SU877756A1

SU877756A1 - Dc voltage-to-ac voltage converter

Info

Publication number: SU877756A1
Application number: SU802880326A
Authority: SU
Inventors: Иван Онисимович Костин; Евгений Алексеевич Кривешко; Николай Борисович Марченко
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4084
Priority date: 1980-02-11
Filing date: 1980-02-11
Publication date: 1981-10-30

Description

1 , one ,

Изобретение относитс к импульсиой и преобразовательной технике и может быть использовано в качестве задающего генератора пр моугольного напр жени в устройствах различного назначени , например в импульсных стабилизаторах и преобразовател х напр жени . При этом зачастую возникает необходимость в обеспечении запуска таких генераторов прн малых значени х питающего их напр жени .,The invention relates to a pulse and a converter technique and can be used as a driving voltage generator in devices for various purposes, for example, in pulse stabilizers and voltage converters. In this case, it is often necessary to ensure the launch of such generators with small values of the voltage supplying them.

Известны преобразователи, содержащие транзисторы, включенные по мостовой схеме, трансформатор, базовые и запускающие резисторы При |2|.Known converters containing transistors, connected by a bridge circuit, a transformer, basic and triggering resistors At | 2 |.

Heдocтaтkи Уаких генераторов - большие потери мощности в резисторах запуска, снижающие КПД устройства в целом, большое количество обмоток трансфЪрматора, увеличивающее габариты и массу ycrpofkTва , ограниченный диапазон изменени условий эксплуатации (питающего напр жени , температуры окружающей среды и т.д.), при котором обеспечиваетс надежный запуск автогенератора.Wacah generators - large power losses in the starting resistors, reducing the efficiency of the device as a whole, a large number of windings of the transformer, increasing the size and mass of the field, a limited range of operating conditions (supply voltage, ambient temperature, etc.) at which reliable start of the auto generator is provided.

Наиболее близким по технической сущ: нести К предлагаемому вл етс преобразователь , содержащий дзк пары транзисторовThe closest to the technical noun: to carry To the proposed is a converter containing a DCK pair of transistors

разного тила проводимости и трансформатор с первичной обмоткой обратной св зн 3. . Недостатком этого элемента вл етс отсутствие элементов запуска, без которых пуск генератора затруднен, а при определенном совпадении параметров транзисторовa different type of conductivity and a transformer with a primary winding of the reverse link 3.. The disadvantage of this element is the absence of starting elements, without which the start of the generator is difficult, and with a certain coincidence of the parameters of the transistors

5 практически невозможен. Кроме того, велики потери мощности в транзисторах, резко возрастающие с ростом напр жени питани и температуры окружающей среды, из-за отсутстви базового резистора и больша устаиовленна мощность обмотки обратной св зи (напр жение обратной св зи больше напр жени на первичной обмотке), что требует повышенных габаритов и массы трансформатора .,5 is almost impossible. In addition, there are large power losses in transistors, which increase sharply with increasing supply voltage and ambient temperature, due to the absence of a base resistor and a large established power of the feedback winding (the feedback voltage is greater than the voltage on the primary winding), which requires increased size and weight of the transformer.,

Цель изобретени - снижение потерьThe purpose of the invention is to reduce losses

J5 мощности, уменьшение габаритов и массы, .повышение надежности запуска в широком диапазоне изменени питающего напр жени и температуры окружающей среды.J5 power, reduced size and weight, and increased start-up reliability over a wide range of variations in supply voltage and ambient temperature.

Поставленна цель достигаетс тем, что в преобразователь мостового типа, содержащий две пары транзисторов разного типа проводимости и трансформатор с первичной обмоткой и обмоткой 011братной св зи, дополнительно введены два базовых резистора.This goal is achieved by the fact that two base resistors are additionally introduced into a bridge type converter containing two pairs of transistors of different conductivity types and a transformer with a primary winding and a 011 coupling winding.

запускающий резистор, втора обмотка обратной св зи и четыре диода, включенные встречно-параллельно переходам база-эмнттер каждого транзистора, причем эмиттеры транзисторов одного тнпа проводимости попарно соединены между собой и с соответствующими клеммами дл подключени источника питани , выводы первичной обмотки подключены к соединенным попарно коллекторам транзисторов разного типа проводимости , при этом обмотки обратной св зи через базовые резисторы включены между базами транзисторов одного типа проводимости , а запускающий резистор включен между базами двух диагонально расположенных транзнсторов разного тнпа проводимости .a starting resistor, a second feedback winding and four diodes connected in parallel to the base-emntter transitions of each transistor, the emitters of the transistors of the same conductive type are connected in pairs and with the corresponding terminals for connecting the power supply, the terminals of the primary winding are connected to pairwise connected collectors transistors of different types of conductivity, while the windings of the feedback through the base resistors are connected between the bases of transistors of the same type of conductivity, and run a resistor rd connected between the bases of the two diagonally opposite tranznstorov TNLA different conductivity.

