SU1457115A1 - Преобразователь посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитани  и автоматики. Цель - упрощение путем обеспечени  самовозбуждени . Преобразователь содержит две однотактные  чейки на силовых транзисторах 1 и 2 и общий выходной двух- стержневой трансформатор 6 с двум  группами первичных и вторичных обмоток при размещении каждой группы на отдельном стержне. Емкостные ветви L-C-D трехполюсников 3 св заны с точками соединени  силовых транзисторов 1 и 2 с первичными обмотками выходного трансформатора 6. Преобразователь содержит такж е два элемента положительной обратной св зи - управл ющий трансформатор 5 и трансформатор тока 4, первичные обмотки 4.1 которого включены последовательно с конденсатором 9. Насыщение сердечника управл ющего транс- Форматора 5 в каждом полупериоде выключает соответствующий силовой транзистор 1 или 2, а начало его запирани , благодар  трансформатору тока, форсированно включает другой силовой транзистор 1 или обеспечивает переключение транзисторов с минимальной паузой. В варианте выполнени  две другие первичные обмотки 4.3 трансформатора 4 включены с ID СО 4 сл

Description

в силовые цепи силовых транзисторов Г и 2, а дополнительна  управл юща  обмотка транзистора 4 поочередно коммутируетс  дополнительными управл ющими транзисторами, управл емыми от дополнительной обмотки 5.3 трансформатора 5. Это повьшает КПД преобразовател  в широком диапазоне нагрузок . Показаны варианты включени  однотактных  чеек по входу как па- - . раллельно, так и последовательно. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1

I

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитани  и автоматики.

Цель изобретени  - упрощение путем обеспечени  самовозбуждени .

На фиг.1 и 2 показана схема предлагаемого преобразовател  при параллельном и последовательном включени  входов, составл ющих его  чеек; на фиг.З - то же, с токовой обратной св зью.

Преобразователь посто нного напр жени  (фиг.1) содержит две однотакт- ные  чейки на силовых транзисторах 1 и 2, узел 3 ограничени  скорости нарастани  напр жени  на силовых транзисторах, трансформатор 4 тока, управл ющий трансформатор 5, выход- ной трансформатор 6, выполненный на общем дл  обеих  чеек двухстержне вом магнитопроводе с соответствующим размещением на этих стержн х его обмоток двух  чеек 6.1, 6,3 и 6.2,6.4.

Цепи размагничивани  образованы размагничивающими обмотками 6.5 и 6.6, расположенными на соответствующих стержн х, и диодами 7 и 8, через которые эти обмотки подсоединены к первому входному выводу, причем другие концы обмоток объединены и подключены к второму входному выводу . Однотактные  чейки входами включены параллельно, коллекторы транзисторов 1 и 2 через первичные обмотки 6.1 и 6.2 подсоединены к первому входному выводу, а эмиттеры соединены с вторым входным выводом преобразовател .

Узел 3 ограничени  скорости нарастани  напр жени  выполнен из двух идентичных ЪСи-трехпо;тсниках, каждый из которых состоит из конденсатора 9, диодной цепочки 10 и 11 дл  его перезар да и дроссел  12.

Трансформатор 4 тока имеет две первичные обмотки 4.1, выключенные последовательно в емкостные ветви 9 трехполюсников 3,

Вторична  обмотка 4.2 включена в базовые цепи силовых транзисторов 1 и 2.

Управл ющий трансформатор 5 подключен через резистор 13 в выходной цепи к крайним выводам первичных обмоток 6.1 и 6.2. Вторична  обмотка 5.2 подключена к базам транзисто- ров 1 и 2 через резистор 1.4.

Пунктиром показаны цепь самозапуска в виде резистора, включенного между первым входным выводом и базой транзистора 1, и резистор, вклю- ченньш в цел х симметрировани  намагничивающего тока между выводом вторичной обмотки 4.2 и базой ключа 2.

На фиг.2 показана схема предлагаемого преобразовател  с последова- тельным входом одинаковых  чеек - с . включением на входе емкостного делител  Напр жени .

