SU832685A1 - Однотактный преобразовательНАпР жЕНи - Google Patents

Description

(54) ОДНОТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

I

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в импульсных преобразовател х и стабилизаторах напр жени .

Известен силовой преобразователь, состо щий из силового транзистора, трансформатора тока с первичной и вторичной обмотками , включенными соответственно в силовую цепь и цепь управлени  силового транзистора , и обмотки управлени , подключен-йой к блоку управлени  1.

Однако запирание силового транзистора производилс  путем замыкани  накоротко обмотки управлени  трансформатора тока . Вследствие этого не обеспечиваетс  форсированное рассасывание избыточного зар да неосновных носителей в базе силового транзистора, что снижает быстродействие ключа.

Известен также преобразователь, состо щий из силового транзистора, трансформатора тока с первичной и вторичной обмотками , включенными соответственно в силовую цепь и цепь управлени  силового транзистора , и дополнительного трансформатора тока, предназначенного дл  форсировани  процесса рассасывани  избыточного зар да

базы силового транзистора при запирании ключа 2.

Недостаток преобразовател  - наличие дополнительного трансформатора тока, что усложн ет Схему ключа.

J Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  преобразователь напр жени , содержащий силовой транзистор , трансформатор тока с первичной и вторичной обмотками, включенными соответственно в силовую цепь и цепь управлени  силового транзистора, и обмоткой управлени , одним концом подключенной к дополнительному источнику питани , а другим - через резистор, к коллектору управл ющего транзистора, база которого соединена со входом управлени .

Недостатком этого преобразовател   вл етс  малое быстродействие из-за больщого времени рассасывани  неосновных носителей в базе силового транзистора.

Кроме того, при работе преобразовател  в широком диапазоне изменени  тока нагрузки коэффициент усилени  и степень насыщени  силового транзистора измен ютс  и, вследствие этого, измен етс  величина избыточного зар да неосновных носителей в его базе. В то же врем  длительность интервала , в котором транзистор стабилизатора тока находитс  в состо нии насыщени  и происходит форсированное рассасывание избыточного зар да, фиксирована и определ етс  посто нной времени зар да конденсатора, шунтирующего токозадающий резистор стабилизатора тока. Вследствие этого, дри малых токах загрузки, когда зар д неосновных носителей имеет максимальную величину, происходит значительное увеличение длительности интервала рассасывани . Цель изобретени  - увеличение быстродействи  магнитотранзисторного ключа путем сокращени  времени рассасывани  избыточного зар да неосновных носителей в базе силового транзистора. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь введены дополнительна  обмотка трансформатора тока, RS-триггер, дифференцирующа  цепь, четыре инвертора и второй управл ющий транзистор, коллектором подключенный к обмотке управлени , базой через инвертор к выходу RS-триггера, S-вход которого соединен с дополнительной обмоткой трансформатора тока , а R-вход через инверторы и дифференцирующую цепь соединен со входом управлени . На фиг. 1 приведена принципиальна  схема однотактного преобразовател  напр жени ; на фиг. 2 - врем:енные диаграммы, иллюстрирующие его работу. Преобразователь состоит из силового транзистора 1, трансформатора 2 тока с первичной 3 и вторичной 4 обмотками, вклю ченными соответственно в цепь коллектора и цепь управлени  силового транзистора 1, обмоткой 5 управлени , соединенной одним концом с дополнительным источником 6 питани , а другим через резистор 7 с коллектором управл ющего транзистора 8, база которого через инвертор 9 соединена со входом управлени  дополнительной обмоткой 10, включенной через резистор 11 на S-вход RS-триггера 12, выход которого через инвертор 13 соединен с базой второго управл ющего транзистора 14, коллектором подключенного через резистор 15 к обмотке управлени  5 трансформатора тока. R-вход RS-триггера 12 через инвертор 16-, дифференцирующую цепь 17 и инвертор 18 соединен со входом управлени . Преобразователь работает следующим образом.

