SU936280A1

SU936280A1 - Stabilized one-cycle converter

Info

Publication number: SU936280A1
Application number: SU792779260A
Authority: SU
Inventors: Валерий Иванович Мелешин; Валерий Васильевич Мосин; Юрий Федорович Опадчий
Original assignee: Московский Ордена Ленина Авиационный Институт Им.С.Орджоникидзе
Priority date: 1979-06-13
Filing date: 1979-06-13
Publication date: 1982-06-15

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к стабилизированным преобразователям постоянного напряжения й может быть использовано в системах вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры широкого применения.The invention relates to electrical engineering, namely to stabilized DC-DC converters and can be used in secondary power supply systems of electronic equipment of widespread use.

Известен стабилизированный однотактный конвертор, который содержит силовой и токовый трансформаторы, силовой транзистор, выпрямитель, фильтр и блок управления (1].Known stabilized single-cycle converter, which contains power and current transformers, power transistor, rectifier, filter and control unit (1].

Недостатком его является изменение в процессе работы частоты переключения силового транзистора, что ведет к увеличению массы и объема устройства, а также невысокая надежность включения силового транзистора.Its disadvantage is a change in the process of switching the switching frequency of the power transistor, which leads to an increase in the mass and volume of the device, as well as low reliability of switching on the power transistor.

Наиболее близким к изобретению является устройство, которое содержит силовой трансформатор, первичная обмотка которого последовательно с коллекторной обмоткой токового траАсформатора и коллектор—эмиттерным переходом силового транзистора подключена к входным клеммам, а вторичная обмотка силового трансформатора через выпрямитель и фильтр соединена с выходными клеммами, два уп2 равняющих транзистора, эмиттерами соединенных между собой, а базами подключенных к клеммам для подклю5 чения управляющего сигнала, два резистора, первый диод и клемш для подсоединения вспомогательного напряжения, причем токовый трансформатор снабжен базовой, насыщающей и 10 запирающей обмотками [2].Closest to the invention is a device that contains a power transformer, the primary winding of which is connected in series with the collector winding of the current transformer and the collector – emitter junction of the power transistor to the input terminals, and the secondary winding of the power transformer through a rectifier and a filter is connected to output terminals, two equal 2 transistors, emitters interconnected, and bases connected to terminals for connecting a control signal, two resistors, the first diode and terminals for connecting auxiliary voltage, and the current transformer is equipped with a base, saturating and 10 locking windings [2].

К его недостаткам следует отнести увеличенные массу и объем, что обусловлено работой токового трансформатора в однотактном режиме, а так же невысокий КПД, что объясняется до’5 полнительными потерями в резисторах схеьы управления.Its disadvantages include increased mass and volume, which is due to the operation of the current transformer in single-cycle mode, as well as low efficiency, which is explained by up to 5 additional losses in the control circuit resistors.

Целью изобретения является улучшение массогабаритных характеристик __п с одновременным повыпением КПД стаби²⁰ лизированного однотактного конвертора.The aim of the invention is to improve the weight and size characteristics _ _n while the stabilizer ²⁰ povypeniem efficiency lysed single ended converter.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированный однотактный конвертор введены конденсатор и три 25 диода, причем коллектор первого управляющего транзистора через насыщающую обмотку токового трансформатора и первый диод подсоединен к первой клемме для подключения вспомогатель30 ного напряжения, коллектор второго управляющего транзистора через запирающую обмотку подключен к точке соединения второго диода, второй вывод которого подсоединен к эмиттерам управляющих транзисторов и второй клемме для подключения вспомогатель- 5 ного напряжения, и первого вывода цепочки, состоящей из последовательно включенных третьего диода и первого резистора, второй вывод которой подсоединен к третьей клемме для 10 подключения вспомогательного напряжения, последовательно включенные базовая обмотка токового трансформатора и параллельно соединенные четвертый диод, второй резистор и конденсатор 15 подсоединены к базо-эмиттерному переходу силового транзистора.This goal is achieved by the fact that a capacitor and three 25 diodes are introduced into the stabilized one-cycle converter, the collector of the first control transistor through the saturating winding of the current transformer and the first diode connected to the first terminal for connecting the auxiliary voltage, the collector of the second control transistor is connected to the point through a locking winding connection of the second diode, the second terminal of which is connected to the emitters of the control transistors and the second terminal for connecting the auxiliary voltage, and the first output of the circuit, consisting of a third diode and a first resistor connected in series, the second output of which is connected to the third terminal for connecting an auxiliary voltage 10, the base winding of the current transformer and the fourth diode connected in parallel, the second resistor and capacitor 15 are connected to base-emitter junction power transistor.

