SU1119138A1

SU1119138A1 - One-step d.c.voltage converter

Info

Publication number: SU1119138A1
Application number: SU833611275A
Authority: SU
Inventors: Владимир Евгеньевич Бондаренко; Сергей Иванович Дзюбаков
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6495
Priority date: 1983-06-29
Filing date: 1983-06-29
Publication date: 1984-10-15

Abstract

ОДНОТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий силовой транзистор, который через первичную обмотку выходного тран-сформатора подключен к одному из выводов источника входного напр жени , при этом управл ющий переход транзистора через токоограничительный резистор подключен к выходной обмотке трансформатора формировател управл ющих импульсов, вход которого подключен .к выходу узла управлени , управл ющим входом соединенного с выходным выводом выходного выпр мител , отличающийс тем, что, с целью уменьщени времени выключени силового транзистора при изменении тока нагрузки, в него введены диод, транзисторный регул тор и датчик тока нагрузки, который установлен между эмиттером силового транзистора и другим выводом источника входного напр жени - и подключен к входу транзисторного регул тора, выходом подключенного параллельно упом нутому токоограничительному резистору, причем последний щунтирован с % диодом, включенным в направлении, обратном протеканию тока базы. (Л со САЭ СA SINGLE-TURNING CONSTANT VOLTAGE TRANSMITTER containing a power transistor that is connected through one primary winding of the output transformer to one of the terminals of the input voltage source, while the control junction of the transistor through a current limiting resistor is connected to a high-voltage transducer. to the output of the control unit that controls the input connected to the output terminal of the output rectifier, characterized in that, in order to reduce the time If the power transistor turns off when the load current changes, a diode, a transistor controller and a load current sensor that is installed between the emitter of the power transistor and another output of the input voltage source are inserted into it and connected to the input of the transistor controller connected in parallel with the current limiting a resistor, the latter being bypassed with a% diode connected in the opposite direction to the flow of the base current. (L with SAE S

