SU993415A1

SU993415A1 - Voltage converter

Info

Publication number: SU993415A1
Application number: SU813330832A
Authority: SU
Inventors: Александр Сергеевич Калинин
Original assignee: Предприятие П/Я М-5537
Priority date: 1981-08-05
Filing date: 1981-08-05
Publication date: 1983-01-30

Description

(5) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ(5) VOLTAGE CONVERTER

1one

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано при построении вторичных источников питани и усилителей мощности.The invention relates to electrical engineering and can be used in the construction of secondary power sources and power amplifiers.

Известны схемы двухтактных преобразователей напр жени , которые благодар их существенной простоте и экономичности наход т большое применение tl ЗОднако коммутационные помехи, воз-JQ никающие при работе преобразовател , ограничивают область применени указанных схем.Known circuits of push-pull voltage converters, which, due to their substantial simplicity and efficiency, find a great use of tl. However, switching interferences, which do not work when the converter is in operation, limit the scope of application of these circuits.

Одной из причин возникновени таких помех вл ютс инерционные ,5 свойства электронных переключателей , обладающих временем их запаздывани как на включение, так и на выключение . В результате этого, в момент переходных процессов, когда оба 20 переключател мен ют свое состо ние (один из выключенного во включенное, а другой наоборот - из включенного в выключенное), оказываютс сразуOne of the reasons for the occurrence of such interference is the inertial, 5 properties of electronic switches, which have a time lag for both on and off. As a result of this, at the moment of transient processes, when both 20 switches change their state (one of them turned off to on, and the other way round - from on to off),

включены оба переключател . Врем такого состо ни крайне мало, однако ввиду.того, что один переключатель становитс нагрузкой дл другого, в цепи первичного источника питани преобразовател возникают значительные импульсные перегрузки по току, которые способствуют возникновению выбросов напр жени по цепи общего питани .Both switches are on. This state of time is extremely short, however, because one switch becomes a load for another, significant pulsed current overloads occur in the primary power supply circuit of the converter, which contribute to the appearance of voltage surges along the common power supply.

В р де случаев дл снижени времени выключени силовых транзисторов , играю(цих роль электронных переключателей , устанавливают всевозможные формирующие цепочки в базовой цепи этих транзисторов (|ли повышаетс напр жение их питани ) 27.In a number of cases, in order to reduce the turn-off time of the power transistors, I play (ix the role of electronic switches, establish all possible forming chains in the base circuit of these transistors (| if their supply voltage rises) 27.