Цепи размагничивани  в этой схеме образованы рекуперационными диода- ми 7 и 8, включенными соответственно между вторым входным выводом и промежуточным отводом обмотки 6.1 и первым входным выводом и промежуточным отводом обмотки 6.2. Диодные ветви 10-11 трехполюсников, узла 3 подключены кажда  через свой дроссель 12 к средней точке входного делител  напр жени . Трансформатор 4 тока имеет две вторичные обмотки 4.2, вклю- ченные между базой и эмиттером транзисторов 1 и 2.

Пускова  цепь в этой схеме представлена дополнительной обмоткой

трансформатора 4 (показана пунктиром ) .

Управл ющий трансформатор 5 в . этом преобразователе подключен первичной обмоткой к дополнительным омоткам 6.7 и 6.8 выходного транс- Форматора 6.

Вариант преобразовател  по фиг. дополнительно содержит управл ющие транзисторы 15 и 16, эмиттеры которых соединены, форсирующую цепочку 17-18 и диоды 19 и 20, включенные в непровод щем направлении между коллектором и эмиттером транзисторов 15 и 16 соответственно, а также балластный резистор 21. Трансформатор тока 4 снабжен дополнительно двум  первичными обмотками 4.3, вклченными последовательно в силовые цепи транзисторов 1 и 2, и управл ющей , обмоткой 4.4, включенной между коллекторами транзисторов 15 и 16. При этом трансформатор 5 снабжен дополнительной обмоткой 5.3 подключенной через цепочку 17-18 и балластный резистор 21 к базам управл ющих транзисторов 15 и 16. Устройство по фиг.1 (2, 3) работает следующим образом (дополнени  к фиг.2 и 3 даны в скобках).

При включенном, например, транзисторе 1 и выключенном транзисторе 2 к первичной обмотке 5.1 трансформатора 5 через токоограничительный резистор 13 приложено выходное напр жение преобразовател , а с его вторичной обмотки 5.2 через балластный резистор 14 в базу транзистора 1 поступает управл ющий ток, поддерживающий его в открытом состо нии . В схеме по фиг.З в базу этого же транзистора через обмотку 4.2 трансформатора тока 4 втекает дополнительный ток, пропорциональный току нагрузки - току первичной обмотки 4оЗ трансформатора тока. При этом управл ющий транзистор 16 открыт, а транзистор 15 закрыт, цепь управл ющей обмотки 4.4 разомкнута. При входе сердечника трансформатора 5 в насьщение напр жение на его вторичной обмотке (вторичных обмотках) 5.2 (5.3) падает практически до нул  В базах управл ющих транзисторов в схеме по фиг.З из-за наличи  форсирующей цепочки 17-18 реверсируетс  управл ющий ток, транзистор 16 закрываетс , а 15 открываетс , шунтиру 

4571154

управл ющую обмотку 4.4 трансформа- тора 4 тока. Цепь базы транзистора 1 обесточиваетс  - начинаетс  этап g рассасьшани  зар да базы. При выходе транзистора 1 из насыщени  ток первичной обмотки 6.1 выходного трансформатора , ответвл  сь в конденсатор 9 узла 3, обтекает первичную обмот- 10 ку 4.1 трансформатора 4 тока, а ток дополнительной первичной обмотки 4.3 того же трансформатора тока начи-.; - , нает уменьшатьс . Ток-вторичной обмотки 4.2 трансформатора тока 4 фор- 15 сированно выключает транзистор 1 и включает транзистор 2. Выходное напр жение преобразовател  мен ет знак, трансформатор 5 выходит из насыщени  и на его вторичной обмотке (вторич- 20 ных обмотках) 5.2 по вл етс  напр жение , поддерживающее включенное состо ние тразистора 2 и выключенное - транзистора 1. Ток вторичной обмотки 4.2 трансформатора тока в 25 схеме по фиг.З при этом также измен ет знак (транзистор 15 открыт, транзистор 16 закрыт) и втекает в базу того же транзистора 2, обеспечива  ток управлени , пропорциональ- 30 .ный нагрузке преобразовател . При последующем насыщении сердечника трансформатора 5 процесс повтор етс .

