SU1181077A1

SU1181077A1 - One-step d.c.voltage converter

Info

Publication number: SU1181077A1
Application number: SU833621328A
Authority: SU
Inventors: Яков Николаевич Гамисония; Гулади Трифонович Берия; Нелли Ираклиевна Надашвили; Тамаз Давидович Шавлакадзе
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4111
Priority date: 1983-07-13
Filing date: 1983-07-13
Publication date: 1985-09-23

Abstract

ОДНОКОНТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий усилитель мощности, входом подключенный к входным зажимам через сетевой выпр митель, а вьрсодом через выпр митель и фильтр - к выходу устройства , причем управл ющий вход усилител мощности через узел управлени соединен с выходом устройства. отличающийс тем, что, с целью повьппени КПД и надежности устройства за счет улучшени формы базового тока, в него введены диод, конденсатор, резисторы, транзистор, причем анод диода подключен к кодлектору транзистора усилител мощности , а его катод соединен с одним зажимом конденсатора и с одним выводом первого резистора, другой зажим конденсатора подключен к эмиттеру транзистора усилител мощности, а другой вывод первого резистора соединен с коллектором транзистора, за которого через второй резистор подключена к управл ющему входу усилител мощности, а эмиттер транзистора соединен с базой транзистора усилител мощности.A SINGLE-CONTACT VOLTAGE VOLTAGE TRANSFORMER containing a power amplifier, an input connected to the input terminals via a mains rectifier, and a transmitter through a rectifier and filter to the output of the device, and the control input of the power amplifier through the control node is connected to the output of the device. characterized in that, in order to improve the efficiency and reliability of the device by improving the shape of the base current, a diode, a capacitor, resistors, and a transistor are inserted into it, the anode of the diode being connected to the coding of the transistor of the power amplifier, and its cathode one terminal of the first resistor, the other terminal of the capacitor is connected to the emitter of the transistor of the power amplifier, and the other terminal of the first resistor is connected to the collector of the transistor, for which through the second resistor is connected to the control the input of the power amplifier, and the emitter of the transistor is connected to the base of the transistor of the power amplifier.

