Стабилизированный конвертор

 

Изобретение относится к элестротёхнике и может быть использовано во вторичных источниках питания. Цель изобретения - по- - «ышенИе КПД и надежности конвертора путем снижения потерь на интервалах запирания. МДП-транзисторов. Конвертор содержит инвертор на МДП-транзисторах 1,2, силовой трансформатор 3, выпрямитель 4, фильтр 5, широтно-импульсный модулятор 6, развязывающий трансформатор 7, цепи управления. В цепи управления МДП-транзистор'гми введены источники отпирающих напряжений 8 и 9, включающие в себя соответственно конденсаторы 20,21 и диоды 22, 23. Введение отпирающих источников позволяет форсировать заряд входных емкостей МДП-транзисторов, снижая тем самым динамические потери и повышая надежность конвертора. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 М 3!335

lOCYQAPCTBEHHblA KOMNTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

° а

° °

Ъ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

I (61),1582298 (2 1) 4826947/07 (22) 21.05.90 (46) 23.02.92, Бюл. 1Ф 7

P1) Научно-исследовательский институт авиационного оборудования (72) В. Н. Новинский (53) 621 З1 4,57(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1582298, кл, k 02 M 3/335, 1988. (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ КОНВЕРТОР (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания. Цель изобретения - по-аышение КПД и надежности конвертора пуИзобретение относится к электротехнике и может быть применено во вторичных источниках питания, Известен конвертор, содержащий мостовой или полумостовой инвертор, выполненный на МДП-транзисторах, выходной трансформатор, выпрямитель и фильтр, к которому подключен широтно-импульсный модулятор (ШИМ) с развязывающим трансформатором, выходные обмотки котароге подключены к управляющим цепям транзисторов, каждая из которых включает в себя выполненный составным отключающий, включающий и дополнительный транзисторы, два резистора..Отключающий транзистор подключен параллельно цепи затвор - исток МДП-транзистора. включающий транзистор. коллектором подключен к истоку, эмиттером — к отрицательному выводу источника отпирающего напряжения, а базой а91 ЯЛао 1 714769 А2 тем снижения потерь на интервалах запирания. МДП-транзисторов. Конвертор содержит инвертор на МДП-транзисторах 1,2, силовой трансформатор 3, выпрямитель 4, фильтр 5, широтно-импульсный модулятор

6, развязывающий трансформатор 7, цепи управления. В цепи управления МДП-транзисторами введены источники отпирающих напряжений 8 и 9, включающие в себя соответственно конденсаторы 20, 21 и диоды 22, 23. Введение отпирающих источников позволяет форсировать заряд входных емкостей МДП-транзисторов, снижая тем самым динамические потери и повышая надежность конвертора. 2 ил. — к эмиттеру дополнительного транзистора, коллектор которого подключен к базе отключающего транзистора и через первый резистор — к точке соединения коллектора отключающего транзистора с положительным выводом источника отпирающего напряжения и затвором МДП-транзистора. а обмотка развязывающего трансформатора одним концом соединена с эмиттером включающего транзистора, другим через второй резистор- с базой дополнительного транзистора.

Недостатками этого конвертора явля-. ются существенные динамические потери при выключении МДП-транзисторов и потери, вызываемые их остаточными токами, в режиме отсечки.

Цель изобретения — повышение КПД и надежности конвертора за счет снижения

1714769 потерь в интервале запирания силовых

МДП-транзисторов.

На фиг. 1 показана схема стабилизированного конвертора; на фиг. 2 — схема стабилизированного конвертора с цепями управления, выполненными на транзисторах р-п-р-проводимости.

Конвертор содержит инвертор на МДПтранзисторах 1, 2, включенных по полумостовой схеме, силовой трансформатор 3, выпрямитель 4, фильтр 5, широтно-импульсный модулятор 6, развязывающий трансформатор 7, цепи управления транзисторов, включающие в себя источники отпирающих напряжений 8, 9, первые резисторы 10, 11, отключающие составные транзисторы 12, 1-3, вторые резисторы 14, 15, включающие транзисторы 16, 17, дополнительные транзисторы 18, 19, элементы

20-23 возможного варианта исполнения источников отпирающих напряжений 8, 9, дополнительные диоды 24, 25, конденсаторы

26,27, вторичные обмотки 28 и 29 развязывающего трансформатора.

