Преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель - повышение КПД. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОДЕРЖИТ ТРАНЗИСТОР 1, У КОТОРОГО ЭМИТТЕР ПРИСОЕДИНЕН К ПЕРВОМУ ВЫХОДНОМУ ВЫВОДУ, БАЗА ПОДКЛЮЧЕНА К ОПОРНОМУ ЭЛЕМЕНТУ 2, А КОЛЛЕКТОР СОЕДИНЕН ЧЕРЕЗ ПЕРВИЧНУЮ ОБМОТКУ 4 ДРОССЕЛЯ С ВХОДНЫМ ВЫВОДОМ. ВЫХОД БЛОКА 13 УПРАВЛЕНИЯ ПРИСОЕДИНЕН К ВХОДУ УПРАВЛЕНИЯ КОММУТИРУЮЩЕГО ЗВЕНА 3, ВКЛЮЧЕННОГО МЕЖДУ КОЛЛЕКТОРОМ И БАЗОЙ ТРАНЗИСТОРА 1. ПРИ ОТПИРАНИИ КОММУТИРУЮЩЕГО ЗВЕНА 3 ОТПИРАЕТСЯ ТРАНЗИСТОР 1, НА ВЫХОДНЫХ ВЫВОДАХ ДЕЙСТВУЕТ НАПРЯЖЕНИЕ, РАВНОЕ НАПРЯЖЕНИЮ ОПОРНОГО ЭЛЕМЕНТА 2. ПРИ ЭТОМ ИЗБЫТОК НАПРЯЖЕНИЯ МЕЖДУ ВХОДНЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ И НА ОПОРНОМ ЭЛЕМЕНТЕ ПАДАЕТ НА ПЕРВИЧНОЙ ОБМОТКЕ 4 ДРОССЕЛЯ, ТОК В КОТОРОЙ БОЛЬШЕ ТОКА КОЛЛЕКТОРА ТРАНЗИСТОРА 1. ИЗБЫТОК ТОКА ПЕРВИЧНОЙ ОБМОТКИ ДРОССЕЛЯ ОТВОДИТСЯ ЧЕРЕЗ КОММУТИРУЮЩЕЕ ЗВЕНО В ОПОРНЫЙ ЭЛЕМЕНТ 2. ПРИ ЗАПИРАНИИ ТРАНЗИСТОРА 1 ЭНЕРГИЯ, НАКОПЛЕНА В ДРОССЕЛЕ, ЧЕРЕЗ ВТОРИЧНУЮ ОБМОТКУ 5 ДРОССЕЛЯ И ДИОД 6 РЕКУПЕРИРУЕТСЯ В НАГРУЗКУ. 1 З.П.Ф-ЛЫ, 2 ИЛ.

СОК)3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 Н 02 М 7/537

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг. r

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

Н д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4252432/24-07 (22) 28.05.8? (46) 30.08.90. Бюл. К 32 (75) В.Ф.Захаров (53) 621.314.58 (088,8) (56) Патент США Р 3566253, кл. Н 02 M 3/335, 1971.

Заявка.ФРГ 2532045, кл. Н 02 М 3/335, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1333192, кл. Н 02 М 3/335, 1985. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель — повышение КПД. Преобразователь содержит транзистор1, у которого эмиттер присоединен к первому выходному выводу, база подключена к опорному элементу 2, а коллектор

Л0 1589359 А 1

2 соединен через первичную обмотку 4 дросселя с входным выводом. Выход блока 13 управления присоединен к входу управления коммутирующего звена

3, включенного между коллектором и базой транзистора 1. При отпирании коммутирующего звена 3 отпирается транзистор 1, на выходных выводах которого действует напряжение, равное напряжению опорного элемента 2.

При этом избыток напряжения между входным напряжением и на опорном элементе падает на первичной обмотке 4 дросселя,ток в которой больше тока коллектора транзистора 1. Избыток тока первичной обмотки дросселя отводится через коммутирующее звено в опорный элемент 2, При запирании транзистора 1 энергия, накопленная в дросселе, через вторичную обмотку

5 дросселя и диод 6 рекуперируется в нагрузку. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1589359

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания систем радиотехники, автоматики и выk числительной техники, Цель изобретения — повышение КПД преобразователя постоянного напряжения.