Однако данные способы только снижают врем одновременного пребывани обоих транзисторов во включенном состо нии, но не устран ют его полностью.However, these methods only reduce the time of simultaneous stay of both transistors in the on state, but do not eliminate it completely.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс преобразователь напр жени , содержащий силовые транзисторы, коллекторы которых подсоединены к концам пер вичной обмотки выходногЬ трансформатора , средн точка которой подключена к первому входному выводу, эмит теры присоединены ко второму входному выводу, а управл ющие переходы - к блоку управлени , при этом коллектор каждого из силовых транзисторов через соответствующие цепи дл защиты от сквозных токов св заны с базой силового транзистора противоположного плеча С 3 J Недостатком известного преобразовател вл етс наличие коммутационных помех импульсного характера , снижающих надежность самого преобразовател и создающих импульсные помехи по общим проводам питающего напр жени . Цель изобретени - повышение наде ности преобразователей напр жени и снижение импульсных помех, возникающих при его работе, за счет устранени сквозных токов и ограничени обратного напр жени на входе силовых транзисторов. Поставленна цель достигаетс тем, что в преобразователе напр жени цепи дл защиты от сквозных токов выполнены в виде электронных пе реключателей, входы которых подсоеди нены к коллекторам силовых транзисторов , а одни из силовых электродов подсоединенные к базам силовых тран зисторов противоположных плеч, соединены также с соответствующими вхо дами введенного узла ограничени обратного управл ющегонапр жени , выход которого подключен к другим силовым электродам электронных пере ключателей. При этом узел ограничени обратного управл ющего напр жени ,с цель повышени надежности при работе в широком диапазоне изменени темпера туры и входного напр жени , может быть выполнен в виде двух встречнопоследовательно соединенных диодов, одни из электродов которых образуют входы узла, а другие - объединенные - выход узла, причем последние подключены через стабилитрон. зашунтированный конденсатором ко второму входному выводу устройства. На чертеже представлена принципиальна схема преобразовател . )4 Средн точка первичной обмотки выходного трансформатора I соединена с первым входным выводом 2, подключенным к источнику питани . Крайние выводы той же обмотки выходного трансформатора 1 соединены с коллекторами силовых транзисторов 3 и k, эмиттеры которых соединены со вторым входным выводом 5. Цепи 6 и 7 управлени силовыми транзисторами установлены между базами и эмиттерами транзисторов 3 и 4 соответственно. При этом обмотки 8 и 9 цепей 6 и 7 управлени могут быть вторичными обмотками как выходного трансформатора 1, так и любого другого трансформатора блока i пpaвлeни . Схема ограничени обратного управл ющего напр жени 10 силовых транзисторов 3 и входами подключена кбазам этих транзисторов. Каждый электронный переключатель 11 и 12 установлен между базой одного из силовых транзисторов k и 3 и выходом схемы ограничени обратного управл ющего напр жени 10. Управл ющие же входы этих электронных переключателей 11 и 12 соединены с коллекторами силовых транзисторов 3 и 4 соответственно . Один из вариантов схемы электронного переключател содержит входной управл ющий транзистор 13 (10 и выходной коммутирующий транзистор 15 (1б) . Преобразователь напр жени работает следующим образом. При запуске cxef преобразовател напр жени на выходе схемы ограничени обратного управл ющего напр жени 10 формируетс посто нное отрицательное напр жение, величина которого не должна превышать предельно допустимых значений напр жени между базой и эмиттером силовых транзисторов 3 и 4. Состо ние электронных переключателей 12 (П) определ етс состо нием силовых транзисторов k (З). Причем включенному состо нию переключател соответствует включенное состо ние силового транзистора. Таким образом, коммутирующие транзисторы (15) 16, наход тс во включенном состо нии, когда включены силовые транзисторы 3 С). При 55этом в статическом состо нии на базе второго силового транзистора k (3) имеетс запирающее напр жение с бло ка управлени и ключевой транзисторThe closest in technical essence to the present invention is a voltage converter containing power transistors, the collectors of which are connected to the ends of the primary winding of the output transformer, whose midpoint is connected to the first input terminal, the emitters are connected to the second input terminal, and the control transitions are to the control unit, wherein the collector of each of the power transistors is connected to the base of the opposite-side power transistor through appropriate circuits for protection against through currents C 3 J A disadvantage of the known converter is the presence of switching disturbances of a pulsed nature, which reduce the reliability of the converter itself and create pulsed interferences along the common wires of the supply voltage. The purpose of the invention is to increase the reliability of voltage converters and reduce the impulse noise arising during its operation by eliminating through-currents and limiting the reverse voltage at the input of power transistors. The goal is achieved by the fact that, in the voltage converter, the circuits for protection against through currents are made in the form of electronic switches, the inputs of which are connected to collectors of power transistors, and one of the power electrodes connected to the bases of the power transistors of the opposite arms are also connected to the corresponding inputs of an input node for limiting reverse control voltage, the output of which is connected to other power electrodes of electronic switches. In this case, the node for limiting reverse control voltage, with the aim of increasing reliability when operating in a wide range of temperature and input voltage, can be made in the form of two opposite-connected diodes, some of whose electrodes form the node's inputs, while others are combined - output node, the latter connected via a zener diode. shunted by a capacitor to the second input terminal of the device. The drawing shows a schematic diagram of the converter. ) 4 The middle point of the primary winding of the output transformer I is connected to the first input terminal 2 connected to a power source. The extreme leads of the same winding of the output transformer 1 are connected to the collectors of power transistors 3 and k, the emitters of which are connected to the second input terminal 5. The control circuits 6 and 7 of the power transistors are installed between the bases and emitters of transistors 3 and 4, respectively. In this case, the windings 8 and 9 of the control circuits 6 and 7 can be the secondary windings of both the output transformer 1 and any other transformer of the power supply unit i. A limiting circuit for the reverse control voltage of 10 power transistors 3 and inputs is connected to the bases of these transistors. Each electronic switch 11 and 12 is installed between the base of one of the power transistors k and 3 and the output of the reverse control voltage limiting circuit 10. The control inputs of these electronic switches 11 and 12 are connected to the collectors of power transistors 3 and 4, respectively. One of the variants of the electronic switch circuit contains an input control transistor 13 (10 and an output switching transistor 15 (1b). The voltage converter operates as follows. When cxef is started, the voltage converter outputs a constant negative voltage at the output of the reverse control voltage circuit 10 voltage, the value of which should not exceed the maximum permissible values of the voltage between the base and the emitter of the power transistors 3 and 4. The state of the electronic switches 12 (P) determines state of the power transistors k (B). Moreover, switched-on state of the switch corresponds to the on state of the power transistor. Therefore, switching transistors (15) 16 are disposed are in ON state, when the power transistors included 3 C). When this is in a static state, on the base of the second power transistor k (3) there is a block voltage from the control unit and a key transistor

