SU1198716A1

SU1198716A1 - Регулирующий элемент преобразователя напряжения

Info

Publication number: SU1198716A1
Application number: SU843746389A
Authority: SU
Inventors: Ivan I Filippov; Anatolij A Mazunov
Original assignee: Filippov Ivan; Anatolij A Mazunov
Priority date: 1984-03-30
Filing date: 1984-03-30
Publication date: 1985-12-15

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных преобразователях электроэнергии и в импульсных усилителях мощности. 5

Цель изобретения — упрощение путем уменьшения числа обмоток токовых трансформаторов.

На фиг.1 приведена принципиальная схема регулирующего элемента; на Ю

фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу. .

Схема регулирующего элемента содержит силовой транзистор 1, первый 2 и второй 3 токовые трансформаторы, 15 первый 4 и второй 5 транзисторы управления, первый резистор 6, конденсатор 7, диод 8, второй резистор 9, балластные резисторы 10 и 11, управляющий вывод 12, первый 13 и 20

второй 14 выводы дополнительного питания, выходные выводы 15, 16 регулирующего элемента.

Первый токовый трансформатор 2 содержит входную 17, запирающую 18 25

и насыщающую 19 обмотки. Второй токовый трансформатор 3 имеет первичную 20 и вторичную 21 обмотки.

Коллектор—эмиттерный переход транзистора 1 и входная обмотка 17 30

токового трансформатора 2 соединены последовательно и подключены к выходным клеммам 15,16. База—эмиттерный переход транзистора 1 подсоединен к вторичной обмотке 21 трансформатора 3, у которого крайний вывод первичной обмотки 20 подключен к общей точке последовательно соединенных запирающей I8 и насыщающей 19 обмоток трансформатора 2. Крайний вывод об- др мотки 20 трансформатора 3 непосредственно соединен с эмиттером транзистора управления 4 и с первым выводом 13 дополнительного источника питания. 45

Коллекторы транзисторов управления

4,5 подключены соответственно к начальному выводу обмотки 19 и конечному выводу обмотки 18 трансформатора 2. База транзистора управления 4 $0

через резистор 11 соединена с управляющим выводом 12, который в свою очередь соединен с выводом 14 через резисторный делитель 9,10. Средняя точка этого делителя подсоединена 55 к базе транзистора 5, эмиттер которого соединен с выводом 14 через параллельно соединенные резистор 6 и

конденсатор 7. Транзистор 5, резистор 6, конденсатор 7 шунтированы диодом 8. На фиг. 2 приняты следующие обозначения:. %_р - сигнал управления, подаваемый с вывода 12; 11^,11^,11^ напряжения на эмиттер—коллекторных переходах транзисторов 1,4,5; I ,

Ι-й»· и ' токи, протекающие в обмотках 17,18,19 трансформатора 2; 1_20>

¹21 “ ^{токи в} обмотках 20,21 трансформатора 3; 0₂₁ - напряжение на вторичной обмотке 21 трансформатора 3.

к

. В исходном состоянии при С < I., (фиг.2) величина сигнала управленияСЦнр на выводе 12 равна нулю относительно вывода 13, вследствие чего транзистор 4 закрыт, а транзистор 5 открыт и по нему протекает ток, который замыкается по цепи! вывод 14-резистор 6-транзистор 5-обмотка 18—обмотка 20—вывод 13. Ток, проходящий через обмотки 18,20, является током намагничивания и совместно с индуктивностями этих обмоток определяет электромагнитную энергию, запасенную в трансформаторах 2,3. Транзистор 5 на данном интервале вре-. мени работает в режиме стабилизации тока, величина которого задается резистивным делителем (резисторы 9,10) и резистором 6. Конденсатор 7 заряжен до напряжения на резисторе.

6. Силовой транзистор 1 заперт.

В момент времени I сигнал управления на выходе 1 2 изменяет' потенциал и становится равным потенциалу вывода 14. Транзистор 4 открывается, а транзистор 5 закрывается (фиг.2, б,в), что приводит к прерыванию тока через -обмотку 18 и протеканию тока через-обмотку 19 под действием электромагнитной энергии, накопленной в трансформаторе 2 и в предыдущем интервале времени. Ток обмотки 19 замыкается по цепи: начало обмотки 19-транзистор 4-обмотка 20-конец обмотки Т9, изменив направление тока обмотки 20, который трансформируется в обмотку 21 трансформатора 3, отпирая силовой транзистор 1.

Кроме того, ток намагничивания, протекавший в предыдущем интервале времени по обмотке 20 от его конечного вывода к начальному, переключается в обмотку 12, сохраняя направление протекания, т.е. от конеч1198716

ного вывода к начальному, который также отпирает силовой транзистор 1.

Таким образом, в. начальный момент времени отпирание силового транзистора 1 происходит под действием 5 тока базы

во

где

Г^<₈ - значения тока намагничивания соответственно в обмот10

ках 20 и 18 до переключения транзисторов 4,5 в момент времени 1:=^;

νν , V/. УК.— числа витков обмо— ток 18,19,20,21 соответственно .