Силовой транзистор 1 удерживаетс  в открытом состо нии током нагрузки, трансформируемым в базовую цепь трансформатором 2 тока. Транзисторы 8 и 14 на этом интервале заперты. В момент времени t сигнал управлени  (фиг. 2,а) становитс  равным нулю. Это приводит к отпиранию

После окончани  рассасывани  избыточного зар да в момент времени ii. транзистор 1 переходит в активный режим и напр жение на его базе становитс  отрицательным (фиг. 2,в). RS-триггер 12 переключаетс  в единичное состо ние, сигнал на выходе инвертора 13 становитс  равным траизистора 8, так как сигнал на рыходе инвертора 9 становитс  положительным. Задний фронт сигнала управлени  через инверторы 16 и 18 и дифференцирующую цепь 17 устанавливает RS-триггер 12 в ну левое состо ние. На выходе инвертора 13 по вл етс  сигнал положительной пол рности , который открывает транзистор 14. Поскольку сопротивление резистора 7 значительно больще сопротивлени  резистора 15, ток в обмотке управлени  5 трансформатора тока 2 определ етс  выражением т E xU3S-W /W 1,р-р- i 1,.р -ТОК обмотки 5 управлени  на интервале рассасывани  избыточного зар да базы. силового транзистора 1; -напр жение - эмиттер-база силового транзистора 1; -числа витков обмоток 5 и 4; R -сопротивление резистора 15; напр жение дополнительного источника 6 питани . Поскольку магнитное состо ние магнитопровода трансформатора 2 тока не может изменитьс  скачком, величина тока в обмотке 4 уменьшаетс  I5p l5-IypWy/W, ISp ТОК базы силового транзисторд2 ра на интервале рассасывани  Избыточного зар да базы силового транзистора 1; is -ток базы силового транзистора 1 перед началом интервала рассасывани . Величина сопротивлени  резистора 15 выбираетс  таким образом, что обеспечивает максимально возможную величину тока Лйр.При этом в обмотке 4 проходит обратный ток базы (фиг. 2,6), обеспечивающий форсированное рассасывание избыточного зар да в базе силового транзистора 1, причем величина этого тока не измен етс  до конца интервала рассасывани . Характерным свойством мощных планарных транзисторов  вл етс  весьма слаба  зависимость напр жени  на эмиттерном переходе от величины и. направлени  тока базы, поэтому на интервале рассасывани  неосновных носителей напр жени  эмиттербаза сохран ет положительную пол рность (фиг. 2,в).

нулю и транзистор 14 закрываетс . Транзистор 8 остаетс  открытым. На интервале происходит ггеремагничивание трансформатора 2 тока по цепи обмотки 5 управлени . После окончани  перемагничивани  в этой обмотке проходит ток, определ емый сопротивлением резистора 7 и напр жени  дополнительного источника 6 питани . В момент времени t сигналом управлени  транзистор 8 закрываетс , а силовой транзистор 1 открываетс .

Введение второго управл ющего транзистора , дифференцирующей цепи и RS-триггера позвол ет получить на интервале рассасывани  избыточного зар да обратный ток базы силового транзистора, в отличие от известного преобразовател  не измен ющийс  на этом интервале, что обеспечивает повыщение быстродействи  преобразовател . След щий принцип работы схемы форсировани  рассасывани  избыточного зар да базы силового транзистора позвол ет обеспечить высокое быстродействие в широком диапазоне изменени  тока нагрузки.

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   Однотактный преобразователь напр жени , содержащий силовой транзистор, тран+ в сформатор тока с первичной и вторичной обмотками , включенными соответственно в силовую цепь и цепь управлени  силового транзистора , и обмоткой управлени , одним концом подключенной к дополнительному источнику питани , а другим - через резистор к коллектору управл ющего транзистора , база которого соединена со входом управлени , отличающийс  тем, что, с целью увеличени  быстродействи , в него введены дополнительна  обмотка трансформатора

   тока, RS-триггер, дифференцирующа  цепь, четыре инвертора и второй управл ющий транзистор, коллектором подключенный к обмотке управлени , базой через инвертор к выходу RS-триггера, S-вход которого соединен с дополнительной обмоткой трансформатора тока, а R-вход через инверторы и дифференцирующую цепь соединен со входом управлени .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе , 1. Авторское свидетельство СССР № 544078, кл. Н 02 М 3/145, 1977.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 570963, кл. Н 02 М 3/335. 1977.
3. 3.Авторское свидетельство СССР № 524291, кл. Н 02 М 3/335, 1976.

   (

   10

   Т

   г

   а

   ы,

   ,

   б Изд

   3 4

   i,t2 Фиг. 2