SU1658325A1

SU1658325A1 - Однотактный преобразователь посто нного напр жени

Info

Publication number: SU1658325A1
Application number: SU894717401A
Authority: SU
Inventors: Виктор Иванович Барабаш
Original assignee: Ставропольский политехнический институт
Priority date: 1989-07-11
Filing date: 1989-07-11
Publication date: 1991-06-23

Abstract

Изобретение относитс к электротех- шке и может быть использовано в системах зторичного электропитани . Цель изобретени - повышение КПД и надежности путем уменьшени пиковой мощности, рассеиваемой в транзисторе при его выключении При выключении транзистора 6 приложен ное к нему напр жение нарастает замедленно , благодар зар ду через диод 4 второго конденсатора 14 энергией индуктивности первичной обмотки 7 трансформатора 8. Вследствие этого пикова мощность в транзисторе 6 при его выключении уменьшаетс . Перезар д второго конденсатора 14 происходит при включении транзистора 6. При этом ток перезар да ограничен индуктивностью дроссел 3, образующего с первым конденсатором 5 входной / С-фильтр преобразовател . 4 ил.

Description

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

Цель изобретени - повышение КПД и надежности путем уменьшени пиковой мощности, рассеиваемой в транзисторе при его выключении.

На фиг. 1 приведена электрическа схема предлагаемого преобразовател ; на фиг. 2 и 3 - схемы вариантов ее выполнени на двух транзисторах; на фиг. 4 - диаграммы токов и напр жений.

Однотактный преобразователь посто нного напр жени содержит входные выводы 1 и 2, к которым подключена последовательна цепь, состо ща из дроссел 3, диода 4 и первого конденсатора 5. Параллельно первому конденсатору 5 подключена последовательна цепь, состо ща из транзистора 6 и первичной обмотки 7 трансформатора 8, вторична обмотка 9 которого через выпр митель 10 и фильтр 11 подключена к выходным выводам 12 и 13. Между общей точкой дроссел 3 и диода 4 и точкой соединени транзистора 6 с первичной обмоткой 7 включен второй конденсатор 14.

Однотактный преобразователь посто нного напр жени , построенный на основе двух транзисторных ключей с целью снижени напр жени на них (см. фиг. 2), отличаетс от рассмотренного ранее (см. фиг. 1) наличием второго транзисторного ключа 15, включенного в последовательную цепь с первым транзистором 6 и первичной обмоткой 7 трансформатора 8, двух рекупера- ционных диодов 16 и 17, подключенных к выводам первичной обмотки 7. При этом управл ющие выводы транзисторов 6 и 15 подключены к блоку управлени 18.

Вариант однотактного преобразовател напр жени с двум транзисторными ключами и двум демпфирующими цеп ми (см фиг. 3) содержит в дополнение к рассмотренному (см. фиг. 2) второй дроссель 1е. и второй диод 20, соединенные последовательно и включенные между входным вывось

СП

оо со

ND

СЛ

дом 2 и точкой соединени первого конденсатора 5 с транзистором 6, а также третий конденсатор 21, включенный между точкой соединени дроссел 19 с диодом 20 и транзистором 15.

Однотактный преобразователь посто нного напр жени (см. фиг. 1) работает следующим образом.

В установившемс режиме работы транзистор 6 попеременно находитс в открытом либо закрытом состо нии. Форма напр жени на нем показана на фиг. 4а. В течение открытого состо ни транзистора 6 (интервал ) происходит передача энергии от первого конденсатора 5 в трансформатор 8, при этом происходит нарастание тока в его первичной обмотке 7 (см. фиг. 46). Одновременно второй конденсатор 14 зар жаетс до напр жени на первом конденсаторе 5 (форма напр жени на конденсаторе 14 приведена на фиг. 4в).

В момент времени ti происходит закрытие транзистора 6. Далее в течение интервала /2-ts фронта нарастани напр жени на транзисторе 6 ток первичной обмотки 7 замыкаетс в цепь второго конденсатора 14 и диода 4. Таким образом обеспечиваетс сн тие динамической мощности с транзистора 6, т. е. главное нарастание напр жени при минимальном токе через транзистор . Форма тока через второй конденсатор 14 приведена на фиг. 4г. За интервал

ному с той лишь разницей, что на втором конденсаторе 14 присутствуют однопол рные импульсы напр жени с амплитудой, равной величине напр жени на первом конденсаторе 5. Таким образом, включение вто5 рого конденсатора 14 обеспечивает формирование траектории переключени первого транзистора 6. Область безопасной работы второго транзисторного ключа 15 может быть обеспечена за счет задержки его вы10 ключени относительно момента выключени первого транзистора 6 и создани режима запирани по цепи коллектор-база путем подключени рекуперационного диода 17 к управл ющему переходу транзистора 15. В однотактном преобразователе посто нного напр жени с двум транзисторными ключами и двум демпфирующими цеп ми (см. фиг. 3) осуществл етс формирование безопасных траекторий переключени обоих транзисторных ключей 6 и 15 с помощью

20 двух конденсаторов 14 и 21. В момент синхронного закрыти транзисторных ключей 6 и 15 ток первичной обмотки 7 трансформатора 8 замыкаетс в контур, состо щий из третьего конденсатора 21, второго диода 20, первого конденсатора 5, первого диода 4, второго конденсатора 14, первичной обмотки 7. При этом происходит разр д конденсаторов 14, 21 до нул . В момент синхронного открыти транзисторных ключей 6 и 15 образуетс контур, состо щий из вход15

25

второй конденсатор 14 зар жаетс „. ного источника, второго дроссел 19, третьедо обратного напр жени , равного обратному напр жению на первичной обмотке 7 транзистора 8.

