SU1758815A1 - Однотактный преобразователь с обратным включением выпр мительного диода - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к источникам вторичного электропитани  импульсной осветигельной аппаратуры Цель изобретени  - повышение стабильности выходной мощности устойчивости и КПД устройства Однотактныи преобразователь с обратным включением выпр мительного диода содержит датчик ) тока, трансформатор 2, транзисторный ключ 3, компаратор 4. выпр мительный диод 5 резистор 6 смещени , выводы 7,8 источника питани , два резистора 9, 11 стабилитрон 10, накопительный конденсатор 12, дополнительный диод 13 2 з п ф-лы, 2 ил

Description

(Л

с

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к источникам вторичного электропитани  импульсной осветительной аппаратуры.

Целью изобретени   вл етс  повышение стабильности выходной мощности, устойчивости и КПД устройства.

на фиг 1 представлена схема однотакт- ного преобразовател  с обратным включением выпр мительного диода на фиг 2 - схема преобразовател  с дополнительным диодом

Преобразователь содержит датчик 1 тока , трансформатор 2, транзисторный ключ 3, образующие с первичной оЬмоткой трансформатора 2 последовательную цепь, при этом коллектор транзисторного ключа 3 соединен с первым выводом первичной обмотки трансформатора, компаратор 4, первым входом соединенный с первым выводом вторичной обмотки трансформатора

2, а вторым - с первым выводом датчика 1 тока, выпр мительный диод 5, обратно включенный между вторым выводом вторичной обмотки трансформатора 2 и первой выходной клеммой, резистор 6 смещени , первым выводом подключенный к базе транзисторного ключа 3 и выводу компаратора 4, последовательно соединенные между первым и вторым выводами 7 8 источника питани  первый резистор 9 п стабилитрон 10, второй вывод датчика 1 тока соединен сточкой соединени  стабилитрона Юи первого вывода 7 источника питани  второй резистор 11, включенный между первым выводом вторичной обмотки трансформатора 2 и точкой соединени  первого резистора 9 с выводом cYa6wniTpOHa 10 Эмиттер транзисторного ключа 3 соединен с вторым выводом резистора 6 смещени , вторым выводом 8 источника питани  и второй выходной клеммой, первый вывод датсл

00

со

СП

чика 1 тока соединен с вторым выводом первичной обмотки трансформатора 2. Между первой и второй выходными клеммами включен накопительный конденсатор 12, а между первым выводом вторичной обмотки трансформатора 2 и первым выводом 7 источника питани  включен дополнительный диод ИЗ-.

Устройство работает следующим образом .

При подаче на выводы 7, 8 источника питани  напр жени  в первый момент ток через датчик 1 тока не протекает, и между выходными потенциальными выводами компаратора 4 устанавливаетс  напр жение , равное напр жению стабилизации стабилитрона 10. Благодар  этому компаратор 4, а через него и транзисторный ключ 3 открываютс , и через первичную обмотку трансформатора 2 начинает протекать ток. При указанном на фиг. 1, 2 включении обмоток трансформатора пол рность напр жени  на его вторичной обмотке такова, что выпр мительный диод находитс  в закрытом состо нии, и через первичную обмотку трансформатора 3 и датчик Т тока протекает линейно нарастающий ток. величина которого определ етс  соотношением

I - -j t + обр

п f/г + 0бр

где Е - напр жение источника питани ;

L - индуктивность первичной обмотки трансформатора 2;

t - текущее врем ;

1обр обратный ток выпр мительного диода 5;

п - коэффициент трансформации трансформатора 2;

1/г- ток намагничивани  трансформатора 2.

В магнитном поле трансформатора 2 при этом накапливаетс  энерги , равна 

2

Обратный ток выпр мительного диода 5, протека  по второму резистору 11, увеличивает напр жение между вторым входным потенциальным выводом компаратора 4 и первым выводом 7 источника питани  до значени 

UCT -1 1обр R2.

где UCT - напр жение стабилизации опорного стабилитрона 10;

R2 - сопротивление второго резистора 11.

