SU817914A1 - Мостовой транзисторный конвертор - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания с низковольтными первичными источниками типа ра- , диоизотопных. ⁵

Известен мостовой повышающий транзисторный конвертор с обратной связью по току, предназначенный для преобразования постоянного напряжения одного уровня в постоянное напряжение более высокого уровня, содержащий насыщающийся трансформатор с первичной обмоткой, включенный в диагональ моста из четырех транзисторов, несколько вторичных обмоток и диода, 15 в которых ток нагрузки является током базы открытых транзисторов [1].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является мостовой конвертор с токовой обрат- 20 ной связью, содержащий трансформатор с первичной обмоткой, включенной в диагональ моста из четырех транзисторов и двумя вторичными обмотками, каждая из которых зашунтиро- 25 вана цепочкой из двух встречно-последовательно соединенных диодов, общие точки диодой цепочек объединены и подключены к минусовому выходному зажиму конвертора [2]. 30

Недостатком такого конвертора является относительно низкий КПД и большие габариты конвертора из-за наличия отводов во вторичных обмотках трансформатора, что приводит к увеличению потерь в трансформаторе и к увеличению его габаритов.

Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей и повышение КПД конвертора.

Указанная цель достигается тем, что в мостовом транзисторном конверторе каждая из вторичных обмоток трансформатора соответственно подключена к базам одной из пар транзисторов, общая точка которых соединена с одним из входных зажимов для подключения источника питания.

На чертеже приведена схема конвертора при использовании транзисторов типа п-р-п.

Конвертор содержит трансформатор с первичной 2 и двумя вторичными обмотками 3 и 4. Первичная обмотка трансформатора 1 включена в диагональ моста, образованного транзисторами 5-8. Общая точка транзисторов 5 и 6 соединена с минусом, а общая точка транзисторов 7 и 8 - с плюсом источника 9 питания. Базы транзисторов 7 и 8 соединены с катодами диодов 10 и 11 и с концами вторичной обмотки 3 трансформатора 1, Базы транзисторов 5 и 6 соединены с катодами диодов 12 и 13 и с концами вторичной обмотки 4 трансформатора 1. Анода диодов 10 - 13 образуют общую точку, к которой подсоединен конец нагрузки 14. Другой конец нагрузки 14 подсоединен к плюсу источника 9 питания.

Схема работает следующим образом.

Если открыты транзисторы 5 и 7, то напряжение источника 9 питания, прикладывается к первичной обмотке 2 трансформатора '1 и уравновешивается ЭДС 15 этой обмотки. Полярность ЭДС вторичных обмоток 3 и 4 такова, что трансформаторы 5 и 7 поддерживаются в открытом, а транзисторы б и 8 в закрытом состоянии. Ток базы транзистора 5 20 протекает по следующему контуру: плюс источника 9, нагрузка 14, диод 13, вторичная обмотка 4 трансформатора 1, переход база-эмиттер транзистора 5, минус источника 9. К диоду 12 прикла- 25 девается напряжение, равное ЭДС, наведенной во вторичной обмотке 4.

Ток базы транзистора 7 протекает по контуру: переход база-эмиттер транзистора 7, первичная обмотка 2 __ трансформатора 1, переход коллектор- ^й эмиттер транзистора 5, источник 9, нагрузка 14, диод 10, вторичная обмотка 3 трансформатора 1. Диод 11 запирается напряжением, равным ЭДС, наведенной во втрричной обмотке 3 трансформатора 1. .

Рассмотрев пути замыкания базовых .токов, можно сделать вывод, что ток нагрузки является суммой базовых токов транзисторов 5 и 7. 40

Под действием напряжения, приложенного к первичной обмотке 2 трансформатора 1, перемагничивается его сердечник. В момент насыщения сердечника резко возрастает намагничивающий ток трансформатора 1. Вследствие роста коллекторного тока тран зисторы 5 и 7 выходят из состояния насыщения. Падение напряжения на них растет, вследствие чего уменьшается ЭДС обмотки трансформатора 1, а следовательно, и токи базы транзисторов 5 и 7. Коллекторные токи ¹ транзисторов 5 и 7 уменьшаются, ЭДС ‘обмоток трансформатора меняют знак, транзисторы 5 и 7 закрываются, открываются транзисторы би 8. Далее процессы в схеме повторяются.

