SU1713049A1

SU1713049A1 - Стабилизированный преобразователь

Info

Publication number: SU1713049A1
Application number: SU904794210A
Authority: SU
Inventors: Иван Александрович Фокин
Original assignee: Запорожский Научно-Исследовательский Институт Радиосвязи
Priority date: 1990-02-21
Filing date: 1990-02-21
Publication date: 1992-02-15

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питани радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретени - повышение КПД путем уменьшени динамических потерь в транзисторном ключе. Преобразователь содержит силовой транзисторный ключ 1, задающий генератор 2. управл ющий трансформатор 4. выходной трансформатор 9 с дополнительной обмоткой 10. обмоткой 21 обратной св зи и выходной обмоткой 22. , усилитель 18 рассогласовани , генератор 19 пилообразного напр жени , широтно-им- пульсный модул тор 20. В схему введен диод 17. а в трансформатор 9 введена обмотка 14. Динамические потери в транзисторном ключе снижаютс путем его форсированного запирани подачей на его базу через диод 17 отрицательного смещени от обмотки 14. 2 ил.•Ч^Ё

Description

GJ О

Ji О

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питани радиоэлектронной аппаратуры .

Известен стабилизированный источник посто нного напр жени , содержащий однотактный импульсный прербразователь с транзисторным ключом, вход которого зашунтирован дополнительным транзистором , задающий генератор с трансформатором , вспомогательна обмотка которого первым выводом соединена q дополнительным транзистором, усилитель посто нного тока, соединенный с широтно-импульсным модул тором, выход которого соединен с входом дополнительного транзистора и ограничительным резистором, подключенным к вспомогательной обмотке и к базе транзисторного ключа.

Недостатком известного стабилизатора вл етс наличие потерь из-за отсутстви синхронизма процессов в выходном трансформаторе с процессами во входной цепи, привод щее к снижению КПД и надежности устройства.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс стабилизированный преобразователь посто нного напр жени , содержащий транзисторный ключ, эмиттер которого соединен с первым входным выводом, а коллектор - с первым выводом первичной обмотки выходного трансформатора, второй вывод которой соединен с вторым входным выводом , вторична обмотка выходного трансформатора через выпр митель соединена с выходными выводами, которые соединены также с входом усилител напр жени рассогласовани , причем выходы усилител напр жени рассогласовани и генератора пилообразного напр жени соединены с входом широтно-импульсного модул тора, выход которого подключен к управл ющему входу шунтирующего транзистора, задающий генератор, выход которого подключен к первой обмотке трансформатора возбуждени , втора обмотка которого включейа между базой и эмиттером транзисторного ключа, первый вывод дополнительной обмотки трансформатора возбуждени соединен с коллектором шунтирующего транзистора, второй вывод подключен к первому выводу первой дополнительной обмотки выходного трансформатора, к эмиттеру шунтирующего транзистора и к одному из выходных выводов, при этом второй вывод первой дополнительной обмотки выходного трансформатора через: введенные последовательно соединенные диод и резистор подключен к коллектору Шунтирующего транзистора, а втора дополнительна обмотка выходного Трансформатора подключена к управл ющему входу генератора пилообразного напр жени .

Однако процесс запирани транзисторного ключа происходит пассивно, так как напр жение на его управл ющем электроде в процессе запирани становитс близким к нулю, но не мен ет знак, что увеличивает врем запирани и динамические потери.

Целью изобретени вл етс повышение КПД путем уменьшени динамических потерь в транзисторном ключе.

