SU1181080A1 - Преобразователь напр жени - Google Patents

Abstract

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ , содержащий включающий и выключающий транзисторы, силовой транзистор с включенными в его коллекторную цепь нагрузкой и первичной обмоткой трансформатора тока, в котором имеютс  включающа  и выключающа  обмотки, начало включающей обмотки через включающий диод соеди-нено с коллектором включающего транзистора , начало выключающей обмотки через выключающий диод - с коллектором выключающего транзистора, эмиттер которого подключен к эмиттеру силового транзистора, а конец указанной обмотки соединен с базой силового транзистора, вход которого защунтирован обратным диодом, отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД, конец включающей обмогки соединен с эмиттером выключающего транзистора, при этом база силового транзистора подключена к эмиттеру включающего транзистора, коллектор которого через включающий резистор соединен с потенциальным плюсом источника питани  преобразовател . 2.Преобразователь по п.1, отличающийс  тем, что, с сл целью повышени  КПД, включающий резистор выполнен в виде последовательного соединени  первого и второго резисторов, один из которых .зашунтирован дифференцирующим конденсатором. 3.Преобразователь по п. 1, от00 00 личающийс  тем, что, с целью повьпцени  надежности в работе путем защиты от ложного срабатывани  , начало включающей обмотки через разр дный диод соединено с эмиттером выключающего транзистора .

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может, быть использовано во вторичных источниках электропитани  систем автоматики и радиоэлектроники .

Цель изобретени  - повьшение КПД преобразовател  и надежности в работе путем защиты от ложного срабатывани  .

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого преобразовател .напр жени ; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Преобразователь содержит- силовой транзистор 1, в коллекторную . цепь которого включена первична  обмотка W/, трансформатора тока 2 и нагрузка 3. Нагрузка 3 может быть произвольной и определ етс  типом преобразовател  (двухтактного, однотактного с пр мым включением диода или др.). Примем, что преобразователь однотактный с обратным включением выпр мительного диода, однако основные принципиальные особенности- работы остаютс  в силе дл  любого вида преобразовател . Параллельна силовым электродам транзистора 1 подключена демпфирующа  цепочка 4, котора  может быть выполнена в виде DRC-цепи. База транзистора 1 соединена с эмиттером включающего транзистора 5, концом вьжлючающей -обмотки w трансформатора 2 и защитным диодом 6 j начало этой же обмотки подключено через выключающий диод 7 к коллектору выключающего транзистора 8, эмиттер которого соединен с концом включающей обмотки w трансформатора 2 тока, а ее начало подключено к разр дному диоду 9 и через включающий диод 10 к коллектору транзистора 5, который также через включающий резистор 11 соединен с потенциальным полюсом источника питани  преобразовател  Е. Включающий резистор 11 может быть выполнен в виде последовательного . соединени  первого 12 и второго 13 резисторов и дифференцирующего кондртг .атора 14, шунтирующего резистор 12.

На временных диаграммах (фиг.2) эпюры и Ugy условно показывают входные импульсы синхронизации преобразовател ; i - ток коллектора силового транзистора 1;

1 - ток через первичную обмотку W| трансформатора 2 тока; ig - ток базы силового транзистора 1; и«;э напр жение коллектор - эмиттер -; 5 транзистора 1.

Преобр1азователь напр жени  работает следующим образом.

При по влении включающего импульса синхронизации Ug, который длитс  врем  tg| (эпира Ug , фиг. 2), открываетс  включаюи ий транзистор 5. Вследствие этого в базу силового транзистора 1 через включающий резистор 11 начинает поступать 5 открывающий ток и транзистор 1 входит в линейный режим работы, после чего благодар  положительной обратной св зи обмоток w,, и w

К 1

трансформатора 2 тока силовой тран0 зистор входит в насыщение. Величина насьпцающего базового тока транзистора 1 определ етс  коллекторным током и коэффициентом трансформации обмоток w и w трансфор5 матора 2 тока. Далее коллекторный ток транзистора начинает увеличиватьс  в соответствии е законом нарастани  тока в индуктивности первичной обмотки силового трансформатора нагрузки 3, в соответствии .с ним увеличиваетс  и базовый ток. Это происходит до окончани  момента времени t.,

оКЛ

После окончани  времени t.,,, и

ькл

г при по влении выключающего импульса синхронизации Ug(,| транзистор 5 запираетс , а выключающий транзистор 8 открываетс . В базу транзистора 1 .перестает поступать

открьшающий ток, а подключаетс  обратный , рассасывающий, ток выключающей обмотки W. трансформатора 2 тока, т.е. осуществл етс  реверс базового тока (эпюра i-, фцг. 2)

5 силового транзистора 1 дл  его форсированного запирани . Начинаетс  процесс рассасывани  избыточных носителей из полупроводниковой структуры насыщенного транзистора

0 1 который длитс  врем  t (эпюры i , ig и , фиг. 2). На всем прот жении времени t. амплитуда базового рассасывающего тока пропорциональна коллекторному току и

5 запирани  транзистора 1 не

требуетс  внешний источник тока ипи напр жени . Длительность импульса тока коллектора складываетс  из

