SU1741244A1 - Преобразователь посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

Использование в источниках питани  радиоэлектронной аппаратуры Сущность изобретени : преобразователь содержит силовые транзисторы 1 и 2. эмиттеры которых объединены и подключены к средней точке обмотки З трансформатора возбуждени  4 и к первому входному выводу. Коллекторы транзисторов 1 и 2 соединены с крайними выводами первичной обмотки 5 выходного трансформатора 6, средн   точка которой соединена со вторым входным выводом. Базы силовых транзисторов 1 и 2 соединены через резисторы 7 и 8 с крайними выводами обмотки 3 трансформатора возбуждени  4, соединенными через диоды 9 и 10 с эмиттерами вспомогательных транзисторов 11 и 12. базы которых соединены с базами силовых транзисторов 1 и 2. а коллекторы соединены между собой. В устройстве организована защита от сквозных токов силовых транзисторов 1 и 2 за счет введени  автоматической задержки их отпирани  и увеличени  их токов запирани . 1 ил. сл с

Description

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

Известен преобразователь посто нного напр жени , содержащий инверторную  чейку с выходным трансформатором с нулевой точкой, выполненную на силовых транзисторах, коллекторы которых присоединены к концам первичной обмотки выходного трансформатора, управл ющие входы подключены к выхо ду задающего генератора и зашунтированы силовыми цеп ми вспомогательных транзисторов, управл ющие переходы которых подсоединены к соответствующим первым резисторам, а базы - к одним из концов вторых резисторов.

другие концы вторых резисторов подключены к коллекторам силовых транзисторов противоположных плеч.

Однако в известном преобразователе существуют потери вследствие зат гивани  процесса запирани  транзисторов через резисторы в базовых цеп х силовых транзисторов .

Известен также двухтактный транзисторный инвертор, содержащий силовые транзисторы, одни из силовых выводов которых подключены к выходному трансформатору , а управл ющие переходы через силовые цепи дополнительных транзисторов - к обмоткам управлени , причем база каждого дополнительного транзистора подjvl

Ј

to .fc.

i

ключена через резистор к базе силового транзистора противоположного плеча.

Недостатком известного преобразовател   вл етс  низка  скорость запирани  силовых транзисторов, что увеличивает динамические потери, снижающие КПД.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  транзисторный инвертор, содержащий двухтактный усилитель мощности, эмиттеры силовых транзисторов которого объединены и подключены к отводу от средней точки вторичной обмотки выходного трансформатора задающего генератора, а базы силовых транзисторов через резисторы подключены к крайним выводам этой обмотки, дополнительные транзисторы, и две пары диодов, причем каждый дополнительный транзистор выбран с проводимостью того же типа, что и силовой транзистор, и подключен эмиттером к крайнему выводу указанной обмотки данного плеча схемы, базой к базе силового транзистора этого же плеча схемы, а коллектором через диод первой пары к базе силового транзистора другого плеча схемы, а к каждому дополнительному транзистору включен встречно-параллельно диод первой пары,

В известном устройстве снижены динамические потери за счет шунтировани  базовых резисторов силовых транзисторов переходами эмиттер-база дополнительных транзисторов.

Однако выбор напр жени  на обмотке трансформатора возбуждени  в таком устройстве ограничен величиной допустимого напр жени  эмиттер-база дополнительных транзисторов, так как в течение переходного процесса выключени  силового транзистора к эмиттерному переходу обесточенного дополнительного транзистора прикладываетс  напр жение с полуобмотки трансформатора возбуждени  в обратном направлении. Величина допустимого напр жени  эмиттер-база большинства быстродействующих транзисторов, которые могут быть использованы в качестве дополнительных , ограничена единицами вольт, поэтому в результате падени  напр жени  на диоде первой пары, а также падени  напр жени  коллектор-эмиттер отпертого дополнительного транзистора могут возникнуть услови  неполной компенсации отпирающего напр жений на базе ранее отпертого силового транзистора, т.е. услови  протекани  сквозных токов через силовые транзисторы, снижающие КПД.

Кроме того, степень форсировани  скорости запирани  силовых транзисторов также ограничена величиной напр жени  на

обмотке трансформатора возбуждени , котора  не может быть выбрана большой ввиду ограничени  выбора допустимого напр жени  на эмиттерных переходах дополнительных быстродействующих транзисторов .