На чертеже представлена принципиальна электрическа схема предлагаемого устройства .The drawing shows a circuit diagram of the proposed device.

Преобразователь содержит две пары транзисторов 1, 2 и 3,4 разного типа проводимости , диоды 5-8, трансформатор 9 с первичной обмоткой 10 и обмотками 11 и 12 обратной св зи, базовые резисторы 13 и 14 и запускающий резистор 15.The converter contains two pairs of transistors 1, 2 and 3.4 of different types of conductivity, diodes 5-8, a transformer 9 with a primary winding 10 and feedback windings 11 and 12, base resistors 13 and 14, and a triggering resistor 15.

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

При включении напр жени питани за счет смещени по цепн резистора 15 (плюс источника питани , переход эмиттер-база транзистора I, резистор 15, переход базаэмиттер транзистора 4, - минус источника Iпитани ) рабоча точка транзисторов I и 4 переходит в активную область. По первичной обмотке 10 трансформатора 9 протекает ток, индуктирующий в обмотках 11 и 12 обратной св зи ЭДС запирающей пол рности (знаки без скобок на чертеже) дл транзисторов 2 и 3 и отпирающей - дл транзисторов 1 и 4. Это прнводит к еще большему открыванию транзисторов 1 и 4 и, как следствие, к дальнейшему увеличению коллекторного тока и ЭДС обмоток обратной св зи и т.д. до полного открывани транзисторов I и 4 и полного запирани транзисторов 2 и 3. В результате этого иапр жение источника питани окажетс приложенным к первичной обмотке 10 трансформатора 9. Это состо ние будет сохран тьс до тех пор, пока магннтный поток в сердечнике трансформатора не достигнет величины йа; сыщени . Св занное с.этим резкое уменьщение магнитной проницаемости вызывает увеличение тока намагннчнвани и, как следствие, коллекторного тока транзисторов 1 и 4 до величины, определ емой током базы, т.е. до величины, cooтвetcтвyющeй границе насыщени . Изменение магнитного потока прекращаетс и напр жени , наведенные на обмотках, уменьшаютс до нул . Резкое у.меньшение токов в обмотках, происход щее FipH этом, вызывает по вление вWhen the supply voltage is turned on due to a bias across the chain of resistor 15 (plus power source, emitter-base transition of transistor I, resistor 15, transistor-4 emitter base, minus of power source I), the operating point of transistors I and 4 changes to the active region. The primary winding 10 of the transformer 9 has a current inducing in the windings 11 and 12 of the feedback the locking polarity emf (signs without brackets in the drawing) for transistors 2 and 3 and unlocking for transistors 1 and 4. This leads to even greater opening of the transistors 1 and 4 and, as a result, to a further increase in the collector current and EMF of the windings of the feedback, etc. until the full opening of the transistors I and 4 and the complete locking of the transistors 2 and 3. As a result, the voltage supply source is applied to the primary winding 10 of the transformer 9. This state will remain until the flux in the transformer core reaches the value ya; syscheni. The associated sharp decrease in magnetic permeability causes an increase in the magnetization current and, as a result, the collector current of transistors 1 and 4 to a value determined by the base current, i.e. to a value corresponding to the saturation limit. The change in magnetic flux ceases and the voltages induced on the windings decrease to zero. A sharp decrease in the currents in the windings, occurring in this FipH, causes the appearance of

обмотках ЭДС протнвоположной пол рности (знаки в скобках на чертеже) -запирающей дл транзисторов I и 4 и отпирающей дл транзисторов 2 и 3. Аналогнчно предыдущему случаю транзисторы 2 и 3 очень 5 быстро переход т в режим насыщени , а транзисторы 1 и 4 - в режим отсечки. Теперь напр жение источника питани окажетс приложенным к первичной обмотке 10 трансформатора 9 в обратной пол рности . После насыщени сердечника рассмотренный цнкл переключени транзнсторов повтор етс .the windings EMF of the opposite polarity (signs in brackets in the drawing) are unlocked for transistors I and 4 and unlocking for transistors 2 and 3. Similarly to the previous case, transistors 2 and 3 very 5 quickly go into saturation mode, and transistors 1 and 4 - in cutoff mode. Now the power supply voltage will be applied to the primary winding 10 of the transformer 9 in reverse polarity. After saturation of the core, the considered switching cell of the transistors repeats.