Description

ч t . Изобретение относитс к области электротехники и, в частности, может быть использовано при создани источников питани радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретени вл етс повыш ние КПД и надежности за счет улучше ни формы базового тока. На фиг. 1 приведена блок-схема однотактного преобразовател напр женин посто нного тока; на фиг. 2 временные диаграммы работы устройст ва. Вход сетевого выпр мител 1 подк чен к сети, а его выход - к входу фильтра 2, выход которого соединен с входом усилител 3 мощности, тран форматором 4 и ключевым транзисторо ключом 5. К выходу ттзансформатора 4 подключен вьтр митель 6 и фильтры 7 выход которого служит выходом устро ства . Выход 8 узла, управлени соединен с управл ющим входом усилител 3 мощности и выходом устройства через цепь 9 обратной св зи. Транзистор 10 коммутирует через резистор 11 конденсатор 12, причем последовательно входной цепи транзистора 10 включен резистор 13. Параллельно ключевому транзистору 5 включен резистор 14 и конденсатор 15, а их разр дна цепь состоит из диодов 16 и 17. Схема ра:ботает следующим образом Сетевое напр жение вьшр мл етс вьтр мителем 1, сглаживаетс фильтром 2 и поступает на усилитель 3 мощности, от которого переменное напр жение вьтр мл етс выпр мителе 6 и сглаживаетс фильтром 7, на выходе , которого имеетс посто нное напр жение. Узел 8 управлени служит дл вырабатывани импульсов тока , предназначенного дл управлени ключом 5 усилител 3 мощности. Обра на св зь осуществл етс через цепь 9 обратной ср зи. В начальный момент, до поступлени отпирающего импульса, ключ 5 заперт и конденсаторы 12 и 15 зар жены напр жение Uj. д, Up. . Узел 8 управлени выдает ток управлени i (фиг.2). При положител ном импульсе тока управлени i- у+ открыт транзистор Ю, и на базу ключа 5, кроме тока управлени , пос тупает отпирающий ток через резисто 11. Конденсатор 12 начинает разр 772 жатьс . Уровень разр дки конденсатора 12 зависит от длительности отпирающего импульса тока Т, который проход через резистор 11, экспоненциально уменьшаетс и отпирающий импульс тока базы i в начальный момент имеет большее значение а в конце достигает минимального значени . В момент г.з ток управлений мен ет напраьление, транзистор 10 запираетс и ключ 5 начинает . запиратьс , а конденсатор зар жаетс . Напр жение на ключе Uio повьшаетс экспоненциально. Пока оно достигает значени U, ключ 5 в течение интервала времени t - t -t успевает заперетьс благодар наличию форсирующей цепочки в базовой цепи. Предлагаема схема однотактного преобразовател напр жени посто нного тока позвол ет получить крутой положительный фронт коллекторного тона ключа при последующем слабом насыщении , что способствует уменьшению потерь заднего фронта транзистора . То, что конденсатор 12 находитс в разр женном состо нии, способствует существенному снижению потерь мощности при выключении транзистора .Емкость конденсатора 12 ограничиваетс двум услови ми: она должна быть достаточной величины, чтобы на коллекторе ключа, пока он закроетс ., обеспечить постепенный подъем напр жени , с другой стороны конденсатор 12 должен успеть разр дитьс за.максимальное врем длительности отпирающего импульсаТ „ t „ .При узком отпирающем импульТ се t). у конденсатор 12 может не успеть разр дитьс , при этом ток колдтектора ключа уменьшаетс , поэтому потери на переключение ключа не растут. Емкость конденсатора 15 больще по сравнению с емкостью конденсатора 12 и напр жение там остаетс вьше питающего напр жени . Энерги , накоплени в индуктивности трансформатора, в основном разр жаетс в конденсаторе 15 и частично в конденсаторе 12. Напр жение на конденсаторах 15 и 12 достигает в каждом периоде одинакового максимального значени U.,, и зависит h t. The invention relates to the field of electrical engineering and, in particular, can be used to create power supplies for electronic equipment. The aim of the invention is to increase efficiency and reliability by improving the shape of the base current. FIG. 1 shows a block diagram of a single-ended DC / DC converter; in fig. 2 time diagrams of device operation. The input of the network rectifier 1 is connected to the network, and its output is connected to the input of the filter 2, the output of which is connected to the input of the power amplifier 3, a transformer 4 and a key transistor key 5. The output of the ttzansformator 4 is connected to the converter 6 and the filters 7 whose output serves as the output of the device. The output 8 of the control unit is connected to the control input of the power amplifier 3 and the output of the device through the feedback circuit 9. Transistor 10 commutes through resistor 11 to capacitor 12, the resistor 13 is connected in series with the input circuit of transistor 10. Parallel to the key transistor 5, resistor 14 and capacitor 15 are turned on, and their discharge circuit consists of diodes 16 and 17. The circuit is Step 10 is ignited by an amplifier 1, smoothed by filter 2, and fed to a power amplifier 3, from which a variable voltage is switched off by rectifier 6 and smoothed by a filter 7, which has a constant voltage at the output. The control unit 8 serves to generate current pulses for controlling the key 5 of the power amplifier 3. The communication is carried out through the feedback circuit 9. At the initial moment, before the trigger pulse arrives, the switch 5 is locked and the capacitors 12 and 15 are charged with the voltage Uj. d. Up. . The control unit 8 outputs the control current i (Fig. 2). With a positive control current pulse i + y +, the transistor U is opened, and an unlocking current is applied to the base of key 5, except for the control current, through resistor 11. Capacitor 12 begins to discharge 772. The discharge level of the capacitor 12 depends on the duration of the opening current pulse T, which the passage through the resistor 11 decreases exponentially and the opening pulse of the base current i at the initial moment has a larger value and finally reaches its minimum value. At the moment of the current, the control current changes direction, the transistor 10 is locked and the key 5 starts. locked and the capacitor charged. The voltage on the Uio key rises exponentially. While it reaches the value of U, the key 5 during the time interval t - t -t manages to be locked due to the presence of a forcing chain in the base chain. The proposed scheme of a single-cycle DC-DC converter allows to obtain a steep positive front of the collector tone of the key with a subsequent weak saturation, which helps to reduce the loss of the trailing edge of the transistor. The fact that the capacitor 12 is in a discharged state contributes to a significant reduction in power loss when the transistor is turned off. The capacitance of the capacitor 12 is limited by two conditions: it must be sufficiently large enough for the key collector until it closes. on the other hand, the capacitor 12 must have time to discharge within the maximum time of the unlocking pulse T „. t.. With a narrow unlocking pulse, t c. for capacitor 12, it may not be able to discharge, while the current of the key's central detector decreases, so the switching losses of the key do not increase. The capacitance of the capacitor 15 is larger than that of the capacitor 12 and the voltage there remains above the supply voltage. The energy stored in the inductance of the transformer is mainly discharged in the capacitor 15 and partly in the capacitor 12. The voltage on the capacitors 15 and 12 reaches the same maximum value U., In each period and

от соотношени временно отпертого и запертого состо ний ключа в перио .де. Энерги в конденсаторе 12 идет на улучшение формы тока базы ключа При активной.нагрузке, когда в коллекторной цепи ключа вместо трансформатора включен резистор, и приfrom the ratio of temporarily unlocked and locked key states in the period. The energy in the capacitor 12 is to improve the shape of the key base current. With an active load, when a resistor is turned on in the collector circuit of the key, instead of a transformer,

1181077 . 41181077. four

маломощном трансформаторе (до 20ВА) можно не использовать конденсатор 15, диод 16 и соответствующий резистор , так как энерги зар дки индук5 тивности трансформатора в последнем случае мала и достаточно включить одинконденсатор 12 малой мощности.A low-power transformer (up to 20VA) can not use a capacitor 15, a diode 16 and the corresponding resistor, since the transformer’s inductance energy in the latter case is small and it is enough to turn on one low-power capacitor 12.

LL

II

Фиг.ГFig.G

:.:.

tsttst

t,t.t, t.

isis

/ L/ L

Claims

A one-pin DC-DC converter containing a power amplifier, connected to the input terminals through a network rectifier, and an output through a rectifier and a filter - to the output of the device, and the control input of the power amplifier through the control unit is connected to the output of the device, characterized in that, with In order to increase the efficiency and reliability of the device by improving the shape of the base current, a diode, capacitor, resistors, transistor are introduced into it, and the anode of the diode is connected to the collector of the amplifier transistor power, and its cathode is connected with one terminal of the capacitor and with one terminal of the first resistor, the other terminal of the capacitor is connected to the emitter of the power amplifier transistor, and the other terminal of the first resistor is connected to the collector of the transistor, for which, through the second resistor, it is connected to the control input of the amplifier power, and the emitter of the transistor is connected to the base of the transistor of the power amplifier.

SU .1181077>