SU1742955A1 - Преобразователь напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  создани  вторичных источников питани  с бестрансформаторным входом, магнитно-транзисторных ключей и других устройств силовой автоматики, Сущность изобретени : в преобразователе в цепь эмиттера силового транзистора 3 включены последовательно быстродействующий диод 10, врем  восстановлени  обратного сопротивлени  которого меньше времени рассасывани  неосновных носителей в базе силового транзистора 3 управл юща  обмотка 11, включенна  встречно по отношению к первичной обмотке 5 и соединенна  с базой через регул тор- ограничитель 12 тока базы. К цепи базы подключен коммутирующий узел 15, состо щий из коммутирующего диода 16, выключающей обмотки, котора  через коммутирующий тиристор, управл емый от датчика 13 тока или узла 8 стабилизации выходного напр жени , подключгв1с  встречно к управл ющей обмотке 11 и прерывает протекание тока эмиттера силового транзистора 3 В преобразователе реализуетс  эмиттерна  коммутаци  совместно с пропорц/юнально-токовым управлением что позвол ет повысить КПД и надежность исключив при этом возможность по влени  вторичного пробо  силового транзистора 2 з.п.ф-лы 3 ил сл С

Description

ь- змЗ

Ч

Изобретение относитс  к электронике и может быть использовано дл  создани  вторичных источников питани  с бестрансфор- маторым входом, магнитно-транзисторных ключей, регул торов и других устройств силовой автоматики.

Известны бестрансформаторные источники вторичного электропитани  на основе обратных преобразователей напр жени .

Регулирование выходной мощности в таких источниках осуществл етс  регулированием уровн  порога выключени  линей- нонарастающего тока намагничивани  первич.юй обмотки силового трансформатора . При этом силовой транзистор преобразователч переводитс  из режима насыщени  в активный режим путем шунтировани  насыщающего базового тока.

, Данный вид коммутации неэффективен, так как отсутствует форсированное выключение силового транзистора, велики потери на выключении, область безопасной работы ограничена, и в целом схема обладает низким КПД.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сути  вл етс  устройство питани  цветных телевизоров типа ЗУСЦТ представл ющие собой однотактный преобразователь с обратным включением выпр мительных диодов состо щий из

N5

СЛ

сл

устройства запуска, устройства стабилизации и защиты, блокинг-генератора и выходных выпр мителей.

Запирание силового транзистора блокинг-генератора осуществл етс  подачей обратного смещени  на базо-эмиттерный переход от предварительно зар женного конденсатора при замыкании тиристорного ключа устройства стабилизации и защиты.

Указанное устройство имеет низкий КПД, низкие рабочие частоты и ненадежно ввиду того, что врем  рассасывани  неосновных носителей в базе существенно зависит от степени насыщени  силового транзистора, отсутствует форсированное рассасывание базо-коллекторного перехода , велики динамические потери на выключение , возникают  влени  вторичного пробо  область безопасной работы смещаетс  в сторону меньших предельных значений коллекторного напр жени .

Цель изобретени  - повышение надежности и КПД.

Цель достигаетс  тем, что в преобразователь посто нного напр жени , содержащий входной выпр митель с фильтром, первичную обмотку силового трансформатора , соединенную одним концом с положительным выводом входного выпр мител , силовой транзистор, коллектором соединенный с другим выводом первичной обмотки , датчик тока силового транзистора, узел запуска, соединенный с базой силового транзистора, вторичную обмотку с выходным выпр мителем и фильтром, устройство стабилизации выходного напр жени , входом подключенное к выходному выпр мителю , введены быстродействующий диод, включенный в цепь эмиттера силового транзистора , управл юща  обмотка, включенна  между быстродействующим диодом и датчиком тока, встречно по отношению к первичной обмотке, регул тор-ограничитель тока базы, включенный между базой силового транзистора и управл ющей обмоткой , диодный фиксатор из нескольких последовательно соединенных диодов, число которых выбрано из услови  обеспечени  смещени  базо-эмиттерного перехода силового транзистора при включении, подключенных анодом первого диода к базе силового транзистора, катодом последнего диода к отрицательному выводу входного выпр мител , коммутирующий узел, обеспечивающий прерывание тока эмиттера силового транзисторов путем запирани  введенного быстродействующего диода, состо щий из последовательно соединенных коммутирующего диода, выключающей обмотки с числом витков прерывающим числом витков управл ющей обмотки, и тиристора , при этом анод коммутирующего диода соединен с базой силового транзистора, выключающа  обмотка подключена встречно к управл ющей обмотке через тиристор, цепи управлени  которого соединены с датчиком тока и с выходом устройства стабилизации .