Цель изобретени  - повышение КПД путем улучшени  условий защиты силовых транзисторов от сквозных токов, а также

0 увеличени  токов запирани  силовых транзисторов .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в преобразователе посто нного напр жени , выполненном по двухтактной схеме со сред5 ним выводом первичной обмотки выходного трансформатора, управл ющие переходы силовых транзисторов которого через базовые резисторы подключены к соответствующим обмоткам трансформатора управле0 ни , содержащем вспомогательные транзисторы , базоэмиттерные переходы которых подключены к базовым резисторам, и диоды , последние включены согласно-последовательно в эмиттерные цепи вспомога5 тельных транзисторов, коллекторы которых соединены друг с другом,

Предлагаемое устройство обеспечивает улучшение условий блокировани  отпирани  запертого ранее силового транзистора

0 на врем , необходимое дл  запирани  ранее открытого силового транзистора, выбором большего значени  напр жени  на обмотке трансформатора возбуждени  при одновременной защите переходов эмит5 тер-база вспомогательных транзисторов от приложени  обратного напр жени , В устройстве-прототипе величина напр жени  на обмотке трансформатора возбуждени  ограничена допустимым обратным напр 0 жением эмиттер-база вспомогательных транзисторов, Поэтому вследствие падени  напр жений коллектор-эмиттер отпертого вспомогательного транзистора, а также падени  напр жени  провод щего диода гэр5 вой пары существуют услови  дл  неполной компенсации отпирающего напр жени  на базе ранее запертого транзистора во врем  переходного процесса запирани  открытого ранее силового транзистора, т.е услови 

0 дл  протекани  сквозных токов через силовые транзисторы, снижающие КПД.

В предлагаемом преобразователе посто нного напр жени  напр жение на обмотке трансформатора возбуждени  может

5 быть выбрано большим по величине, так как переходы эмиттер-база вспомогательных транзисторов защищены от приложени  обратного напр жени  диодами, поэтому база отпираемого транзистора оказываетс  на- дежно заблокированной на врем  переходного процесса запирани  другого транзистора , что исключает сквозные токи через силовые транзисторы и повышает КПД, Кроме того, увеличение напр жени  на обмотке трансформатора возбуждени  увеличивает ток запирани  силовых транзисторов, что уменьшает врем  переходного процесса переключени  транзисторов,

Положительный эффект заключаетс  в повышении КПД двухтактного транзисторного преобразовател  путем улучшени  условий блокировани  отпирани  открытого ранее силового транзистора на врем  переходного процесса запирани  открытого ранее силового транзистора путем увеличени  напр жени  на обмотке трансформатора возбуждени  и уменьшени  таким образом вли ни  суммы падений напр жений на диоде и между коллектором и эмиттером отпертого вспомогательного транзистора, а также путем увеличени  тока запирани , что уменьшает врем  переключени  транзистора . Причем величина напр жени  на обмотке трансформатора возбуждени  ограничена только допустимым напр жением база-эмиттер силовых транзисторов, величина которого больше, чем допустимое напр жение база-эмиттер вспомогательных маломощных быстродействующих транзисторов.

В известном же устройстве выбор величины напр жени  на обмотке трансформатора возбуждени  ограничен допустимым обратным напр жением база-эмиттер вспомогательных транзисторов, имеющим меньшее значение, чем в предлагаемом устройстве , поэтому существуют услови  дл  неполной компенсации отпирающего напр жени  на базе отпираемого транзистора во врем  переходного процесса запирани  ранее открытого транзистора, те услови  протекани  сквозных токов, снижающих КПД.

На чертеже изображена электрическа  схема преобразовател  посто нного напр жени .

Преобразователь содержит силовые транзисторы 1 и 2, эмиттеры которых объединены и подключены к средней точке обмотки 3 трансформатора 4 возбуждени  и к первому входному выводу. Коллекторы транзисторов 1 и 2 соединены с крайними выводами первичной обмотки 5 выходного трансформатора 6, средн   точка которой соединена с вторым входным выводом, базы силовых транзисторов 1 и 2 соединены через резисторы 7 и 8 с крайними выводами обмотки 3 трансформатора 4 возбуждени , соединенными через диоды 9 и 10 с эмиттерами вспомогательных транзисторов 11 и

12, базы которых соединены с базами силовых транзисторов 1 и 2, а коллекторы соединены между собой.

