Однотактный преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания. Цель изобретения - повышение КПД. Преобразователь содержит силовой транзистор 1, подключенный к входным выводам через основной дроссель 2. Параллельно силовому транзистору 1 включена цепочка из последовательно соединенных первого конденсатора 3, дополнительного дросселя 4 и первичной обмотки силового трансформатора 8, являющаяся последовательным резонансным L - C-контуром. При отпирании силового транзистора 1 по нему проходит полуволна тока синусоидальной формы, длительность которой определяется параметрами L - C-контура. Трансформатор тока 5 поддерживает силовой транзистор 1 в открытом состоянии. Стабилизация выходного напряжения преобразователя осуществляется с помощью управляемого генератора тактовых импульсов 18, регулирующего длительность закрытого состояния силового транзистора 1. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„15287 (51)4 Н 02 М 3 337

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/Х

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4303917/24-07 (22) 14.09.87 (46) 15,10,89, Бюл, № 38 (72) В.Н Новинский (53) 621.314.58(088.8) (56) Патент CIUA № 4253136, кл. Н 02 М 3/335, 1981,.

Патент США ¹ 4184167) кл, Н 02 M 3/335, 1979. (54) ОДНОТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания. Цель изобретения — повыщение

КПД. Преобразователь содержит силовой транзистор 1, подключенный к входным выводам через основной дроссель 2. Параллельно силовому транзис2 тору 1 включена цепочка из последовательно -соединенных первого конденсатора 3, дополнительного дросселя

4 и первичной обмотки силового трансформатора 8, являющаяся последовательным резонансным L-С-контуром, При отпирании силового транзистора 1 по нему проходит полуволна тока синусоидальной формы, длительность которой определяется параметрами L-С-контура. Трансформатор тока 5 поддерживает силовой транзистор 1 в открытом состоянии. Стабилизация выходного напряжения преобразователя осуществляется с помощью управляемого генератора тактовых импульсов 18> ре. гулирующего длительность закрытого состояния силового транзистора 1, 2 з,п. ф-лы,,2 ил.

3 .151528

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в

50 системах вторичного электропитания. ! (ель изобретения — повьппение КПД, На фиг,l приведена схема одно5 тактного резонансного конвертора;, на фиг.2 — временные диаграммы его работы в установившемся режиме.

Конвертор содержит силовой транзистор 1, основной дроссель 2, последовательный резонансный LC-контур, образованный первым конденсатором 3 и дополнительным дросселем 4. Датчик длительности рабочего импульса выполнен в виде трансформатора тока

5, выход которого через узел запуска

6 соединен с управляющим входом транзистора 1, Возвратный диод 7 включен встречно-параллельно тран- 20 эистору 1. Первичная обмотка силового трансформатора 8 включена последовательно в цепь резонансного контура на элементах 3 и 4. Вторичная обмотка силового трансформатора 25

8 через второй конденсатор 9 и выходной L-С-D-фильтр на элементах

10-13 подключены к выходным выводам преобразователя, К выходу полумостового транзисторного усилителя, 30 образованного фильтрующими конденсаторами 12, 13 и транзисторами 14, 15, через резистор 16 и третий конденсатор 17 включена дополнительная обмотка трансформатора тока 5. Управляемый генератор тактовых импульсов

18 содержит усилитель ошибки рассогласования 19 и таймер 2Q, Преобразователь работает следующим образом. 40

Появление напряжения на входных зажимах вызывает приотпирание силового транзистора 1, производимое узлом запуска 6 после задержки соизмеримой со временем заряда конден- 45 сатора 3. Начало протекания коллекторного тока вызывает лавинообразный процесс отпирания силового транзистора 1 с помощью токового трансформатора 5 и последующее поддержание его в насыщенном состоянии до окончания разряда конденсатора 3.