Кроме того, дл  повышени  быстродей0 стви  преобразовател  и пропорционально токового управлени  силовым транзистором регул тор-ограничитель тока базы состоит из n-p-п транзисторного источника тока с нелинейной обратной св зью в виде

5 фиксирующего диода, подключенного анодом к базе транзисторного источника тока, а катодом - к коллектору силового транзистора , и шунтирующего диода, предназначенного дл  выключени  транзисторного

0 источника тока, подключенного анодом к базе транзисторного источника тока, а катодом к кзтоду введенного коммутирующего диода.

Кроме того, дл  уменьшени  потерь и

5 дл  создани  более высокого запирающего потенциала на катоде быстродействующего диода управл юща  обмотка образована из двух секций: основной и дополнительной, причем датчик тока включен к разрыв между

0 секци ми, а катод тиристора подключен к точке соединени  датчика тока и дополнительной секции, другой вывод дополнительной секции подключен к отрицательному выводу входного выпр мител  и к цепи сме5 щени  транзисторного источника тока, цепь коллектора транзисторного источника тока подсоединена к основной секции управл ющей обмотки.

На фиг.1 представлена электрическа 

0 схема преобразовател  напр жени ; на фиг. 2 - фрагмент преобразовател ; на фиг. 3 - то же.

Преобразователь содержит входной выпр митель 1 с фильтром, подключенный к

5 входному источнику напр жени  ЕВх, узел запуска 2, силовой транзистор 3, силовой трансформатор 4 с первичной обмоткой 5, вторичную обмотку 6, выходной выпр митель 7 с фильтром, устройство 8

0 стабилизации выходного напр жени , демпфирующую цепочку 9, быстродействующий диод 10, управл ющую обмотку 11 силового трансформатора, включенную встречно по отношению к первичной обмот5 ке, регул тор-ограничитель 12 тока базы, ре- зистивный датчик 13 тока, диодный фиксатор 14, коммутирующий узел 15 из последовательного соединенных коммутирующего диода 16, выключающей обмотки 17 силового трансформатор и тиристора 18,

причем управл ющий электрод тиристора св зан с резистивным датчиком тока и с устройством стабилизации выходного напр жени .

Регул тор-ограничитель 12 тока базы состоит из n-p-п транзисторного источника 21 тока, фиксирующего диода 22. шунтирующего диода 23.

Управл юща  обмотка 11 разделена на две секции:основную 19 и дополнительную 20, причем резистивный датчик тока включен между секци ми, а катод тиристора коммутирующего узла подсоединен к точке соединени  резистивного датчика тока и дополнительной секции управл ющей обмотки , другой вывод дополнительной секции подключен к отрицательному выводу входного выпр мител .

Преобразователь напр жени  работает следующим образом.

При подаче с входного источника напр жени  Евх на входной выпр митель 1 через узел запуска 2 осуществл етс  первоначальное смещение силового транзистора 3. Через первичную обмотку 5 силового трансформатора 4 начинает протекать коллекторный ток силового транзистора. В управл ющей обмотке 11 ьзводитс  ЭДС, пол рность которой такова, что через регул тор-ограничитель тока 12 базы в базу силового транзистора начинает протекать ток, и за счет положительной обратной св зи силовой транзистор насыщаетс . Если в регул торе-ограничителе тока базы используетс  транзисторный источник 21 тока, то за счет непинейной обратной св зи с помощью фиксирующего диода 22 осуществл етс  пропорционально токовое управление силовым транзистором, а уменьшение потерь в транзисторном источнике тока достигаетс  за счет подключени  его к основной секции 19 управл ющей обмотки.

При открытом силовом транзисторе ди- одныйфиксатор 14 находитс  под обратным смещением за счет управл ющей обмотки 11 и не вли ет на работу силового транзистора .

