SU1368950A1 - Преобразователь напр жени В.Ю.солонина - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питани . Цель изобретени  - упрощение преобразовател  . Дл  этого он содержит транзисторные ключи (ТК) 1 и 2, последовательный колебательный контур 5, выполненный на конденсаторе 7 и катушке 6 индуктивности с обмотками 13 и 14, управл ющими ТК 1 и ТК 2. Введение делител , выполненного на резисторах 15 и 16, обеспечивает более простое управление ТК 1 и Т2 в результате исключени  импульсного генератора . 2 ил.

Description

(Л

оо

05 00

;о

СП

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках электропитани .

Цель изобретени  - упрощение преобразовател .

На фиг. 1 показана схема преобразовател  напр жени  с транзисторами одинакового типа проводимости (т.е. только п - р - п или только р - п - р на фиг. 2 - то же, с транзисторами разного типа проводимости.

В исходном состо ниии все конденсаторы разр жены. Подача входного посто нного напр жени  между входными выводами 3 и 4 вызывает по вление напр жени  на выходе делител , образованного резисторами 15 и 16. Это напр жение прикладываетс  к колебательному контуру 5. Во вторичной обПреобразователь напр жени  (фиг. 1 содержит последовательно соединенные 15 мотке 14 наводитс  импульс ЭДС. Мощ- транзисторные ключи 1 и 2, подключен- ности этого импульса достаточно дл  ные к входному выводу 3 и общему выводу 4 преобразовател , последовательный колебательный контур 5, вы- полиенный на катушке 6 индуктивности и конденсаторе 7, сглаживающий конденсатор 8, включенный между выходными выводами 4 и 9 преобразовател  и нагрузкой 10. Управл ющие выводы транзисторных ключей 1 и 2 подключены к выводам 11 и 12 управлени . Вторичные обмотки 13 и 14 выполнены на катушвведени  ключа 1 в насыщение, так как в начальный момент времени ток через ключ 1 не проходит из-за само20 индукции индуктивности контура 5, следовательно, требуетс  минимальна  управл юща  мощность дл  полного открыти  ключа 1.

Таким образом, во врем  открыти 

25 ключа 1 (т.е. переходного процесса между закрытым состо нием ключа и открытым ) ток через него практически

которой подключена нагрузка 10, причем выводы 4 и 9 соединены накоротко проводником.

Преобразователь напр жени  (фиг.1 и 2) работает следующим образом.

В исходном состо ниии все конденсаторы разр жены. Подача входного посто нного напр жени  между входными выводами 3 и 4 вызывает по вление напр жени  на выходе делител , образованного резисторами 15 и 16. Это напр жение прикладываетс  к колебательному контуру 5. Во вторичной обмотке 14 наводитс  импульс ЭДС. Мощ- ности этого импульса достаточно дл 

мотке 14 наводитс  импульс ЭДС. Мощ- ности этого импульса достаточно дл 

введени  ключа 1 в насыщение, так как в начальный момент времени ток через ключ 1 не проходит из-за самоиндукции индуктивности контура 5, следовательно, требуетс  минимальна  управл юща  мощность дл  полного открыти  ключа 1.

Таким образом, во врем  открыти 

ключа 1 (т.е. переходного процесса между закрытым состо нием ключа и открытым ) ток через него практически

ке 6 индуктивности последовательного колебательного контура 5. Начало (обоэначеио точкой) первой 13 и ко- иец второй 14 вторичных обмоток со- ответствеиио соединены с управл ющими электродами (например, базами) первого 1 и второго 2 ключей. Конец первой вторичиой обмотки 13 соединен с вторым силовым электродом транзисторного клоча 1, а начало второй вторичной обмотки 14 соединено с вторым силовым электродом транзисторного ключа 2. Дополиительно введены активные сопротивлени , например резисторы 15 и 16, включенные параллельно транэисториим ключам 1 и 2. Эти резисторы образуют делитель напр жене проходит из-за самоиндукции индуктивности контура 5. Поэтому

30 энерги  в виде тепла на ключе 1 не рассеиваетс . По мере увеличени  т ка через ключ 1 требуетс  больший ток по управл ющему входу ключа 1 дл  удержани  его в полностью откр

25 том состо нии. Выходной мощности д лител , образованного проводимост  15 и 16, дл  этого недостаточно (с такой выходной мощностью выбран де литель) . Однако увеличение тока че

40 рез индуктивность катушки 6 контур 5 вызывает увеличение тока индукци в обмотке 14, который поступает на управл емый вывод ключа 1. Этот то  вл етс  необходимым дополнением

ни , включенный между входной 3 и вы- 45  п  удержани  ключа 1 в полностью

ходной 9 пинами. Указанный делитель соединен своими выходом с точкой соединени  колебательного контура 5 с транзисторными ключами 1 и 2. Преобразователь напр жени  (фиг.2) отличаетс  от преобразовател  (фиг.1), тем, что имеет одну вторичную обмотку 14, так как ключи 1 и 2 разного типа проводимости. Их одноименные силовые выводы соединены . Возможно выполнение преобразовател  напр жени , отличающеес  тем, что он имеет выходные выводы с дополнительной обмотки, к выводам