В момент времени /4 происходит очередное открытие транзистора 6. При этом образуетс замкнутый контур, состо щий из включенных последовательно входного источника , транзистора 6, второго конденсатора 14 и дроссел 3. Ток дроссел переключаетс из диода 4 во второй конденсатор 14, вызыва его очередной перезар д до напр жени первого конденсатора (см. фиг. 4в, г). При достаточной величине индуктивности дроссел ток перезар да второго конденсатора 14 в течение интервала {,-/5 равен среднему току, потребл емому преобразователем от входного источника.

го конденсатора 21, транзистора 15, первого конденсатора 5, транзистора 6, второго конденсатора 14, дроссел 3. В цепи указанного контура замыкаетс ток дросселей 3 и 19, обеспечива зар д конденсаторов 21 и 14 „ до напр жени первого конденсатора 5 и тем самым подготовку их к работе в следующем цикле.

Claims

Формула изобретени

40 Однотактный преобразователь посто нного напр жени , содержащий дроссель, соединенный первым выводом с первым входным выводом преобразовател , а вторым выводом через диод - с первыми выводами первого конденсатора и первичной обмотки

На фиг. д показана форма тока через трансформатора, вторична обмотка которотранзистор 6, который на интервале включенного состо ни представл ет собой сумму токов первичной обмотки 7 и второго конденсатора 14.

го через выпр митель и фильтр соединена с выходными выводами преобразовател , причем второй вывод первого конденсатора непосредственно, а второй вывод первичной

Энерги , накопленна дросселем 3 в ин-обмотки трансформатора через транзистор

тервале /4- з за счет перезар да второго конденсатора 14, передаетс дросселем через открывающий диод 4 в первый конденсатор 5 и в течение следующих циклов используетс дл питани нагрузки.

Однотактный преобразователь посто нного напр жени с двум транзисторными ключами и одной демпфирующей цепью (см. фиг. 2) работает аналогично описанподключены к второму входному выводу преобразовател , отличающийс тем, что, с целью повышени КПД и надежности путем уменьшени пиковой мощности, рассеиваемой в транзисторе при его выключении, 55 в него введен второй конденсатор, включенный между вторым выводом дроссел и вторым выводом первичной обмотки трансформатора .

ному с той лишь разницей, что на втором конденсаторе 14 присутствуют однопол рные импульсы напр жени с амплитудой, равной величине напр жени на первом конденсаторе 5. Таким образом, включение вто5 рого конденсатора 14 обеспечивает формирование траектории переключени первого транзистора 6. Область безопасной работы второго транзисторного ключа 15 может быть обеспечена за счет задержки его вы0 ключени относительно момента выключени первого транзистора 6 и создани режима запирани по цепи коллектор-база путем подключени рекуперационного диода 17 к управл ющему переходу транзистора 15. В однотактном преобразователе посто нного напр жени с двум транзисторными ключами и двум демпфирующими цеп ми (см. фиг. 3) осуществл етс формирование безопасных траекторий переключени обоих транзисторных ключей 6 и 15 с помощью

0 двух конденсаторов 14 и 21. В момент синхронного закрыти транзисторных ключей 6 и 15 ток первичной обмотки 7 трансформатора 8 замыкаетс в контур, состо щий из третьего конденсатора 21, второго диода 20, первого конденсатора 5, первого диода 4, второго конденсатора 14, первичной обмотки 7. При этом происходит разр д конденсаторов 14, 21 до нул . В момент синхронного открыти транзисторных ключей 6 и 15 образуетс контур, состо щий из вход5

5

. ного источника, второго дроссел 19, третьего конденсатора 21, транзистора 15, первого конденсатора 5, транзистора 6, второго конденсатора 14, дроссел 3. В цепи указанного контура замыкаетс ток дросселей 3 и 19, обеспечива зар д конденсаторов 21 и 14 до напр жени первого конденсатора 5 и тем самым подготовку их к работе в следующем цикле.

Формула изобретени

Однотактный преобразователь посто нного напр жени , содержащий дроссель, соединенный первым выводом с первым входным выводом преобразовател , а вторым выводом через диод - с первыми выводами первого конденсатора и первичной обмотки

трансформатора, вторична обмотка которотрансформатора , вторична обмотка которого через выпр митель и фильтр соединена с выходными выводами преобразовател , причем второй вывод первого конденсатора непосредственно, а второй вывод первичной

обмотки трансформатора через транзистор

подключены к второму входному выводу преобразовател , отличающийс тем, что, с целью повышени КПД и надежности путем уменьшени пиковой мощности, рассеиваемой в транзисторе при его выключении, в него введен второй конденсатор, включенный между вторым выводом дроссел и вторым выводом первичной обмотки трансформатора .

Фиг. 2

Фиг.З

6)

J

УЪ