Обмотки 11 и 12 обратной св зи преобразовател работают поочередно на базовые цепи транзисторов 1 и 3 через диоды 5 и 7 и транзисторов 2 и 4 через диоды 6 и 8. Одновременно диоды 5-8 защнщают переходы база-эмиттер транзисторов от пробо обратным напр жением. Резисторы 13 и 14 служат дл ограничени базового тока транзисторов и созда1от вную асимметрню базовых цепей, так как общее сопротивление базовой цепи транзисторов 2 и 3 дл пускового тока больше, чем у транзисторов I и 4. Режим автоколебаний устройства иачинает5 с при токе смеЩенн (запуска), равном или превышающем пороговое значение тока базы, соответствующее пороговому входному напр жению траизисторов I и 4:The feedback windings 11 and 12 of the converter operate alternately on the basic circuits of transistors 1 and 3 through diodes 5 and 7 and transistors 2 and 4 through diodes 6 and 8. At the same time, diodes 5-8 secure the base-emitter transitions of the transistors from the reverse voltage. Resistors 13 and 14 serve to limit the base current of the transistors and create a distinct asymmetry of the base circuits, since the total resistance of the base circuit of transistors 2 and 3 for the starting current is greater than that of transistors I and 4. The device self-oscillations mode starts 5 sec at the current of the mixed (start) equal to or greater than the base current threshold value corresponding to the threshold input voltage of the Traisistor I and 4:

Сопротивление запускающего резистора 15 может быть достаточно большим, поэтому реальные потери мощности в нем не превышают 1-2% от мощности автогенератора , тогда как потери мощности в запускающих цеп х известных автогенераторов достигают 10-15 /оВ предлагаемом устройстве установленна мощность обмоток обратной св зи зиачительно ниже, чем в известном устройстве, что позвол ет снизить массу и габариты трансформатора, а также потери на управление транзисторамн.The resistance of the triggering resistor 15 can be quite large, so the real power losses in it do not exceed 1-2% of the power of the autogenerator, while the power losses in the trigger circuits of the known autogenerators reach 10-15 / oV of the proposed device, the installed power of the windings is negative lower than in the known device, which allows reducing the weight and dimensions of the transformer, as well as the control losses of the transistor.

Необходимость обеспечени цепей дл протекани базовых токов в оба полупериода требует шунтировани базовых переходов диодами, что ограничивает обратные напр жени на этих переходах и повышает на5 дежность устройств.The need to provide circuits for the flow of base currents in both half periods requires shunting of the base junctions by diodes, which limits the reverse voltages at these junctions and increases the reliability of the devices.

Главным достоинством данного автогенератора вл етс исключительно см гкнй режим запуска во всех услови х эксгглуатацни , в результате чего автоколебани возни50 .кают уже fipH напр жении питани пор дка 2-3 В, а также отсутствие ограничени на макснмальное напр жение питани по условию обеспечени запуска.The main advantage of this autogenerator is the extremely soft start mode under all the operating conditions, as a result of which self-oscillations arise, already fipH supply voltage of about 2-3 V, as well as the absence of limitation on the maximum supply voltage, according to the condition of triggering.

Claims

55 Formula of Invention

Constant voltage to AC converter containing two pairs of transistors of different conductivity types and a transformer with primary o6Moixofi and feedback winding, characterized in that, in order to reduce power losses, reduce overall dimensions, weight and increase the reliability of starting in a wide range of operating conditions , additionally introduced two base resistors, a triggering resistor, a second feedback winding, and four diodes connected in parallel to the base-emitter junction of each transistor, and The emitters of transistors of the same conductivity type are paired with each other and with the corresponding terminals. For connecting the power supply, the primary windings are connected to pairwise connected collectors of transistors of different conduction types, while the feedback windings are connected between the bases of the same conductivity type through feedback resistors, and the triggering resistor included between the bases of two diagonally located transistors of different conductivity types. Sources of information taken into account during the examination 1. Power sources on semiconductor devices. Design and calculation. Ed. S.D. Dodika and E.I. Halperin, M., “Soviet Radio, 1969, p. 232-234.

2.Rokov, VA, Analysis of the Process of Starting a Push-Pull Transistor Voltage Transducer. Collector "Semiconductor devices and their use, vol. 12, M., “Soviet Radio, 1964, p. 189.

3. Accepted for France No. 2005392, cl. H 02 M 7/00, 1969.