Ток, протекающий через силовой транзистор , создает на резистивном датчике 13 тока падение напр жени , приложенного к управл ющему выводу тиристора 18. но не привод щее к открыванию тиристора при номинальных токах силового транзистора. При повышении тока коллектора силового транзистора выше определенной величины, а также в случае воздействи  сигнала с узла 8 стабилизации выходного напр жени , тиристор 18 открываетс  и напр жение выключающей обмотки 17 прикладываетс  встречно напр жению основной секции 19

управл ющей обмотки, а также запирающей пол рностью прикладываетс  к быстродействующему диоду 10 и базовому эмиттерному переходу открытого силового

транзистора. Поскольку врем  восстановлени  обратного сопротивлени  быстродействующего диода меньше времени рассасывани  неосновных носителей в базе силового транзистора, быстродействующий

0 диод закрываетс , прерыва  тем самым ток эмиттера силового транзистора. Если в регул торе-ограничителе 12 тока базы использовалс  транзисторный источник 21 тока, то при срабатывании коммутирующего узла

5 12, выключение транзисторного источника тока осуществл етс  через шунтирующий диод 23.

После закрывани  быстродействующего диода коллекторный ток силового транзи0 стора переключаетс  в его базовую цепь и способствует форсированному рассасыванию неосновных носителей и запиранию ба- зо-коллекторного перехода. Происходит смена пол рностей напр жени  на обмот5 ках, ЭДС управл ющей обмотки прикладываетс  запирающей пол рностью к быстродействующему диоду, причем дополнительна  секци  20 управл ющей обмотки создает дополнительный запирающий по0 тенциал.

Окончательный спад коллекторного тока и протекание обратного коллекторного тока закрытого силового транзистора осуществл етс  через диодный фиксатор 14.

5Закрытое состо ние транзисторного источника 21 тока поддерживаетс  за счет обратного смещени  его базоэмиттерного перехода.

Использование предлагаемого устрой0 ства позвол ет осуществить эмиттернуо коммутацию силового транзистора с использованием диода без применени  дополнительных высокочастотных транзисторных ключей, повысить надежность, упро5 стить схему, снизить потери на выключение, повысить диапазон рабочих частот за счет комбинированного использовани  методов пропорционально-токового управлени  и эмиттерной коммутации, увеличить КПД

0 преобразовател , осуществить эффективное регулирование и защиту, исключить  вление вторичного пробо , расширить область безопасной работы силового транзистора вплоть до предельных значений на5 пр жени  Укб.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Преобразователь напр жени , содержащий входной выпр митель с фильтром, первичную обмотку силового трансформатора соединенную первым выводом с положительным выводом входного выпр мител , силовой транзистор, соединенный коллектором с другим выводом первичной обмотки, датчик тока силового транзистора, узел запуска, соединенный с базой силового транзистора, вторичную обмотку силового трансформатора через выходной выпр митель с фильтром, подключенную к выходным выводам,подсоединенным к входу узла стабилизации выходного напр жени , о т л и - чающийс  тем, что, с целью повышени  надежности и КПД, в него введены быстродействующий диод, анодом подключенный к эмиттеру силового транзистора, а катодом - к цепи управл ющей рбмотки, включенной последовательно с датчиком тока, встречно по отношению к первичной обмотке, регул тор-ограничитель тока базы, шунтирующий базоэмиттерный переход, быстродействующий диод и цепь управл ющей обмотки, диодный фиксатор из нескольких последовательно соединенных диодов, число которых выбрано из услови  обеспечени  смещени  базоэмиттерного перехода силового транзистора при включении, включен- ный между базой силового транзистора и отрицательным выводом входного выпр мител , коммутирующий узел, состо щий из

   гг

   п

   -%

   е., i V.. J

   ПР1

   Ш

   последовательно соединенных коммутирующего диода, выключающей обмотки и тиристора , при этом анод коммутирующего диода подключен к базе силового транзистора , при этом выключающа  обмотка соединена встречно последовательно с цепью управл ющей обмотки через тиристор, цепь управлени  которого соединена с датчиком тока и с выходом узла стабилизации.
2. 2. Преобразователь по п. отличающийс  тем, что дл  повышени  быстродействи  путем пропорционально-токового управлени  силовым транзистором, регул тор-ограничитель тока базы состоит из транзисторного источника тока, фиксирующего диода и шунтирующего диода, причем катод фиксирующего диода соединен с коллектором силового транзистора, катод шунтирующего диода соединен с катодом коммутирующего диода, аноды фиксирующего и шунтирующего диодов подсоединены к базе транзисторного источника тока

   3 Преобразователь по пп 1 и 2, о т л и- чающийс  тем, что дл  уменьшени  потерь, цепь управл ющей обмот ки состоит из двух секций основной и дополнительной между которыми включен датчик тока

   4

   1

   F

   Фиг.2