не проходит из-за самоиндукции индуктивности контура 5. Поэтому

30 энерги  в виде тепла на ключе 1 не рассеиваетс . По мере увеличени  тока через ключ 1 требуетс  больший ток по управл ющему входу ключа 1 дл  удержани  его в полностью откры25 том состо нии. Выходной мощности делител , образованного проводимост ми 15 и 16, дл  этого недостаточно (с такой выходной мощностью выбран делитель ) . Однако увеличение тока че40 рез индуктивность катушки 6 контура 5 вызывает увеличение тока индукции в обмотке 14, который поступает на управл емый вывод ключа 1. Этот ток  вл етс  необходимым дополнением

открытом состо нии при любом токе, проход щем через ключ 1.

Таким образом, первый полупериод колебательного процесса тока в контуре 5 проходит от начала и до конца при полностью открытом ключе 1. Ключ 2 в течение этого полупериода полностью закрыт. Его удерживает в закрытом состо нии ЭДС, наводима  .

в обмотке 13. Как только полностью зар дитс  конденсатор 7 контура 5, т.е. вс  энерги , запасенна  в контуре 5, сосредоточитс  в его конденаторе , ток через ключ 1 становит3

с  равным нулю. Ключ 1 полностью закрываетс . Напр жение на конденсаторе контура 5 превосходит напр жение на выходе делител , образованного резисторами 16 и 15. Поэтому конденсатор контура 2 разр жаетс  через индуктивность контура 5 и резистор 16. Импульс, наведенный при этом во вторичной обмотке 13, по мощности достаточны дл  введени  ключа 2 в насыщение (в полностью открытое состо ние), так как в начальный момент времени ток через него практически не проходит из-за самоиндукции индуктивности контура 5. По мере увеличени  тока через ключ 2 требуетс  больший ток по управл ющему электроду 12 (базе) ключа 2 дл  удержани  его в полностью открытом состо нии. Этот дополнительный ток поступает с вторичной обмотки 13. Он и обуславливает удержание ключа 2 в полностью открытом состо нии в течение всего времени, когда энерги  передаетс  с колебательного контура 5 в сглаживающий конденсатор 8.

Таким образом, второй полупериод колебательного процесса тока в контуре 5 проходит от начала и до конца при полностью открытом ключе 2. Ключ 1 в течение этого полупериода полностью закрыт. Его удерживает в закрытом состо нии ЭДС, наводима  в обмотке 14. После передачи энергии с контура 5 в конденсатор 8 ток, проход щий через ключ 2, становитс  равным нулю. Ключ 2 закрываетс .Затем вновь открываетс  ключ 1 и ги  поступает в контур 5, а затем, после закрыти  ключа 1 и открыти  ключа 2, - в конденсатор 8. И так продолжаетс  на прот жении всей работы преобразовател . В течение всего этого времени в последовательном колебательном контуре 5 проход т устойчивые автоколебани  тока. Энерги  порци ми, равными энергоемкости колебательного контура 5, передаетс  с входа 3 в конденсатор 8.

Энерги  в виде тепла на ключах 1 и 2 не рассеиваетс , потому что

1368950

когда каждый ключ закрыт или находитс  в состо нии переключени ,ток через него не проходит, а когда ток

с проходит, ключ уже полностью открыт и его сопротивление равно нулю. Ког-- да ключ открыт или находитс  в состо нии переключени , ток, проход щий через него, сдерживаетс  не соп10 ротивлением этого ключа, а реактивными элементами колебательного контура 5. Энерги  в виде тепла на реактивных элементах не рассеиваетс . Активные сопротивлени  резисто15 ров 15 и 16 выбирают такой малой величины, что можио; .пренебречь дополнительным рассе нием на них энергии в виде тепла.

Таким образом, в предложенном

20 преобразователе энерги , идуща  на переключение ключей 1 и 2 и удержание их в открытом состо нии, проходит через эти ключи только когда они наход тс  в полностью открытом

25 состо нии (т.е. когда их сопротивление практически равно нуло), следовательно , не вызывает дополнительного рассе ни  энергии в виде тепла.

Claims (1)

1. 30 Формула изобретени 

   Преобразователь напр жени , содержащий два последовательно соединенных транзисторньос ключа, вход

   35 одного ключа и выход другого клоча подключены к входному выводу и выходному выводу преобразовател  соответственно , последовательный колебательный контур, выполненный в энер- 40 виде катушки индуктивностн и конденсатора и включенный между общим выводом транзисторных ключей и общим выводом питани , причем эмиттер и база каждого ключа соединепл между

   45 собой через дополнительную обмотку, выполненную на катушке и} щуктивности, отличающийс  тем, что, с целью упрощени , в него введен делитель напр жени , выполненный на

   50 двух активных сопротивлени х, каждое из которых включено параллельно силовой цепи каждого транзисторного ключа.

   Фиг. 2