Description

Изобретение относитс к преобразовательной технике и может быть иснользовано в источниках вторичного электропитани различной радиоэлектронной аппаратуры. Известны стабилизированные преобразователи , содержащие силовой каскад, формирователь управл юа1их импульсов с потенциальным управлением ключа конвертора 1 и 2. Недостатком этих преобразователей вл етс низка надежность, вызванна тем, что при работе в режиме малой нагрузки, когда коллекторный и базовый ток силового ключа соизмеримы, резко увеличиваетс врем рассасывани и выключени ключа, Это сопровождаетс существенным увеличением динамических потерь силового ключа и снижением надежности конвертора в целом . Кроме того, дл исключени насыщени силового транзистора за счет увеличени времени рассасывани необходимо уменьшить длительность импульсов по отношению к длительности паузы, что приводит к снижению максимальной мощности, передаваемой конвертором на выход. Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс однотактный преобразователь,, содержащий силовой транзистор , который через первичную обмотку выходного трансформатора подключен к выводам источника входного напр жени , при этом управл ющий переход транзистора через токоограничительный резистор подключен к выходной обмотке формировател управл ющих импульсов, вход которого подключен к выходу узла управлени , управл ющим входом соединенным с выходным выводом выходного выпр мител 3. Недостатком устройства вл етс то, что в режиме измен ющейс нагрузки при малой выходной мощности, когда коллекторный ток транзистора значительно уменьщаетс , происходит увеличение времени рассасывани и времени выключени транзистора. Цель изобретени - уменьшение времени выключени силового транзистора при изменений тока нагрузки. Поставленна цель достигаетс тем, что в однотактный преобразователь, содержа-, щий силовой транзистор, который через первичную обмотку выходного трансформатора подключен к одному из выводов источника входного напр жени , при этом управл ющий переход транзистора через токоограничительный резистор подключен к выходной обмотке трансформатора формировател управл ющих импульсов, вход которого подключен к выходу узла управлени , управл ющим входом соединенного с выходным выводом выходного выпр мител , введены диод, транзисторный регул тор и датчик тока нагрузки , который установлен между эмиттером силового транзистора и другим выводом источника входного напр жени и подключен к входу транзисторного регул тора, выходом подключенным параллельно упом нутому токоограничительному резистору, причем последний шунтирован диодом, включенным в направлении обратном протеканию тока базы. На фиг. 1 показана функциональна схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграммы напр жений, по сн ющие принцип работы устройства. Устройство содержит силовой каскад 1, состо щий из выходного выпр мител 2 и силового транзистора 3, который через первичную обмотку выходного трансформатора 4 подключен к одному из выводов 5 источника входного напр жени +Uex, при этом управл ющий переход транзистора через токоограничительный резистор 6 подключен к выходной обмотке трансформатора 7 формировател 8 управл ющих импульсов, вход которого подключен к выходу узла 9 управлени . Датчик 10 тока нагрузки установлен между эмиттером силового транзистора 3 и вторым выводом 11 источника входного напр жени -UBX и подключен к входу транзисторного регул тора 12, выходом подключенного параллельно токоограничительному резистору , который шунтирован обратным диодом 13. Выход выпр мител 2 подключен к управл ющему входу узла 9 управлени . Устройство работает следуюгцим образом. Узел 9 управлени (фиг. 1) по сигналу обратной св зи, поступающему с выхода выпр мител 2, осуществл ет широтную (частотную) модул цию последовательности импульсов управлени , которые через формирователь 8 управл ющих импульсов и трансформатор 7 подаютс на вход силового каскада 1, обеспечива стабилизацию выходного напр жени на заданном уровне. При небольшой величине тока через транзистор 3 (режим холостого хода, режим малого тока нагрузки, динамические режимы) регул тор 12 закрыт и величина базового тока определ етс резистором 6. При увеличении тока через транзистор 3 падение напр жени на датчике 10 тока увеличиваетс и достигает величины, достаточной дл открывани регул тора 12, при этом базовый ток транзистора 3 измен етс пропорционально изменению напр жени на резисторе датчика 10 тока, т. е. пропорционально коллекторному току через транзистор 3. При этом обеспечиваетс нормальна работа конвертора в режиме больших токов через силовой транзистор 3. Таким образом, изобретение позвол ет регулировать ток базы силового транзистора в зависимости от тока нагрузки и тем самым поддерживать степень насыщени транзистора на заданном уровне независимоThe invention relates to converter equipment and can be used in the secondary power supply sources of various electronic equipment. Known stabilized converters containing a power stage, a driver for controlling pulses with potential control of converter key 1 and 2. The disadvantage of these converters is low reliability caused by the fact that when operating in low load mode, when the collector and base current of the power switch are commensurate, the time of resorption and switching off the key increases. This is accompanied by a significant increase in the dynamic losses of the power switch and a decrease in the reliability of the converter as a whole. In addition, in order to avoid saturation of the power transistor by increasing the resorption time, it is necessary to reduce the pulse duration in relation to the pause duration, which leads to a decrease in the maximum power transmitted by the converter to the output. The closest to the invention to the technical essence is a single-ended converter, containing a power transistor, which through the primary winding of the output transformer is connected to the input voltage source, while the control transition of the transistor through the current limiting resistor is connected to the output winding of the control pulse former, the input which is connected to the output of the control unit, a control input connected to the output terminal of the output rectifier 3. The disadvantage of the device is That in a varying load mode at a low output power, when the collector current of the transistor is significantly reduced, there is an increase in the absorption time and the turn-off time of the transistor. The purpose of the invention is to reduce the turn-off time of the power transistor when the load current changes. The goal is achieved by connecting a single-ended converter containing a power transistor, which through the primary winding of the output transformer is connected to one of the terminals of the input voltage source, while the control transition of the transistor through the current-limiting resistor is connected to the output winding of the transformer of the control transformer pulses, the input of which is connected to the output of the control unit, the control input connected to the output output of the output rectifier, a diode is inserted, a transistor egul torr and load current sensor, which is installed between the emitter of the power transistor and the other terminal of the input voltage source and a transistor connected to the input of the regulator, the output is connected in parallel to said current limiting resistor, the latter is shunted by a diode connected in a direction opposite the flow of base current. FIG. 1 shows a functional diagram of the proposed device; in fig. 2 - voltage diagrams, explaining the principle of operation of the device. The device contains a power stage 1, consisting of an output rectifier 2 and a power transistor 3, which through the primary winding of the output transformer 4 is connected to one of the terminals 5 of the input voltage source + Uex, while the control transition of the transistor through the limiting resistor 6 is connected to the output winding of the transformer 7 of the driver control generator 8, the input of which is connected to the output of the control unit 9. A load current sensor 10 is installed between the emitter of the power transistor 3 and the second output 11 of the input voltage source -UBX and is connected to the input of transistor regulator 12, the output connected in parallel with the current-limiting resistor, which is bridged by a reverse diode 13. The output of the rectifier 2 is connected to the control input node 9 control. The device works in the following way. The control unit 9 (Fig. 1), using a feedback signal from the output of rectifier 2, performs a latitudinal (frequency) modulation of a sequence of control pulses that are fed through the driver 8 of the control pulses and the transformer 7 to the input of the power stage 1, providing a stabilization of the output voltage at a given level. With a small amount of current through transistor 3 (idle mode, low load current mode, dynamic modes), the regulator 12 is closed and the base current is determined by the resistor 6. As the current through the transistor 3 increases, the voltage drop on the current sensor 10 increases and reaches sufficient to open the regulator 12, while the base current of the transistor 3 varies in proportion to the voltage across the resistor of the current sensor 10, i.e. proportional to the collector current through the transistor 3. This provides The normal operation of the converter in the mode of large currents through the power transistor 3. Thus, the invention allows to adjust the base current of the power transistor depending on the load current and thereby maintain the transistor saturation level at a given level independently

/ faibt cttjfoSoso тпранзистора S/ faibt cttjfoSoso transistor S

от тока нагрузки, а следовательно, уменьшить врем выключени при уменьшении тока нагрузки.from the load current, and consequently, reduce the off time while reducing the load current.

ISIS

iZiZ

Iкомекторат .fcu/f nytaHiIcomector .fcu / f nytaHi

U IU I

и коллект. силов-транз. 3 I IIand the team. force trans. 3 I II

hx Ihx I

PduHPduh

ff

XX

IIII

Claims

A one-step DC-DC converter containing a power transistor that is connected to one of the terminals of the input voltage source through the primary winding of the output transformer, while the control transition of the transistor through a current-limiting resistor is connected to the output winding of the transformer of the control pulse generator, the input of which is connected to the output of the control unit , the control input connected to the output terminal of the output rectifier, characterized in that, in order to reduce the time in The power transistor turns off when the load current changes, a diode, a transistor regulator and a load current sensor are inserted into it, which is installed between the emitter of the power transistor and the other output of the input voltage source - and connected to the input of the transistor regulator, the output connected in parallel to the current-limiting resistor, the latter being shunted a diode connected in the direction opposite to the flow of the base current.

FIG. 1