Двухтактный преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель - повышение надежности путем исключения режимов сквозных токов и несимметрии. Устройство содержит трансформатор 1, вторичная обмотка которого подключена к выходным выводам, а первичная обмотка - к коллекторам транзисторов 2 и 3. При формировании высокого логического уровня на выходе широтно-имп ульсного модулятора 6 срабатывает триггер-распределитель 7 и отпирается транзистор 2. Одновременно через ключ 9 и резистор 14 происходит заряд конденсатора 13. При окончании импульса с выхода широтно-импульсного модулятора 6 транзистор 2 запирается, и до появления последующего импульса на выходе широтно-импульсного модулятора 6 конденсатор 13 сохраняет напряжение. При срабатывании триггера-распределителя 7 происходят изменение состояния триггера-формирователя 8 и 9 и отпирание транзистора 3 до тех пор, пока не разрядится конденсатор 3 через резистор 14 и открытый ключ 10. При этом компаратор 11 запирает транзистор 3. Перекрестные связи с выхода датчиков состояния 15 и 16 на входы логических элементов совпадения 4 и 5 предотвращают возникновение режима сквозного тока. 3 ил. -w Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 02 М 7/538

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPM ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4602416/07 (22) 31. 10.88 (46) 07,05.91. Бюл. М 17 (72) А.В.Средников (53) 621.314.058(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 788094, кл. Н 02 М 3/335, 16.02.79.

Авторское свидетельство СССР

hk 788694, кл. Н 02 М 3/335, 27.10,83.

Патент США М 4133025, кл. И 02 M 7/537, 02.06.79. (54) ДВУХТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПОСТОЯН НОГО НАП РЯЖЕ НИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель — повышение надежности путем исключения режимов сквозных токов и несимметрии.

Устройство содержит трансформатор 1, вторичная обмотка которого подключена к выходным выводам, а первичная обмотка — к

„„Я „„1647821 А1 коллекторам транзисторов 2 и 3. При формировании высокого логического уровня на выходе широтно-импульсного модулятора 6 срабатывает триггер-распределитель 7 и отпирается транзистор 2. Одновременно через ключ 9 и резистор 14 происходит заряд конденсатора 13. При окончании импульса с выхода широтно-импульсного модулятора 6 транзистор 2 запирается, и до появления последующего импульса на выходе широтно-импульсного модулятора 6 конденсатор

13 сохраняет напряжение. При срабатывании триггера-распределителя 7 происходят изменение состояния триггера-формирователя 8 и 9 и отпирание транзистора 3 до тех пор, пока не разрядится конденсатор 13 через резистор 14 и открытый ключ 10. При этом компаратор 11 запирает транзистор 3.

Перекрестные связи с выхода датчиков состояния 15 и 16 на входы логических элементов совпадения 4 и 5 предотвращают возникновение режима сквозного тока. 3 ил.

1647821

40 совпадения, запрещая открывание транзистора 2, одновременно через замкнутые

50

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники.

Целью изобретения является повышение надежности путем исключения режима сквозного тока.

На фиг.1 приведена функциональная схема двухтактного преобразователя постоянного напряжения; на фиг.2 и 3 — диаграммы напряжений на - элементах преобразователя при разных длительностях импульсов широтно-импульсного модулятора.

Двухтактный преобразователь постоянного напряжения содержит трансформатор

1, первый 2 и второй 3 транзисторы, первый

4 и второй 5 логические элементы совпадения, широтно-импульсный модулятор 6, триггер-распределитель 7, триггер-формирователь 8, первый 9 и второй 10 ключи, компаратор 11, резистивный делитель 12 напряжения, конденсатор 13, резистор 14, первый 15 и второй 16 датчики состояния.

Работа двухтактного nðåoáðàýoâàòåëÿ основана на том, что импульсы, сформированные широтно-импульсным модулятором

6, управляют работой только одного транзистора 2. Управляющий сигнал для второго транзистора 3 формируется путем повторения управляющего импульса первого транзистора 2 с учетом времени рассеивания обоих транзисторов 2 и 3.

С выхода широтно-импульсного модулятора 6 (фиг,2 и 3a) широтно-модулированные импульсы поступают на вход триггера распределителя 7, который срабатывает по переднему фронту импульсов и работает в . счетном режиме, т.е. с каждым фронтом на входе он меняет свое состояние. С выхода триггера распределитель 7 меандр (фиг.2 и

Зб) поступает на второй вход логического элемента 4 совпадения, на другой его вход поступают импульсы с широтно-импульсного модулятора 6, Датчики 15 и 16 состояния работают таким образом, что если транзистор 2 или 3 закрыт, то на выходе соответствующего датчика 15 или 16 присутствует высокий логический уровень. Следовательно, если транзистор 3 закрыт, то на третьем входе логического элемента совпадения 4 будет высокий логический уровень (фиг.2 и

Зв). При этом на его выходе формируется импульс, который открывает транзистор 2 5 (фиг.2 и Зг), и через первичную обмотку. трансформатора 1 протекает ток. В течение всего времени, пока транзистор 2 находится в открытом состоянии (включая его время рассасывания), на выходе датчика 15 под5

