Однотактный обратноходовой преобразователь постоянного напряжения в постоянное

 

Использование: в источниках питания радиоэлектронной аппаратуры общего применения , в частности для блоков ЭВМ. Сущность изобретения: преобразователь содержит силовой транзистор 1, трансформатор 2, блок управления 15, силовой 6 и защитный 7 диоды, а также резистор 8. В устройстве обеспечена подача тока обратного направления в базу силового транзистора 1 при его выключении, что повышает быстродействие. Одновременно обеспечивается упрощение конструкции. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s -Н 02 M 3/335

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБЁЕТЕЙИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4881711/07 (22) 11.11.90 (46) 15.08.92, Бюл. М 30 (71) Центральное научно-производственное обьединение "Ленинец" (72) В.С. Уманский (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1270878, кл. Н 03 К 3/26, 1986.

Патент США М 4819144, кл. Н 02 М 3/335, 1989. (54) ОДНОТАКТНЫЙ ОБРАТНОХОДОВОЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ ЬЦ 1755353 А1 (57) Использование: в источйиках "питания радиоэлектронной аппаратуры общего применения, в частности для .блоков ЭВМ, Сущность изобретения: преобразователь содержит силовой транзистор 1, трансформатор 2, блок управления 15, силовой 6 и защитный 7 диоды, а также резистор 8. В устройстве обеспечена подача тока обратного направления в базу силового транзистора 1 при его выключении, что повышает быстродействие. Одновременно обеспечивается упрощение конструкции.

2 ил.

1755353

Изобретение относится к электротехнике и r. ожет быть игпользовано преимущественно в источниках питания радиоэлектронной аппаратуры общего применения, в частности, блоков 3ВМ.

Известно устройство для заряда накопительного конденсатора, которое имеет в своем составе однотактный обратноходовой преобразователь постоянного напряжен ия. Он СодОфжит силовой и вспомогательн ый тра йзисторы, трансформатор, блок управления, силовой и защитный диоды, а также резистор.

Недостаток этого преобразователя состоит в том, что процесс рассасывания неoct овнах носителей заряда в базе силового транзистора при его выключении протекает замедленно, поскольку он не сопровождается подачей обратного тока в базу. Как следствие снижается быстродействие преобразователя, Известен однотактный обратноходовой преобразователь постоянного напряжения в постоянное. Он содержит силовой транзистор, два трансформатора, два силовых обратноходовых диода, разделительный диод и конденсатор, Этот преобразователь имеет. недостаток, аналогичный приведенному выше.

Устройство-прототип содержит силовой транзистор, эмиттер которого соединен с общим выводом, база-эмиттерный переход — с выходом блока управления, а коллектор через первичную обмотку транс 1.арматора соединен с первым входным выводом, При этом первый вывод вторичной обмотки трансформатора через силовой обратноходовой диод подключен к первому выходному выводу, а второй выходной вывод соединен с общим выводом. Имеется защитный диод. зашунтированный резистором, причем анод диода соединен с общим выводом. Имеется также дополнительный транзистор, эмиттер которого соединен с общим выводом, а коллектор — с базой силового транзистора. База дополнительного транзистора соединена непосредственно с катодом защитного диода и через конденсатор — с анодом силового диода.

Недостатками этого преобразователя

AoJlяются ограниченное быстродействие и усложненность конструкции, Цель изобретение — увеличение быстродействие при одновременном упрощении конструкции, Сущность изобретения состоит в том, что предлагаемый однотактн ый обратноходовой преобразователь постоянного напряжения в постоянное аналогично прототипу содер>кит силовой транзистор, эмиттер которого соединен с общим выводом, базаэмиттерный переход — с выходом блока управления, а коллектор через первичную обмотку трансформатора — с первым входным выводом, При этом первый вывод вторичной обмотки трансформатора через силовой обратноходовой диод подключен к первому выходному выводу, а второй выход-. ной вывод соединен с общим выводом. Имеется защитный диод, эащунтированный резистором, причем анод диода соединен с общим выводом. 8 отличие от прототипа второй вывод вторичной обмотки трансформатора соединен с базой силового транзистора и с катодом защитного диода.