На фиг. 1 приведена схема преобразовател ; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Стабилизированный преобразователь содержит транзисторный ключ 1, задающий генератор 2, работающий-на обмотку 3 трансформатора 4, обмотка 5 которого подсоединена к переходу эмиттер-база силового транзистора 1, зашунтированного конденсатором 6, причем эмиттер транзистора 1 подсоединен также к первому входному выводу и к одному из питающих выводов задающего генератора 2. Коллектор силового транзистора 1 подключен через токовую обмотку 7 трансформатора 4 управлени и к одному выводу обмотки 8 выходного трансформатора 9, другой вывод которой подключен к второму входному выводу и к другому питающему выводу задающего генератора 2. Обмотка 10 выходного трансформатора 9 подключена через цепочку из последовательно соединенных диода 11 и резистора 12 к обмотке 13 трансформатора 4 управлени , один из выводов которой подключен к первому выходному вьиюду преобразовател , а другой вывод - к первому выводу обмотки 14 выходного трансформатора 9 и через диод ife - к коллектору шунтирующего транзистора 16, подключенного также через диод 17 к второму выиоду обмотки 14 трансформатора 9. Выходы усилител 18 рассогласовани и генератора 19 пилообразного напр жени подключены к входам широтно-импульсного модул тора 20, выход которого соединен с переходом эмиттер-база шунтирующего транзистора 16. Генератор 19 пилообразного напр жени подключен к обмотке 21 выходного трансформатора 9. Обмотка 22 трансформатора 9 через выпр митель 23 подключена к выходным выводам преобразовател .

Стабилизирующий преобразователь работает следующим образом.

При подаче входного напр жени включаетс задающий генератор 2, вырабатыва ющий короткие импульсы и работающий на

обмотку 3 трансформатора 4 управлени . Открываетс транзисторный ключ 1, управл ющий переход которого подключен к обмотке 5 трансформатора 4 управлени и подключает обмотку 8 трансформатора 9, включенную последовательно стоковой обмоткой 7 трансформатора 4 к источнику. На обмотке 10 трансформатора 9 наводитс напр жение , которое прикладываетс через провод щий диод 11 и резистор 12 к обмотке 13 трансформатора 4 управлени . Пол рность напр жени на обмотке 5 указанного трансформатора такова, что транзистор 1 будет оставатьс в открытом состо нии, несмотр на to, что короткий импульс с задающего генератора уже сн т. Токова обмотка 7 трансформатора 4 включена таким образом, что образуетс положительна обратна св зь, уменьшающа ток управлени обмотки 10 трансформатора 9. Транзисторный ключ 1 будет находитьс в насыщенном состо нии и в выходном трансформаторе 9 начинает накапливатьс энерги . Когда ток транзистора 1 достигает величины, при которой он выходит в линейный режим, то последний начинает закрыватьс . Пол рность напр жений обмоток трансформаторов 9 и 4 измен етс на противоположную , диод 11 переходит в непровод щее состо ние, так как напр жение на обмотке 10 трансформатору 9 больше по абсолютной величине напр жени обмотки 13 трансформатора 4. Напр жение обмотки 5 трансформатора 4 закрывает транзисто ный ключ 1. Энерги , накопленна в трансформаторе 9, через обмотку 22 и выпр митель 23 передаетс на выход преобразовател .

Стабилизацию выходного напр жени осуществл ют следующим образом.

Следующий короткий импульс с задающего генератора 2 открывает ключ 1, который подключает обмотку 8 трансформатор 9 к источнику. Напр жение, по вившеес на выходе преобразовател в предыдущий такт, подаетс на усилитель 18 рассогласовани , а с выхода последнего - на один из входов широтно-импульсного модул тора 20, на второй вход которого подаетс напр жение с выхода генератора 19 пилообразного напр жени , подключенного к обмотке 21 трансформатора 9. На выходе широтноимпульсного модул тора 20 по вл етс напр жение , открывающее транзистор 16. Диод 17 переходит в провод щее состо ние и подключает-таким образом обмотку 14 трансформатора 9 к обмотке 13 трансформатора 4, причем пол рность напр жени на обмотке 13 трансформатора 4 становитс противоположной бывшей, поэтому к базе

транзистора 1 прикладываетс отрицательное напр жение относительно эмиттера, что вызывает форсированное запирание транзистора 1. Пол рность напр жений, на