На фиг, 1 приведена схема электрическая преобразователя постоянного

Напряжения без гальванической развязки; на фиг. 2 — то же, с гальваЙической развязкой входных и выходных выводов, 15

Преобразователь постоянного напряжения содержит транзистор 1, источник

2 опорного напряжения, коммутирующее звено 3, первую 4 и вторую 5 обмотки дросселя и диод 6.

2О

На фиг. 1 представлен случай, ког,да эмиттерная цепь образована активной нагрузкой. В этом случае цепь из

1 последовательно соединенных второй обмотки 5 дросселя и диода 6 оказывается подключенной между эмиттером

1ранэистора 1 и общим проводом,. Если в эмиттерную цепь транзистора 1 введен трансформатор (фиг. 2), его перВичную обмотку 8 подключают между эмиттером транзистора 1 и общим проводом, а вторичную обмотку 9 через выпрямительный диод 10 — к выходным выводам устройства. Цепь из обмотки

5 и диода 6 в этом случае подключают между выходными выводами, Источник 2 опорного напряжения при необходимости, кроме собственно опорного элемента 11, может содержать в своем составе развязывающий диод

12. В качестве опорного элемента может быть установлен резистор, стабилитрон, параметрический стабилизатор или стабилизатор, управляемый с выхода устройства.

В качестве коммутирующего звена 3 может быть использован механический прерыватель либо управляемый полупроводниковый элемент. На фиг. 1 в качестве коммутирующего звена используется коллекторно-эмиттерная цепь транзистора. Коммутирующий транзистор управляются с выхода блока 13 управления, выходы которого подключены к базам соответствующих транзисторов. Блок 13 управления может содержать задающий генератор 14 и транзисторный согласующий каскад.

При наличии питающих напряжений задающий генератор 14 вырабатывает импульсы напряжения, которые с помощью транзисторного согласующего каскада преобразуются в импульсы тока, отпирающие транзистор коммутирующего звена 3, а также запускающие источник 2 опорного напряжения и открывающие транзистор 1. При этом напряжение на выходных, выводах 15 и 16 равно напряжению опорного элемента за вычетом падения напряжения на базоэмиттерном переходе транзистора 1.

Одновременно на коллекторе транзистора 1 напряжение равно сумме опорного напряжения и падению напряжения на коммутирующем звене 3. Таким образом напряжение между коллектором и эмиттером транзистора 1 фиксировано и может быть достаточно малым, что снижает потери на транзисторе 1. При отпирании транзистора 1 ток в первичной обмотке дросселя 4 равен или больше тока коллектора транзистора

1. Избыточная часть тока первичной обмотки 4 .дросселя ответвляется через коммутирующее звено 3 в опорный элемент. При запирании транзистора 1 и коммутирующей цепи 3 энергия, накопленная в дросселе 4, рекуперируется в нагрузку. Аналогичным образом ра ботает преобразователь на фиг. 2.

Таким образом, с помощью введения в коллекторную цепь транзистора . I двухобмоточного дросселя позволяет преобразовать энергию, теряемую в коллекторной цепи транзистора (ту ее часть, что в устройстве-прототипе рассеивалась в тепло на сопротивлении коллекторного), в энергию .магнитного поля индуктивного элемента, возвращаемую в следующий полупериод источником. тока в нагрузку. При этом падение напряжения между силовыми выводами ключевого транзистора фиксируется на достаточно малом уровне, независящем от разницы входного и опорного напряжений, что позволяет снизить мощность, рассеиваемую в тепло при нагреве регулирующего элемента, повышая КПД преобразования;

Формула изобретения

1. Преобразователь постоянного напряжения, содержащий транзистор, эмиттер, которого связан с выходными выводами, а база присоединена к первоСоставитель В.Ежов

Редактор Л.Пчолинская Техред Л.ОЛийнык Корректор О.Ципле

Заказ 254б Тираж 496 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЧСР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

15893 му выводу опорного элемента, второй вывод которого подключен к первому входному выводу, блок управления, выход которого присоединен к входу управления коммутирующего звена, первый силовой вывод которого подключен к базе транзистора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения КПД, введен диод и двухобмоточный дроссель,1 первичная обмотка которого включена между вторым входным выводом и коллектором транзистора, а вторичная обмот59 6 ка присоединена через диод к выходным выводам, при этом второй силовой вывод коммутирующего звена подключен к точке соединения первичной обмотки дросселя и коллектора транзистора, 2. Преобразователь по и. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что для гальванической развязки входных и выходных выводов, указанная связь эмиттера транзистора с выходными выводами осуществлена через трансформатор и выпрямительный диод.