На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 — временные диаграмы напряжений и токов, Предлагаемый однотактный обратнохо20 давай преобразователь постоянного напряжения (фиг. 1) содержит силовой транзистор

1, трансформатор 2 с первичной 3 и вторичной 4 обмотками, блок 5 управления, сило-вой обратноходовой диод 6, защитный диод

7, резистор 8; а также первый входной вывод 9, общий вывод 10 и первый выходной вывод 11, При этом аналогично прототипу эмиттер силового транзистора 1 соединен с общим выводом 10, база-эмиттерный нере25

55 дами присоединены параллельно включенные конденсатор 16 фильтра, делитель 17 напряжения и нагрузка 18, Преобразователь работает следующим образом. ход — с выходом блока 5 управления, а коллектор через первичную обмотку 3 трансформатора 2 — с первым входным вы.водом 9. Первый вывод вторичной обмотки

35 4 трансформатора 2 через силовой обратноходовой диод 6 подключен к первому выходному выводу 11, а второй выходной вывод соединен с общим выводом 10, Анод защитного диода .7, зашунтированного резисто40 ром 8, соединен с общим выводом 10.

В отличие от прототипа второй вывод вторичной обмотки 4 трансформатора 2 соединен с базой силового транзистора 1 и с катодом защитного диода 7.

45 Блок 5 управления может быть выполнен на основе какого-либо известного схемного решения. Этот блок может содержать, например, усилитель 12 сигнала ошибки, источник 13 опорного напря>кения, формиро50 ватель 14 импульсов с регулируемой длительностью (т.е, с широтно-импульсной модуляцией — 1НИМ) и параллельную RC-цепочку 15, Между выходным 11 и общим 10 выво17".5353

При поступлении в момент Tt очередного отпирающего импульса тока I от выхода блока 5 в базу транзистора 1 он насыщает- ся, и через него и обмотку 3 трансформатора

2 начинается протекание тока 1з пилообраз- 5 ной формы (фиг. 2 а,б), Диоды 6, 7 при этом заперты, напряжение Е на коллекторе транзистора 1 мало (фиг. 2 в). В момент Tz окончания импульса тока It начинается tipoцесс выключения транзистора 1; ток 1з при 10 этом спадает до нуля, а напряжение Е1 на коллекторе транзистора 1 возрастает (фиг,.

2 а,б,в). При этом под действием ЭДС самоиндукции, наведенной в обмотке 4, происходит отпирание диодов 6, 7. Энергия, 15 накопленная в индуктивности обмотки 3 в интервале времени (T>, Tz), током Ia передается в конденсатор 16 фильтра и в нагрузку

18 (фиг. 2 г), Напряжение Е11 на выходном выводе 11 имеет вид, показанный на фиг, 2 20 д. Ток Ig протекает по цепи: обмотка 4 — диод

6 — конденсатор 16- база-эмиттерный переход транзистора 1, При этом через послеД= ний в интервале времени Т2 протекает импульс Iggp обратного тока, что, в отличие 25 от прототипа, способствует увеличениЮ" скорости рассасывания неоснавных носителей заряда в базе (фиг. 2 а). Диод 7 при этом ограничивает величину обратного напряже-" ния на базе транзистора.. 30

Стабилизация выходного напряжения

Ец аналогично прототипу достигается сле= дующим образом. Часть напряжения Е 1 от выхода делителя 12 сравнивается с опор-" ным напряжением источника 13, Получен- 35 ное на выходе усилителя 12 напряжение ошибки поступает на управляющий вход формирователя 14 импульсов с регулируемой длительностью. Если напряжение Еи начнет возрастать относительно заданного 40 номинала, то длительность импульсов на выходе формирователя 14 становится меньшей. Как следствие длительность интервала (T>, Tz) проводимости транзистора 1 будет уменьшаться до тех пор, пока напряжение

Е11 не станет вновь равнйМ заданному номиналу.

В результате увеличения скорости рассасывания неосновных носителей заряда в базе силового транзистора 1 по сравнению с прототипом достигается повышение быстродействия преобразователя, Возможно таким образом повышение рабочей частоты и соответственно уменьшение уровня пульсаций выходного напряжения. Упрощение конструкции по сравнению с прототипом обеспечивается путей исключения дополнительного транзистора и конденсатора.

Формула изобретения

Однотактный обратноходовой преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий силовой транзистор, эмиттер которого соединен с общим выводом, база-эмиттерный переход — с выходом блока управления, а коллектор через первичную обмотку трансформатора - с первый входным выводом, при этом первый вывод вторичной обмотки трансформатора через силовой обратноходовой диод подключен к первому выходному вйводу, а второй входной вывод соединен с общим выводом, защитный диод, зашунтированный резистором, анод которого соединен с общим выводом, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью увеличения быстродействия при одновременном упрощении конструкции, второй вывод вторичной обмотки трансформатора соединен с базой силового транзистора и катодом защитного диода.

1755353

Составитель В. Уманский . Техред М,Моргентал . Корректор И. Шулла

Редактор И. Касарда

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

Заказ 2897 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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