Таким образом, очередное включение каждого силового транзистора про- изводитс  по началу выключени  другого , что и обеспечивает минимальные провалы при вьшр мленном напр жении и позвол ет тем самым минимизировать выходные фильтры вторичньк выпр мителей.

Скорость нарастани  напр жени  на транзисторах 1 и 2 ограничиваетс  конденсаторами 9, поскольку ток размыкаемого ключа, протекающий по соответствующей ему первичной обмотке выходного трансфогзматора 6,на врем  переходного процесса замьжаетс  по соответствующей цепи 9-10-4.1 - источник входного напр жени .

Предлагаемый преобразователь  вл етс  самовозбуждающимс , т.е. не содержит внешней схемы управлени .

Формула-изобретени 

0

5

0

Claims (4)

1. Преобразователь посто нного напр жени , содержащий две однотакт- ные  чейки, выходы которых соединены параллельно, а входы - параллельно

или последовательно, при этом кажда  из  чеек содержит силовой транзистор , через который первична  обмотка выходного трансформатора подключена к входным выводам  чейки, и силовой диод, через который вторична  обмотка выходного трансформа- тора подключена к выходным выводам  чейки, цепь размагничивани  сердечника выходного трансформатора и узел ограничени  скорости нарастани  напр жени  на силовом транзисторе с первым конденсатором, цепь которого подключена к точке соединени  силового транзистора с первичной обмоткой выходного трансформатора, причем выходной трансформатор  вл етс  общим дл  обеих  чеек, а его сердечник выполнен двухстержневым с расположением на каждом стержне первичной , вторичной и размагничивающей обмоток, принадлежащих соответствующей  чейке, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  путем обеспечени  самовозбуждени , введены трансформатор тока с двум  основными первичными обмотками, кажда  из которых включена последовательно в цепь первого конденсатора соответствующей  чейки, и управл ющий трансформатор , первична  обмотка которого через первый резистор подключена к выходной цепи переменного тока преобразовател , причем вторичные обмотки трансформатора тока и управл ющего трансформатора соединены с цепью управл ющих входов силовых транзисторов,

2. Преобразователь по п.1, о т - личающийс  тем, что при параллельном соединении входов од- нотактных  чеек трансформатор тока и управл ющий трансформатор выполнены с одной вторичной оомоткой, вклю- ченной между базами силовых транзисторов , управл ю11Ц1й вход каждого- из силовых транзисторов шунтирован встречно-включенным первым диодом, а цепь первичной обмотки управл ющего трансформатора включена между коллекторами силовых транзисторов.

3. Преобразователь по п.1, 6 т - личающийс  тем, что при последовательном соединении входов однотактных  чеек трансформатор тока и управл ющий трансформатор выпол- 5 нены каждый с двум  вторичными обмотками , кажда  из которых подключена к управл ющему входу соответствующего силового транзистора, а цепь первичной обмотки управл ющего транс- 0 форматора подключена к согласно соединенным вспомогательным обмоткам выходного трансформатора, введенным в каждую  чейку.

4. Преобразователь по п.1, о т- 5 личающийс  тем, что, с целью повышени  КПД, трансформатор тока снабжен двум  дополнительными первичными обмотками, кажда  из кото-, рых включена последовательно в си- 0 ловую цепь соответствующего силового транзистора, и обмоткой управлени , включенной между коллекторами двух введенных управл ющих транзисторов, силовые и входные цепи каждого из которых шунтированы встречно-включенным вторым и третьим диодами, эмиттеры управл ющих транзисторов объединены , а между их базами включена цепочка, состо ща  из последовательно включенных дополнительной обмотки управл ющего трансформатора, .вто- торого резистора и второго конденсатора , шунтированного третьим резистором .

5

0

CPU 2.2

7 Л

20

Фиг.з