На чертеже приведена принципиальная схема стабилизированного однотактного конвертора.The drawing shows a schematic diagram of a stabilized single-cycle converter.

Устройство содержит силовой трансформатор 1, вторичная обмотка которого через выпрямитель с фильтром 2 подключена к выходным выводам силовой транзистор 3, блок формиррвания управляющего сигнала 4, входом подключенный к выходным выводам, а выходом соединенный с управляющими переходами управляющих транзисторов 5 и б, блок вспомогательного напрдекения Ί и токовый трансформатор 8. Пер-³⁰вичная обмотка силового трансформатора последовательно с коллекторной обмоткой 9 токового трансформатора и коллектор-эмиттерным переходом силового транзистора подсоединена к 35 входным выводам. Последовательно включенные базовая обмотка 10 токового трансформатора и параллельно соединенные четвертый диод 11, конденсатор 12 и второй резистор 13 40 подключены к базо-эмиттерному переходу силового транзистора, Запирающая обмотка 14 токового трансформатора первым выводом подключена к коллектору второго управляющего транзистора 45 5, а вторым,выводом соединена через третий диодг 15 с эмиттерами управля-. ющих транзисторов, подключенных к общему выводу блока вспомогательного напряжения, через последовательно включенные второй диод 16 и первый резистор 17 со вторым выводом блока вспомогательного напряжения. Первый вывод блока вспомогательного напряжения через первый диод 18 и насыщающую обмотку 19 токового трансфорМатора 8 подключен, к коллектору первого управляющего транзистора 6.The device contains a power transformer 1, the secondary winding of which through a rectifier with a filter 2 is connected to the output terminals of the power transistor 3, the control signal forming unit 4, the input connected to the output terminals, and the output connected to the control transitions of the control transistors 5 and b, the auxiliary unit Ί and current transformer 8. Per- the Primary winding ³⁰ of power transformer winding in series with the collector current of the transformer 9 and the collector-emitter junction of the power transitive torus 35 is connected to the input terminals. Serially connected to the base winding 10 of the current transformer and parallel connected to the fourth diode 11, the capacitor 12 and the second resistor 13 40 are connected to the base-emitter junction of the power transistor, the Locking winding 14 of the current transformer with the first output connected to the collector of the second control transistor 45 5, and the second output connected through the third diode 15 to the emitter control-. transistors connected to the common output of the auxiliary voltage unit through series-connected second diode 16 and the first resistor 17 with the second output of the auxiliary voltage unit. The first output of the auxiliary voltage unit through the first diode 18 and the saturating winding 19 of the current transformer 8 is connected to the collector of the first control transistor 6.

Стабилизированный однотактный конвертор работает следующим образом.Stable single-cycle Converter operates as follows.