При отпирании силового транзистора 1 его коллекторный ток, протекая по входной обмотке 17 трансформатора 2, трансформируется в обмотку 19, который также замыкается по цепи: начало обмотки 19-транзистор 4-обмотка 20—конец обмотки 19 и в свою очередь трансформируется в обмотку 21 трансформатора 3. В результате ток базы открытого силового транзистора 1 имеет три составляющие: ток намагничивания трансформатора 3; ток, пропорциональный току намагничивания трансформатора 2; и ток, пропорциональный току в цепи коллектора

15

20

25

30

ИьллмЙт ⁽²>“

19 21

С какого-то момента времени С = ί₂

(фиг.2,а,д,е,ж,и), определяемого

постоянной времени автикно—индуктив— ,_пи 40

нои нагрузки, коллекторный ток тран’* зистора I и обмотки 17 (фиг.2,е) трансформатора 2 становится неизменным, а в обмотках 19, 20 и 21 трансформаторов 2,3 ток начинает умень- ₄₅шаться на величину намагничивающего тока трансформаторов 2,3 (фиг,2,д, ж,и) .

В момент времени сигнал на клемме 12 принимает нулевое значение 50 (фиг.2,а), что приводит к запиранию транзистора 4 и отпиранию транзистора 5 (фиг.2,б,в). В результате ток из насыщающей обмотки 19 трансформатора 2 переключается в запирающую ⁵⁵

обмотку 18, протекая в направлении от конечного вывода к начальному по цепи: начало обмотки 18-обмотка

20-выводы 13,14 дополнительного источника питания—резистор 6 (конденсатор 7)-открытый транзистор 5—конец обмотки 18 (фиг.2,г,д) при изменяя направление тока в обмотках 20,21 (фиг.2,ж,и) трансформатора 3. Конденсатор 7 предназначен для того, чтобы под действием этого импульса тока падение напряжения на резисторе 6 не превышало напряжения на средней точке делителя, состоящего из резисторов 9, 10, и транзистор 5 не вышел из насыщения.

Рассасывание неосновных носителей из базы силового транзистора 1 происходит под действием тока

18

11

(3?

При равенстве числа витков обмоток 18,19 (М,_в = ) ток рассасывания

равен току насыщения силового транзистора, что резко сокращает время рассасывания неосновных носителей из базы силового транзистора 1.

При увеличении отношения /Уу пропорционально уменьшается время рассасывания неосновных носителей.

По окончании процесса рассасывания в момент времени Ц ; полярность напряжения на обмотке 21 (фиг.2,з) трансформатора 3 изменяется на обратную, Транзистор 1 закрывается (фиг.2,и), прерывая ток в обмотке 17 трансформатора 1 (фиг.2,е,к при ί = ц). После этого происходит возврат электромагнитной энергии, запасенной в трансформаторах 2,3 в предшествующий интервал времени (ц - ί₄), обусловленной токами намагничивания, которые замыкаются по цепи: обмотка 18-диод 8—выводы 13, 14—обмотка 20. Под действием напряжения на выводах 13,14 источника ток в указанном контуре уменьшается до нуля (фиг.2,г,ж при Ц ί £ 1$), после чего диод 8 запирается. Затем ток в обмотках 18, 20 начинает протекать в обратном направлении по цепи: клемма 14 источника—резистор—6 (конденсатор 7) —транзистор 5—обмотка 18-обмотка 20-выводы 13 источника, увеличиваясь по абсолютному значению. Нарастание тока в указанном контуре происходит до тех пор, пока суммарное падение

1198716

напряжения на база-эмиттерном переходе транзистора 5 и резистора 6 не сравняется с напряжением средней гонки делителя, состоящим из резисторов 9,10 (момент времени 1(,).

После этого процесс перемагничивания трансформаторов 2,3 заканчивает—' ся и по их обмоткам 18,20 протекает неизменный по величине ток, определяемый величиной сопротивления резистора 6 и напряжением на резисторе 9. Устройство готово к следую5 щему циклу работы, С появлением управляющего импульса напряжения на выводе 12 = Ц, фиг.2,а)

электромагнитные процессы в регулирующем элементе преобразователя

Ю повторяются.

#ил7:

. 1198716

Claims

РЕГУЛИРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий силовой транзистор, первый токовый трансформатор с входной, насыщающей и запирающей обмотками, второй токовый трансформатор с первичной и вторичной обмотками, первый и второй транзисторы управления разного типа проводимости, развязывающий диод и дополнительный источник питания, причем коллектор-эмиттерный переход силового транзистора подключен к выходным выводам через входную обмотку первого токового трансофрматора, а база-эмиттерный переход - к вторичной обмотке второго токового трансформатора, вторичная обмотка которого подключена

между первым выводом дополнительного источника питания, соединенного с эмиттером первого управляющего транзистора, и общей точкой соединенных последовательно насыщающей и запирающей обмоток первого токового трансформатора, крайними выводами соединенных с коллекторами управляющих транзисторов, базы которых соединены с управляющим выводом регулирующего элемента, при. этом коллектор второго управляющего транзистора соединен с анодом диода, отли чающийс я тем, что, с целью упрощения регулирующего элемента путем уменьшения числа обмоток токовых трансформаторов, он снабжен конденсатором, первым и вторым резисторами, второй вывод дополнительного источника питания подключен к катоду диода через второй резистор — к базе второго управляющего транзистора и через параллельно соединенные первый резистор и конденсатор — к эмиттеру второго управляющего транзистора, коллектором соединенного с крайним выводом запирающей обмотки, при этом коллектор первого управляющего транзистора соединен с крайним выводом насыщающей обмотки.

1198716

I

1198716
2