Из анализа работы схемы видно, что на нагрузке 14 получается постоянное напряжение, по величине равное сумме напряжения источника питания и напряжения, наведенного во вторичной обмотке. При использовании транзисторов р-п-р типа полярность включения источника питания и диоДов 1013 изменяется на обратную.

Claims (2)

1. транзисторов 7 и 8 соединены с катодами диодов 10 и 11 и с концами вторичной обмотки 3 трансформатора 1, Базы транзисторов 5 и 6 соединены с катодами диодов 12 и 13 и с концами вторичной обмотки 4 трансформатора 1. Аноды диодов 10 - 13 образуют общую точку, к которой подсоединен конец нагрузки 14. Другой конец нагрузки 14 подсоединен к плюсу источника 9 питани . Схема работает следующим образом .. Если -открыты транзисторы 5 и 7, т напр жение источника 9 питани , прикл дываетс  к первичной обмотке 2 транс форматора 1 и уравновешиваетс  ЭДС этой обмотки. Пол рность ЭДС вторичных обмоток 3 и 4 такова, что трансформаторы 5 и 7 поддерживаютс  в открытом , а транзисторы б и 8 в закрытом состо нии. Ток базы транзистора протекает но следующему контуру: плю источника 9, нагрузка 14, диод 13, вторична  обмотка 4 трансформатора переход база-эмиттер транзистора 5, минус источника 9. К диоду 12 прикла дываетс  напр жение, равное ЭДС, нав денной во вторичной обмотке 4. Ток базы транзистора 7 протекает по контуру: переход база-эмиттер т)анзистора 7, первична  обмотка 2 трансформатора 1, переход коллекторэмиттер транзистора 5, источник 9, нагрузка 14 диод 10, вторична  обмотка 3 трансформатора 1. Диод 11 запираетс  напр жением, равным ЭДС, наведенной во вторичной обмотке 3 трансформатора 1. . Рассмотрев пути замыкани  базовых .токов, можно сдел-ать вывод, чтр ток нагрузки  вл етс  суммой базовых токов транзисторов 5 и 7. Под действием напр жени , приложенного к первичной обмотке 2 транс Форматора 1, перемагничиваетс  его сердечник. В момент насыщени  сердечника резко возрастает намагничивающий ток трансформатора 1. Вследствие роста коллекторного тока транзисторы 5 и 7 выход т из состо ни  насыщени . Падение напр жени  на них растет, вследствие чего уменьшаетс  ЭДС обмотки трансформатора 1, а следовательно, и токи базы транзисторов 5 и 7. Коллекторные токи транзисторов 5 и 7 уменьшаютс , ЭДС обмоток трансформатора мен ют знак, транзисторы 5 и 7 закрываютс , открываютс  транзисторы б и 8. Далее процессы в схеме повтор ютс . Из анализа работы схемы видно, что на нагрузке 14 получаетс  посто нное напр жение, по величине равное сумме напр жени  источника питани  и напр жени , наведенного во вторичной обмотке. При использовании транзисторов р-п-р типа пол рность включени  источника питани  и диодов 1013 измен етс  на обратную. Формула изобретени  Мостовой транзисторный конвертор с токовой обратной св зью, содержащий трансформатор с первичной обмоткой, включенный в диагональ моста из четырех транзисторов и с двум  вторичными обмотками, кажда  из которых зашунтирована .цепочкой из двух встречно-последовательно соединенных диодов , общие точки диодов цепочек объединены и подключены к минусовому выходному зажиму конвертора, о т л ич а ю щ и и с   . тем, что, с целью улучшени  массогабаритных показателей и повышени  КПД конвертора, кажда  из вторичных обмоток трансформатора , соответственно подключена к базам одной из пар транзисторов, обща  точка которых соединена с одним из входных.зажимов дл  подключени  источника питани . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США 3149291, кл, Н 02 М 3/335, 1972.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 377945, кл. Н 02 М 3/335, 1970.