При изменении входного напряжения или сопротивления нагрузки блок формирования управляющего сигнала 4 обеспечивает изменение относительной длительности выходных импульсов силового транзистора 3, поддерживая 65 выходное напряжение конвертора на заданном уровне. Допустим выходной сигнал блока, формирования управляющего сигнала 4 насыщает первый управляющий транзистор 6. При этом напряжение первой клеммы для подключения вспомогательного напряжения через первый диод 18 прикладывается к насыщающей обмотки 19 токового трансформатора 8 и напряжение, наводимое на его базовой обмотке 10, приоткрывает силовой транзистор 3 после чего из-за наличия в токовом трансформаторе 8 цепи положительной обратной связи, силовой транзистор 3 форсированно насыщается. Напряжение на насыщающей обмотке 19 при этом возрастает и первый диод 18 отсекает цепь включения силового транзистора · 3, что способствует уменьшению мощности , рассеиваемой в устройстве.When the input voltage or load resistance changes, the control signal generating unit 4 provides a change in the relative duration of the output pulses of the power transistor 3, maintaining the converter output voltage 65 at a given level. Suppose the output signal of the block, the formation of the control signal 4 saturates the first control transistor 6. In this case, the voltage of the first terminal for connecting the auxiliary voltage through the first diode 18 is applied to the saturating winding 19 of the current transformer 8 and the voltage induced on its base winding 10 opens the power transistor 3 after which, due to the presence in the current transformer 8 of the positive feedback circuit, the power transistor 3 is forcedly saturated. The voltage on the saturating winding 19 in this case increases and the first diode 18 cuts off the switching circuit of the power transistor · 3, which helps to reduce the power dissipated in the device.

Входное напряжение через насьац,^ный силовой транзистор 3 прикладывается к первичной обмотке силового трансформатора 1, а ток, протекающий по базовой обмотке 10 токового трансформатора 8 заряжает конденсатор 12 до напряжения, определяемого падением на четвертом диоде 11.The input voltage through the NAC, the power transistor 3 is applied to the primary winding of the power transformer 1, and the current flowing through the base winding 10 of the current transformer 8 charges the capacitor 12 to the voltage determined by the drop on the fourth diode 11.

После смены полярности управляющего напряжения на выходе блока 4 управляющие транзисторы переключаются и второй управляющий транзистор 5 через третий диод 15 закорачивает запирающую обмотку 14 токового трансформатора 8. Напряжение на базовой обмотке 10 уменьшается и силовой транзистор 3 форсированно запирается под действием напряжения конденсаг тора 12.After changing the polarity of the control voltage at the output of block 4, the control transistors are switched and the second control transistor 5 through the third diode 15 shorts the locking winding 14 of the current transformer 8. The voltage at the base winding 10 decreases and the power transistor 3 is forcedly locked under the action of the voltage of the capacitor 12.

После выключения силового транзистора 3 обратное перемагничивание сердечника токового трансформатора 8 происходит под действием напряжения, прикладываемого к запирающей обмотке 14 токового трансформатора 8 через первый резистор 17 и второй диод 16. Первый резистор 17 предназначен для ограничения тока запирающей обмотки 14 после окончания процесса обратного перемагничивания сердечника токового трансформатора 8.After turning off the power transistor 3, the reverse magnetization reversal of the core of the current transformer 8 occurs under the action of a voltage applied to the locking winding 14 of the current transformer 8 through the first resistor 17 and the second diode 16. The first resistor 17 is designed to limit the current of the locking winding 14 after the end of the reverse magnetization reversal of the current core transformer 8.

Переменное напряжение, наводимое на выходной обмотке силового трансфера матора через выпрямитель и фильтр 2 подается на выходные клеммы.The alternating voltage induced at the output winding of the power transfer of the mat through the rectifier and filter 2 is supplied to the output terminals.

После смены полярности напряжения на выходе блока формирования управляющего сигнала 4 процессы в ста- . билизированном однотактном конверторе повторяются.After changing the polarity of the voltage at the output of the control signal generating unit 4, the processes in sta. The bilized single-cycle converter is repeated.

Изобретение позволяет уменьшить массу и объем устройства, а также повысить КПД.The invention allows to reduce the mass and volume of the device, as well as increase efficiency.

Claims

1. The patent of France W 2118049, cl. H 02 K 3/00, 1972.

2. Author's certificate CXICP 708475, cl. H 02 M 3/335, 1976.