обмотках трансформатора 9 измен етс на противоположную, диоды 17 и 11 переход т в непровод щее состо ние на промежуток времени отдачи энергии, накопленной в трансформаторе 9, на выход преобразовател . Дл предотвращени самопроизвольного отпирани транзистора 1 энергией, накопленной в трансформаторе 4, служит диод 15, шунтирующий обмотку 13 трансформатора 4 через транзистор 16. Дл предотвращени включени силового транзистора 1 от случайных импульсных помех служит конденсатор 6, величина емкости которого выбираетс из услови наименьшего вли ни на процессы переключени транзистора 1 в сочетании с достижением наибольшей устойчивости от воздействи случайных импульсных помех. В момент времени to (фиг. 2) задающий генератор 2 включает транзисторный инвертор , длительность открытого состо ни (to-ti) которого определ етс длительностью выходного напр жени широтно-импульсного модул тора Увых 20. При изменении нагрузки, например при увеличении тока нагрузки, напр жение на выходе усилител рассогласовани Uie (изображенного штриховой линией) уменьшаетс , поэтому длительность выходного напр жени Увых 20 широтно-импульсного модул тора

увеличиваетс и становитс равной (), что вызывает увеличение энергии, накапливаемой в выходном трансформаторе, амплитуда пилообразного напр жени Uis увеличиваетс (обозначена штриховой линией ), поэтому увеличиваетс врем существовани низкого потенциала на транзисторе 1 - UKI, а значит и увеличиваетс количество накапливаемой и отдаваемой энергии выходным трансформатором 9,

поэтому выходное напр жение поддег)живаетс на неизменном уровне.

Транзисторный ключ 16 находитс в открытом состо нии на интервале (ti-t4) (дл

случа напр жени на выходе генератора пилообразного напр жени , изображенного сплошной линией). При этом на интервале времен-и (ti-tz) открыт диод 17 и происходит форсированное запирание

транзисторного ключа 1 обратным напр жением обмотки 14 трансформатора 9.

На интервале времени (t2-t4) в провод щем состо нии находитс диод 15, шунтирующий обмотку 13 трансформатора 4 и предотвращающий открывание транзисторного ключа 1 энергией, накопленной в трансформаторе 4.

Таким образом, в предлагаемом преобразователе уменьшаютс динамические потери вследствие форсированного запирани транзисторного ключа при одновременном уменьшении статичес|сих потерь из-за пропорционально-токового регулировани отпирани указанного ключа при изменении нагрузки, что приводит к увеличению КПД.

Claims

Формула изобретение Стабилизированный преобразователь, содержащий транзисторный ключ, эмиттер которого соединен с первым входным выводом , второй входной вывод соединен с первым выводом первичной обмотки выходного трансформатора, вторична обмотка выходного трансформатора через выпр митель соединена с выходными выводами, которые соединены также с входом усилител рассогласовани , причем выходы усилител напр жени рассогласовани и генератора пилообразного напр жени соединены с

входами широтно-импульсного модул тора, выход которого подключен к входу шунтирующего транзистора, задающий генератор коротких импульсов, выход которого подключен к первой обмотке трансформатора управлени , втора обмотка которого подключена между базой и эмиттером транзисторного ключа, а треть обмотка соединена через цепочку из последовательно соединенных диода и резистора с третьей обмоткой выходного трансформатора, причем одна из точек соединени указанных обмоток соединена с одним из входных выводов, четверта обмотка выходного трансформатора подключена к управл ющему входу генератора пилообразного напр жени , отличающийс тем, что, с целью повышени КПД путем уменьшени динамических потерь в транзисторном ключе, в выходной трансформатор введена дополнительна обмотка, один из концов которой подключен к одному выводу первой обмотки трансформатора управлени , а другой вывод подключен через введенный диод к коллектору шунтирующего транзистора.