На вторичной обмотке 13 выходного трансформатора 6 подключена нагрузка 14, Преобразователь работает следующим образом,

Напр жение возбуждени  с обмотки 3 трансформатора 4 возбуждени  поступает

через резисторы 7и8 на базы силовых транзисторов 1 и 2 Предположим, что на начало1 обмотки 3 трансформатора 4 возбуждени  наводитс  минус, а на конце - плюс, силовой транзистор 1 открыт, а силовой

транзистор 2 закрыт (пол рность без скобок ). При этом диод 9 и вспомогательный транзистор 11 закрыты и ток базы транзистора 1 определ етс  резистором 7 При перемене пол рности напр жени  на концах обмотки 3 трансформатора 4 возбуждени  (пол рность в скобках) к базе транзистора 1 прикладываетс  отрицательное напр жение относительно своего эмиттера Диод 9 при этом переходит в

провод щее состо ние, а вместе с ним переходит в провод щее состо ние переход эмиттер-база транзистора 11. который отпираетс , что увеличивает скорость запирани  транзистора 1. В течение времени

переходного процесса запирани  транзистора 1 происходит блокирование отпирани  транзистора 2, так как на базу этого транзистора подаетс  запирающее напр жение , существующее на конце обмотки 3

трансформатора 4, через цепочку из последовательно включенных диода 9, силовых электродов открытого транзистора 11 и пр - мосмещенного перехода коллектор-база транзистора 12. Диод 10 оказываетс  в непровод щем состо нии, и положительное напр жение, поступающее с начала обмотки 3 трансформатора 4, падает на резисторе 8 и не достигает базы транзистора 2. При этом напр жени  на половинах обмотки 3

трансформатора 4 выбирают из услови 

U3 1 U3-2 ибэдоп 11бэдоп2

где 11з-1, Us-2 - напр жени  на половинах обмотки 3 трансформатора 4:

иб,доп1, ибэдоп2 - допустимые напр жени  база-эмиттер транзисторов 1 и 2.

При таком выборе напр жений на обмотке 3 трансформатора 4 увеличиваетс  ток запирани  транзистора 1 или 2, уменьшаетс  врем  их запирани , что уменьшает врем  просечек импульсов выходного напр жени , привод щее к увеличению КПД. Условие защиты силовых транзисторов 1 и 2 от перегрузки во врем  переходных процессов их запирани :

ГЭ + Г|сд11 +ГК612 ГЮ + ГКэ12 х

ReR

где гэ, гю - сопротивлени  диодов 9 и 10 в провод щем состо нии;

Гкэ11, гКЭ12 - сопротивлени  коллектор эмиттер открытых транзисторов 11 и 12;

Гкб11, гкб12 - сопротивлени  пр мосме- щенных переходов коллектор-база транзисторов 11 и 12.

При выполнении указанного услови  напр жение на базе относительно своего эмиттера одного из транзисторов 1 или 2 во врем  переходного процесса запирани  другого равно нулю или отрицательно.

После запирани  силового транзистора 11 резко уменьшаетс  ток его базы, диод 9 и транзистор 11 закрываютс  и, как следствие , снимаетс  блокирование базы транзистора 2, который открываетс  через резистор 8.

Таким образом, включение блокирующих диодов последовательно с эмиттерны- ми переходами вспомогательных транзисторов позвол ет увеличить напр жение на

-

5

10

15

20

25

обмотке трансформатора возбуждени , улучшает условие блокировани  отпирани  одного силового транзистора на врем  переходного процесса запирани  другого, а также уменьшает значение этого времени, что увеличивает КПД двухтактного транзисторного инвертора.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Преобразователь посто нного напр жени , выполненный по двухтактной схеме со средним выводом первичной обмотки выходного трансформатора, управл ющие ба- зоэмиттерные переходы силовых транзисторов которого через базовые резисторы подключены к соответствующим обмоткам управлени , содержащий вспомогательные транзисторы, базоэмиттёрные переходы которых подключены к базовым резисторам, диоды, отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД, указанные диоды включены согласно последовательно в эмиттерные цепи вспомогательных транзисторов, коллекторы которых соединены друг с другом.

   -М