суммы t, tp (эпюра i, фиг. 2),

После окончани  процесса рассасывани  избыточных носителей ток коллектора транзистора 1 начинает уменьшатьс . Однако ток через первичную обмотку W. трансформато1

ра 2 тока не уменьшаетс  (эпюра ) фиг. 2) ввиду того, что при уменьшении тока i начинаетс  фронт коллекторного напр жени  (эпюра U| , фиг. 2) и запасенный

.в индуктивности рассе ни  нагрузки 3 ток начинает поступать в демпфирующую цепочку 4. Это создает услови  дл  более быстрого запирани  транзистора 1, так как при уменьшакмцемс  токе коллектора на его базе всегда присутствует отрицательное запирающее напр жение. Уменьшение длительности спада коллекторного тока уменьшает коммутационную мгновенную мощность на транзисторе 1. Длительность разр да индуктивности рассе ни  нагрузки 3 определ етс  параметрами цепей и режимом работы преобразовател . Практически врем  t. (эпра if, фиг. 2) превьш1ает длительность спада тока коллектора транзистора 1, поэтому всегда гарантировано наличие отрицательного напр жени  на его базе. Избыток тока через первичную обмотку w (после запирани  транзистора 1) отводитс  через защитный диод 6.

Когда ток в первичной обмотке w заканчиваетс , в индуктивности намагничивани  этого трансформатора остаетс  запасенный ток. Пол рност напр жени , обусловленного разр до этой индуктивности, такова, что запирает диоды 7 и 10 и не вли ет на надежную работу преобразовател  . Однако при значительной емкости диодов 7 и 10, а также при невысоких обратных допустимых напр жни х на них возможны сбои в работе преобразовател , так как напр жени разр да индуктивности намагничивани  прикладываетс  положительным полюсом к базе силового транзистора 1. Это может вызвать повторное открьшание транзистора 1 после его запирани . Открьшание может призойти в момент окончани  времени t.. Следовательно, схема потенциально обладает невысокой помехо1810804

устойчивостью по цепи базы силового транзистора 1. Дл  исключени  этого  влени , а следовательно, дл  повьш1ени  надежности в работе введен разр дный диод 9, через который индуктивность намагничивани  трансформатора 2 тока разр жаетс  на короткозамкнутую обмотку V-, последнего. : После разр да индуктивности намаг 0 ничивани , т.е. после запирани  диода 9, схема приходит в исходное состо ние и готова к приходу следующего импульса Ugi .

Включающими резистор, выполненный дл  повьш1ени  КПД схемы в последовательно-параллельной резистивно-конденсаторной цепи, работает следующим образом. При открьшании включающего транзистора 5 20 в базу силового транзистора 1 идет ток через конденсатор 14 и резистор 13. Этот резистор ограничивает величину открывающего пр мого тока до допустимого значени . После зар да конденсатора 14, который определ етс  посто нной времени , ток через него прекращаетс , однако при правильно выбранной посто нной времени Т он уже не нужен,так как кэто-,

30 му времени вступает в действие положительна  регенеративна обратна  св зь трансформатора 2 тока.

Ток через включающий резистор 11 определ етс  суммой величин резисторов 12 и 13, и при выборе соответствующей величины резистора 12 он может быть сделан достаточно малым , не вли ющим на КПД преобразовател . Величина резистора 12

40 по верхнему пределу определ етс  необходимостью полного разр да конденсатора 14 к приходу следующего импульса Ufl, . Введение такой схемной реализации включающего резистора 11 необходимо при высоких первичных напр жени х и при малых коэффициентах усилени  силового транзистора 1. Кроме того, включение силового транзистора 1, дл 

50 схем преобразователей посто нного выходного напр жени , происходит на еще незапертый выпр митель-; НЫЙ дчоднагрузки,поэтому необходима определенна  степень форсировани  вк55 лючекн  силового транзистора(дл  режима непрерьганых токов чтобы вступила в силу положительна  обратна  св зь трансформатора 2 тока.

;/

/4

/J

л

wv

Фиг.1

Claims (3)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий включающий и выключающий транзисторы, силовой транзистор с включенными в его коллекторную цепь нагрузкой и первичной обмоткой трансформатора тока, в котором имеются включающая и выключающая обмотки, начало включающей обмотки через включающий диод соединено с коллектором включающего' транзистора, начало выключающей обмотки через выключающий диод - с коллектором выключающего транзистора, эмиттер которого подключен к эмит теру силового транзистора, а конец указанной обмотки соединен с базой силового транзистора, вход которого зашунтирован обратным диодом, отличающийся Тем, что, с целью повышения КПД, конец включающей обмоТки соединен с эмиттером выключающего транзистора, при этом база силового транзистора подключена к эмиттеру включающего транзистора, коллектор которого через включающий резистор соединен с потенциальным плюсом источника питания преобразователя.

2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, включающий резистор выполнен в виде последовательного соединения первого и второго резисторов, один из которых зашунтирован дифференцирующим конденсатором.

3. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе путем защиты от ложного срабатывания , начало включающей обмотки через разрядный диод соединено с эмиттером выключающего транзистора .

SU „„ 1181080

1 1