Окончание прохождения полуволны тока вызывает синхронное выключение силового транзислора, Затем начина55 ется процесс заряда конденсатора 3 через входной дроссель 2, определяющий восстановление магнитного состояния сердечников трансформаторов 5 и 8. Рабочая точка на магнитной характеристике силового трансформатора перемещается по симметричной петле гис тереэиса, так как включение конденсаторов 3 и 9 последовательно с первичной и вторичной обмотками трансформаторов исключает какое-либо подмагничивание.

Окончание заряда конденсатора 3 вызывает смеНу направления тока в первичной обмотке трансформатора

5 и последующее включение силового транзистора. Преобразователь входит в автогенераторный режим, В установившемся режиме ошибка рассогласования уровней вторичного и опорного напряжений, усиленная схемой 19, поступает на вход таймера 20, который выполняет функции преобразователя напряжения в частоту, Выходной сигнал таймера поступает ! на управляющие входы транзисторов 14, 15. Управляющий сигнал вырабатываемый схемой управления усиливается и на обмотках токового трансформатора формируются запускающие тактовые импульсы, поступление которых вызывает отпирание силового транзистора преобразователя. Частота отпирания силового транзистора 1 определяется генератором тактовых импульсов

18, обеспечивающей стабильность выходного напряжения, Поступление в момент времени о (фиг.2> тактового импульса вызывает начало рабочего интервала и отпирание силового транзистора, который до момента t, находится в насыщенном состоянии, пропуская полуволну тока, длительностью определяемой параметрами резонансного LC-контура 3, 4. В течение рабочего интервала накопленная в конденсаторе 3 энергия через конденсатор 9 и сглаживающий. дроссель Il поступает в нагрузку, происходит накопление энергии во входном дросселе 2.

В конце рабочего интервала напряжение на конденсаторе 3 меняет знак, который несколько перезаряжается посредством воздействия дросселя 4, I

В интервале, t „-t незначительная остаточная энергия дросселя 4 через возвратный диод 7 начинает заряжать конденсатор 3. Напряжение „, коллектора транзистора 1 поддерживается пря5 151528 мо смещенным диодом 7 на уровне, близком к нулю, Ток нагрузки поддерживается эа счет энергии,.накопленной в элементах фильтра 11, 12, 13, С целью обеспечения стабильности выходного напряжения схема управления регулирует длительность интервала времени между тактовыми импульсами (фиг. 2) .

Включение силового транзистора в нуле тока, а выключение и при нуле напряжения обеспечивает устранение ком- мутационных потерь, благодаря чему повыщаются КПД.

Формула изобретения

1. Однотактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий присоединенный к входным выводам через основной дроссель силовой транзистор, параллельно которому включена через первый конденсатор цепь первичной обмотки силового трансформатора, вто- 25 ричная обмотка которого подсоединена через второй конденсатор и выходный

Ь-С-D-$vaavp к выходным выводам преобразователя, и блок управления, о т

7 6 ли чающий ся тем, что, сцелью повыщения КПЦ, введены дополнительный дроссель, возвратный диод, датчик длительности рабочего импульса, а блок управления содержит управляемый генератор тактовых импульсов, причем дополнительный дроссель и датчик длительности рабочего импульса включены последовательно в цвпь первичной обмотки силового трансформатора, а возвратный диод включен встречно-параллельно силовому транзистору.

2 ° Преобразователь по п. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что,датчик длительности рабочего импульса выполнен в виде трансформатора тока, выход которого подключен к управляющему входу силового транзистора, 3, Преобразователь по п. 2, о т— л и ч а ю шийся тем, что управляемый генератор тактовых импульсов выполнен в виде таймера и транзисторного усилителя, выход которого через третий конденсатор подключен к дополнительной обмотке, введенной в трансформатор тока, 15!5287

Составитель В.Моин

Редактор А,Налинич Техред М.Моргентал Корректор M,Ñàìáîðñêàÿ

Заказ 6288/52 Тираж 648 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производ< гвеHHQ-èçäàòåëüñêèé комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101