5five

15 (16) шунтирован диодом 18 (17) схемы 10 ограничени , смещенным в пр мом направлении и не вли ет на работу схемы. В динамическом состо нии , поступающее на базу второго силового транзисторов 4 (З) положительное отпиракмцее его напр жение будет закорочено на выход схемы 10 ограничени коммутирующим транзистором 15 (16) до тех пор, пока не выключитс первый силовой транзистор 3 (). И только после выключени этого транзистора 3 С) выключаетс коммутирующий транзистор 15 (16) электронного переключател 11 (12) и обеспечиваетс включение второго силового транзистора k (3). Благодар этому исключаетс возможность одновременного открытого состо ни обоих силовых транзисторов и источник питани не получает импульсных перегрузок, благопри тствующих развитию коммутационных поме по цеп м питани , что значительно повышает надежность устройства. 15 (16) is shunted by a diode 18 (17) of the limiting circuit 10, which is displaced in the forward direction and does not affect the operation of the circuit. In the dynamic state, the positive voltage coming to the base of the second power transistor 4 (G) will be shorted to the output of the limiting circuit 10 by the switching transistor 15 (16) until the first power transistor 3 () is turned off. And only after turning off this transistor 3C), the switching transistor 15 (16) of the electronic switch 11 (12) turns off and the second power transistor k (3) is turned on. This eliminates the possibility of the simultaneous open state of both power transistors and the power source does not receive pulsed overloads, favoring the development of switching pom on power circuits, which significantly increases the reliability of the device.

Claims

1. A voltage converter containing power transistors, the collectors of which are connected to the ends of the primary winding of the output transformer, the midpoint of which is connected to the first input terminal, the emitters are connected to the second input terminal, and the control transitions to the control unit power transistors through an appropriate circuit for protection against through currents is connected to the base of the power transistor, the opposite arm, characterized in that, in order to increase reliability by means of penetrating currents and limiting the reverse voltage at the input of the power transistors, the circuit for protection against through currents are made in the form of electronic switches, the inputs of which are connected to the collectors of the power transistors, and one of the power electrodes connected to the bases of the power transistors of the opposite arms are also connected to the corresponding inputs of the input node limiting the reverse control voltage on the power transistors, the output of which is connected to other power electrodes of electronic switches .

2. Converter according to claim 1, characterized in that the node limiting the reverse control voltage on the power transistors is made in the form of two oppositely connected diodes, one of the electrodes of which form the corresponding inputs of the node, and the others are combined, the node output, this last. connected via a zener diode, shunted by a capacitor, to the second input terminal of the device.

Sources of information taken into account

1. Vvushkin V.N. DC Power Transistors. M., Energie, 1967,

2. Moin B.C. and Laptev N.N. Stabilized transistor converters. M., Energie, 1972,

with. .

3. USSR author's certificate number 570163, cl. H 02 M 5/293, 1975.