При достижении током в первичной обмотке трансформатора 2 величины, при которой напр жение на датчике 1 тока становитс  равным Ucr + обр R2. напр жение между входными потенциальными выводами компаратора 4 оказываетс  равным нулю; компаратор 4 и транзисторный ключ

3 закрываютс , и ток через первичную обмотку трансформатора 2 прерываетс . Значениетоканамагничивани  трансформатора 2 прерываетс , в момент закрывани  транзисторного ключа 3 будет

равно

R

- п

дат

обр ,

где Rflar - сопротивление резистивного датчика 1 тока, и в магнитном поле трансформатора 2 будет запасена энерги , равна 

jLi

2

При прерывании тока в первичной обмотке трансформатора 2 ЭДС на обмотках трансформатора 2 мен ет пол рность и выпр мительный диод 5 переходит в открытое состо ние. Запасенна  в магнитном поле трансформатора 2 энерги  передаетс  в накопительный конденсатор 12. При этом напр жение между потенциальными выводами компаратора 4 мен ет пол рность на противоположную относительно первоначальной и поддерживает закрытым компаратор. Резистор 6 смещени  поддерживает закрытым транзисторный ключ 3. Ток зар да накопительного конденсатора 1

во времени падает от значени  Макс:пД° значени , при котором напр жение между входными потенциальными выводами компаратора 4 мен ет пол рность, после чего компаратор 4 и транзисторный ключ 3 открываютс .

Ток рассасывани  избыточного зар да из базы выпр мительного диода 5, протекающий во вторичной обмотке трансформатора 2 после открывани 

транзисторного ключа 3, создает на рези- сторном датчике 1 тока падение напр жени , равное (рас TV Рдат, где lpac - ток рассасывани  избыточного зар да выпр - мительного диода 5. Но в то же врем  порог

переключени  компаратора 4 увеличиваетс  на величину lpac R2, что снижает веро тность переключени  компаратора 4 от броска тока в первичной обмотке трансформатора 2 при открывании транзисторного ключа 3.

Таким образом, достигаетс  уменьшение вли ни  обратного тока выпр мительного диода, измен ющегос  при воздействии дестабилизирующих факторов , на максимальное значение тока намагничивани  трансформатора и снижаетс  веро тность переключени  компаратора от броска тока в первичной обмотке трансформатора при открывании транзисторного ключа, что позвол ет повысить стабильность выходной мощности и устойчивость работы устройства.

При выполнении услови  R2 Рдат -п вли ние обратного тока выпр мительного диода на максимальное значение тока намагничивани  трансформатора исключаетс  полностью, и устран етс  переключение усилител  от броска в первичной обмотке трансформатора при открывании транзисторного ключа.

Дл  повышени  КПД устройства между точкой соединени  первого входного потенциального вывода усилител , вывода вторичной обмотки трансформатора и второго резистора 11 и первым выводом 7 источника питани  может быть включен дополнительный диод 13, направление которого совпадает с направлением включени  выпр мительного диода 5 (фиг.2).

Устройство на фиг.2 работает аналогично устройству на фиг.1 и равнозначно устройству на фиг.1 по стабильности выходной мощности и устойчивости работы. Включение же дополнительного диода 13 между точкой соединени  первого входного потенциального вывода компаратора 4, вывода вторичной обмотки трансформатора 2 и второго резистора 11 и первым выводом 7 источника питани  позвол ет повысить КПД устройства благодар  исключению протекани  через второй резистор 11 тока вторичной обмотки трансформатора 2 во врем  отдачи в нагрузку энергии, запасенной в магнитном поле трансформатора 2.

Claims (3)

1. Однотактный преобразователь с обратным включением выпр мительного диода , содержащий датчик тока, трансформатор, транзисторный ключ, образующие с первичной обмоткой трансформатора последовательную цепь, при этом коллектор транзисторного ключа соединен с первым выводом первичной обмотки трансформатора , компаратор, первым входом соединенный с первым выводом вторичной обмотки трансформатора, а вторым входом - с первым выводом датчика тока, выпр мительный диод, обратно включенный между

вторым выводом вторичной обмотки трансформатора и первой выходной клеммой, резистор смещени , первым выводом подключенный к базе транзисторного ключа и выводу компаратора, последовательно соединенные и включенные между первыми и вторыми выводами источника питани  первый резистор и стабилитрон, второй вывод датчика тока соединен с точкой соединени  стабилитрона и первого вывода источника питани , о т л и чающеес  тем, что, с целью повышени  стабильности выходной мощности и устойчивости работы устройства, введен второй резистор, включенный между первым выводом вторичной обмотки трансформатора и точкой соединени  первого резистора с выводом стабилитрона, эмиттер транзисторного ключа соединен со вторым выводом резистора смещени , вторым выводом источника питани  и второй выходной

клеммой, первый вывод датчика тока соединен с вторым выводом первичной обмотки трансформатора.

2. Преобразователь по п.1. о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что сопротивление второго

резистора выбрано из услови :

R2 Рдат -п,

где R2 - сопротивление второго резистора; RABT - сопротивление датчика тока;

п- коэффициент трансформации трансформатора .

3.Преобразователь поп. 1,отличающи- и с   тем, что, с целью повышени  КПД, между первым выводом вторичной обмотки трансформатора и первым выводом источника питани  включен дополнительный диод в направлении, совпадающем с направлением включени  выпр мительного диода.