. 2 the same, with parallel connection of demagnetizing windings of current transformers. The device contains a power transistor 1, serially connected collector and emitter outputs of which and the input winding 2 of the first current transformer 3 are connected between the first input terminal 4 and the first output of the primary winding 5 of the power transformer 6 of the voltage converter, the second output of which is connected to the second input terminal 7 , two transistors 8 and 9 of the control, the emitters of which are connected to the first terminal for connecting the auxiliary voltage source 10, and their emitter transitions to the terminals 11 and 12 for control signal connections. The first current transformer 3 is equipped with saturating 13 and locking 14 windings connected in series with each other. The collector of the first control transistor 8 is connected via the first diode 15 to the second output of the saturating winding 13 of the first current transformer 3, and through the second diode 16 connected in series, the starting winding 17 of the second current transformer 18 and the first current limiting unit 19 to the second terminal 20 for connecting an auxiliary tension The collector of the second control transistor 9 through the third diode 21 is subconnected to the extreme terminal of the locking winding 14 of the first current transformer 3, the end of which through the feedback winding 22 of the second current transformer 18 is connected to the emitters of the control transistors 8 and 9. The emitter transistor 1 is connected to the base winding 23 of the second current transformer 18, and the demagnetizing windings 24 and 25 of the first 3 and second 18 current transformers are connected via a second current limiting unit 26 to the demagnetizing source, which can be used by the coil 27 of the power transformer torus 6 voltage converter. Demagnetizing windings 24 and 25 can be included both in series and in parallel. The regulator element of the voltage converter operates in the following manner. In the absence of voltage on terminals 11 and 12, the power transistor 1 of the regulating element is locked regardless of whether there is a supply voltage on input voltages 4 and 7, as its emitter junction is shorted by a small active The base winding of the second current transformer 18. The power transistor 1 of the regulating element of the voltage converter is turned on after the control signal of the first control transistor 8 is saturated. Thereby, the voltage of the auxiliary source connected to terminals 10 and 2O through the saturated control transistor 8, the second circuit 16 and the first current limiting unit 19, is applied to the start winding 17 of the second current transformer 18, which causes the opening of the power transistor 1. Collector current power transistor 1, flowed through the input winding 2 of the first current transformer 3, causes current to flow through the depi: saturating. winding 13 of the first current transformer 3 - feedback winding 22 of the second current transformer 18 - saturated control transistor 8, the first diode 15, thereby increasing the base current of the power transistor 1 and contributing to its guaranteed saturation. The saturation state of the power transistor 1 is maintained until the change of the control voltage, causing the control transistor 8 to turn off, and control transistor 9 to turn on. When this current input winding 2 of the first current transformer 3 begins to flow along the circuit; the locking winding 14 of the first current transformer 3, the feedback winding 22 of the second current transformer 18 - saturated control transistor 9 - the third diode 21. The current flow direction in the feedback winding 22 of the second current transformer 18 changes sign, therefore, the sign changes and the current flowing in its base winding 23, which, when added to the magnetizing current, provides a forced resorption and locking of the power transistor 1. The values of the saturating and absorbing currents of the power transistor determine with only the ratio of the turns of the input 2, we are}. Collapsing 13 and the locking 14 of the first winding of the current transformer 3 and the winding 22 of the second feedback current transformer 18. After completion of the locking process and rissasyvani power transistor 1 reverse reversal serdechnikv first 3 and second 18 current transformers provided demagnetizing voltage source which is connected to a demagnetizing windings 24 and 25 of the first 3 and second v. 18 current transformers through the second current limiting block 26 and the saturated control transistor 9. As a demagnetizing source, for example, an additional winding 27 of a power transformer 6. Voltage converter can be used, and the demagnetizing windings 24 to 25 of current transformers 3 and 18 themselves can be connected to this winding through a second current limiting unit 26, either in series or in parallel. Thus, the introduction of a second current transformer, a demagnetizing source and additional diodes to the voltage converter p-element, as well as the introduction of a demagnetizing winding into the first current transformer can significantly reduce the power of the additional source and the resorption time of the power transistor, as well as reduce losses switching it off, which causes an increase in efficiency, an increase in the operating frequency of the regulating element of the voltage converter, and consequently, an improvement in the lnnyh volume-volume indicators of voltage converters, performed-. using the proposed regulatory element. The voltage regulator element containing the power transistor, the Koft-pporo power electrodes are connected in series with the input winding of the first current transformer and connected between the first input terminal and the first output of the primary winding of the power transformer, the second terminal of which is connected the second input terminal, an auxiliary source equipped with the first 1M and the second terminals, to the first terminal of which are connected the emitters of two control transistors, whose emitter transitions from are connected to the control voltage, and the current transformer is equipped with bottoming and locking windings connected in series with each other, as well as two current limiting units, characterized in that, in order to increase the efficiency by reducing the turn-off time of the transistors, the second current transformer is introduced equipped with basic, start-up and demagnetizing windings, as well as a feedback winding, a demagnetizing source and three diodes, the first current transformer being equipped with a demagnetizing winding, a collection The torus of the first transistor UTDB is connected through the first diode to the extreme end of the winding of the first current transformer, and through the second diode connected in series, the starting winding of the second current transformer and the first current limiting unit to the second terminal to connect an auxiliary voltage source, the collector of the second control transistor through the third diode is connected to the outermost terminal of the locking winding of the first current transformer, and the common point of the peak and locking 10 92 windings The cutoff feedback winding of the current transformer is connected to the emitters of the control transistors, the emitter junction of the power transistor is connected to the base winding of the second current transformer, and the demagnetizing windings of the first and second current transformers are connected to a demagnetizing source through the second current limiting unit. 2, a regulating element according to claim 1, characterized in that an additional winding of a power transformer of a voltage converter is used as a demagnetizing source. 3. The regulating element according to claim 1, characterized in that the successively connected demagnetizing windings of the first and second current transforming mountains are connected to the collector of the second control transducer by one output terminal and the second output current and demagnetizing SOURCE terminal to the first output terminal for auxiliary voltage connections. 4, a regulating element according to claim 1, characterized in that the first terminals of the demagnetizing windings of the nef and second current transformers are connected to the collector of the second control transistor, and their second terminals through the series-connected second current limiting unit and the demagnetizing source to the first terminal for connect auxiliary source. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 502454, cl. H 03 K 17/60, 1976. 2. USSR author's certificate No. 708475, cl. H oz H 3/335, 1976.