Конвертор с р-и-р-транзисторами в цепях управления (см. фиг. 2) содержит те же элементы 1-28, а также элементы 30-33 возможного варианта двуполярного исполнения источников отпирающих напряжений 8, 9 и цепь запуска ШИМ(не показана).

В установившемся режиме конвертор работает следующим образом, При появлении напряжения на входных зажимах конвертора ШИМ 6 вырабатывает. смещенные по фазе на 180 импульсы управления. Воздействие возмущающих факторов вызывает, в зависимости от вида модуляции, квазисинхронное изменение длительности смежных импульсов или вариацию длительности паузы.

Положительная полярность напряжения, прикладываемого со вторичной обмотки 28 трансформатора 7 через резистор 14 к базе транзистора 18, отпирает транзисторы 18, 16. чем шунтируется управляющая цепь отключающего составного транзистора 12 и он запирается, При этом к затвору

МДП-транзистора 1 и к конденсатору 26 через диод 2 прикладывается положительное нап ряжение (источника 8).

МДП-транзистор 1 включается, подсоединяя трансформатор 3 к первйчной сети.

По окончании управляющего импульса положительной полярности транзисторы 13, 16 запираются и отключают конденсатор 26 от источника 8, в базу транзистора 12 через резистор 10 от конденсатора 26 (заряженного до напряжения отпирающего источника) начинает втекать отпирающий ток. Диод

24 смещается в обратном направлении и отключает конденсатор 26 от затвора МДПтранзистора 1.

Разряд входной емкости затвор — исток до порогового напряжения (порядка 5 В)

5 через отключающий транзистор 12 вызывает выключение МДП-транзистора 1, После10

50 введенным элементам и связям между ними

55 обеспечИвает снижение потерь в интервале

45 дующая пауза в управляющем сигнале и импульс отрицательной полярности не ока1 зывают влияния на работу управляющей цепи МДП-транзистора 1, однако отрицательный импульс является отпирающим для,транзисторов 19, 17, входящих в цепь управления МДП-транзистора 2; рабо-, чий цикл которого сдвинут по фазе на 180 и протекает аналогично. Затем процессы повторяются, поочередно открываясь, транзисторы 1 и 2 создают переменное напряжение на обмотках трансформатора 3, которое поступает на выпрямитель 4, сглаживается фильтром 5 и прикладывается к сопротивлению нагрузки.

Величина выходного напряжения служит входным сигналом ШИМ 6, обеспечивающим егo стабильность.

В конверторе, представленном на фиг.

2, цепи управления силовых ключей выполненыы на основе р-и-р-транзисторов. Работает устройство аналогично, однако в ряде случаев имеет преимущества: может быть упрощена его электрическая схема, поскольку источник отпирающего напряжения 9 имеет общий зажим с источником входного напряжения; источники управляющего напряжения 8 и 9 могут быть выполнены на элементах 20—

23, 30-33 в двуполярном виде и при подсоединении коллекторов запирающих транзисторов 12, 13 к отрицательному зажиму источников 8 и 9 (как показано на фиг. 2 пунктиром), вместо истоков МДП-транзи.сторов, к затвору последних и рикладывается отрицательное напряжение. Таким образом, дополнительно могут быть снижены время выключения и ток утечки через закрытый транзистор. Последовательно с диодами 22; 23, 32, 33 могут включаться ограничительные элементы (не показаны).

Форсированный и более полный разряд (или перезаряд до отрицательного напряжения) входной емкости МДП-транзистора при выключении и в режиме отсечки благодаря запирания силовых МДП Tp8KSI1cTopoB и, следовательно, повышение КПД и надежности. Сокращение времени выключения определяет повышенные частотные свойства схемы, 6 1714769 6

Формула изобретения

Стабилизированный конвертор по авт,:: св, М1682298,отличающийсятем,что, с целью повышения КПД и надежности за счет снижения потерь в интервале,запира- 5 ния силовых МДП-транзисторов, в каждую цепь управления введены диод и кондвнсатор, соединенные последовательно, причем диод включен между выводом источника от-пирающего напряжения и первым резистором, а другой вывод конденсатора подключен к эмиттеру отключающего транзистора, 1714769

Составитель С.Коняхин

Редактор Т.В.Иванова Техред М,Моргентал

Корректор О.Кундрик

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

Заказ 702 Тираж Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям ори ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-36, Раушская наб., 4/5