35 держивается низкий логический уровень (фиг,2 и 3е3, который поступает на второй логический элемент 5 совпадения и запрещает открывание транзистора 3. Это позволяет исключить возможность открывания транзистора 3, пока полностью не закрыт транзистор 2. Кроме того, с выхода датчика

15 низкий логический уровень поступает на управляющий вход ключа 9. Ключ 9 открывается и через резистор 14 начинает заряжаться конденсатор 13 (фиг.2 и 4к). Величина напряжения, до которой заряжается конденсатор 13, зависит от реальной длительности импульса на коллекторе транзистора

2. Когда транзистор 2 закрывается, напряжение с выхода датчика 15 закрывает ключ

9, и конденсатор 13 "запоминает" длительность открытого состояния транзистора 2.

Очередной импульс с выхода широтноимпульсного модулятора 6(фиг,2 и За) перебрасывает триггер-расспределитель 7. По заднему фронту сформированного на выходе триггера 7 импульса запускается триггерформироватeëü 8 и на его выходе появляется высокий логический уровень (фиг.2 и Зж). Он поступает на вход-логического элемента 5 совпадения. Если транзистор 2 уже закрыт, то на втором входе логического элемента 5 совпадения также присутствует высокий логический уровень.

В результате на выходе логического элемента 5 совпадения формируется передний фронт импульса (фиг.2 и Зз) и транзистор 3 открывается, По первичной обмотке трансформатора 1 протекает ток уже в другом направлении. Пока транзистор 3 открыт, на выходе датчика 16 присутствует низкий логический уровень (фиг.2 и Зв), который поступает на вход логического элемента 4 контакты ключа 10 и резистор 14 начинает разряжаться конденсатор 13 (фиг.2 и Зк).

Постоянная времени резистора 14 и конденсатора 13 намного превышает период рабочей частоты, следовательно, заряд и разряд конденсатора 13 протекают практически линейно и с одинаковым наклоном зарядной характеристики. В тот момент, когда напряжение на конденсаторе 13 поменяет знак, на выходе компаратора 11 появляется импульс (фиг,2 и Зл), который поступает на установочный вход триггера формирователя

8 и на его выходе появляется задний фронт управляющего импульса (фиг,2 и Зж), После пропадания управляющего напряжения на базе транзистора 3 через него в течение времени рассасывания продолжает течь ток и на выходе датчика 16 сохраняется низкий логический уровень. Следовательно, разряд

1647821 конденсатора 13 через ключ 10 продолжается и в это время. В результате в следующий . "запоминающий" такт заряд конденсатора

13 происходит не с нулевого значения, а с некоторой отрицательной величины, пропорциональной времени рассасывания транзистора 3, и во все последующие такты формирование управляющего. импульса триггер-формирователем 8 заканчивается раньше на время рассасывания транзистора 3.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет полностью исключить асимметричный режим работы двухтактного инвертора как в режиме ШИМ, так и при максимальной ширине импульса, а также полностью устранить сквозные токи. Это приведет к увеличению надежности и КПД всего устройства.

Формула изобретения

Двухтактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий трансформатор, вторичная обмотка которого присоединена к выходным выводам, средний вывод первичной обмотки подключен к первому входному выводу, а крайние выводы первичной обмотки присоединены к коллекторам первого и второго транзисторов, эмиттеры которых подсоединены к второму входному выводу, а базы соединены с выходами соответственно первого и второго логических элемвнтов совпадения, широтно-импульсный модулятор, выход которого присоединен к входу триггера распределителя и к первому входу первого логического элемента совпадения, второй вход которого подключен к выходу триггера

5 распределителя, резистивный делитель напряжения, средний вывод которого присоединен к первому выводу конденсатора, компаратор, резистор, о т л и ч а ю. шийся тем, что, с целью повышения надежности

10 путем исключения режимов сквозных токов и несимметрии, введен триггер-формирователь, первый и второй ключи и включенные между коллекторами и эмиттерами соответственно первого и второго транзисторов

15 первый и второй датчики состояния, выходы которых присоединены к входам управления соответственно первого и второго ключей, включенных последовательно между первым и вторым входными выводами, при

20 этом точка их соединения подключена через резистор к второму выводу конденсатора, присоединенному к инвертирующему входу компаратора, неинвертирующий вход которого подключен к первому выводу конден25 сатара, выход — к установочному входу триггера-формирователя, запускающий вход которого присоединен к второму входу первого логического элемента совпадения, третий вход которого подключен к выходу

30 второго датчика состояния, а выход триггера формирователя присоединен к первому входу второго элемента совпадения, второй вход которого подключен к выходу первого датчика состояния, при этом резистивный

35 делитель напряжения включен между первым и вторым входными выводами.

1647821 л

Составитель В.Ежов

Редактор H.Ëàçàðåíêo Техред M.Mîðråíòàë Корректор О,Кравцова

Заказ 1412 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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