ДВУХТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

ДВУХТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ


RU (11) 2223591 (13) C2

(51) 7 H02M7/538 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.12.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2002102004/09 
(22) Дата подачи заявки: 2002.01.21 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2002.01.21 
(43) Дата публикации заявки: 2003.07.27 
(45) Опубликовано: 2004.02.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2061293 C1, 27.05.1996. RU 1713058 A1, 15.02.1989. US 6055160 A, 25.04.2000. 
(72) Автор(ы): Игольников Ю.С. 
(73) Патентообладатель(и): Мордовский государственный университет им. Н.П.Огарева 
Адрес для переписки: 430000, Мордовия, г.Саранск, ул. Большевистская, 68, Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва, отдел патентов и стандартов 

(54) ДВУХТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразовательной технике в устройствах электропитания. Технический эффект заключается в обеспечении как режима пуска, так и рабочего режима с помощью одних и тех же резисторов. При этом достигается технический результат - большая стабильность частоты генерации прямоугольных импульсов, поскольку в процессах отпирания и запирания транзисторов участвует и напряжение источника питания. Устройство содержит источник постоянного напряжения (1), два транзистора (2 и 3), например, типа р-n-р, трансформатор (4), первичная обмотка которого АХ каждым из зажимов соединена с коллектором (для р-n-р) транзисторов или эмиттером (для транзисторов типа (n-р-n), а средней точкой О - к минусу источника, обмотку обратной связи а1х1 и вторичную обмотку аx, к которой подключена нагрузка (5). Последовательно с обмоткой обратной связи a1x1 включен конденсатор (6), и эта цепочка включена между базами транзисторов (2 и 3). Между базой транзистора (2) и отрицательным полюсом источника постоянного напряжения (1) включен резистор (7), а между базой транзистора (3) и этим же полюсом источника (1) - такой же резистор 8. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразовательной технике в устройствах электропитания.

Широко известны транзисторные преобразователи постоянного напряжения в переменное прямоугольной формы на основе генератора Роэра (см., например, SU 367512, МПК 2 Н 02 М 7/52, Н 03 К 5/13, 23.01.73). Эти преобразователи содержат насыщающийся трансформатор, первичная обмотка которого выполнена со средней точкой и подключена к двум транзисторам, управление базовым током которых осуществляется с помощью двух обмоток.

Недостаток этих преобразователей заключается в наличии броска тока коллектора запираемого транзистора при насыщении трансформатора, а также в необходимости применения двух обмоток обратной связи. Дополнительные обмотки трансформатора и транзисторы могут использоваться для дополнительных целей.

Известен преобразователь постоянного напряжения в переменное, также выполненный на двух транзисторах, связанных с первичной обмоткой трансформатора, но с одной обмоткой в базовых цепях транзисторов, последовательно с которой включен конденсатор, а между эмиттером и базой каждого транзистора включен резистор (прототип, см. , например, Ловушкин В.Н. "Транзисторные преобразователи напряжения". М., "Энергия", 1967).

Недостатком этого преобразователя является необходимость введения дополнительных элементов запуска, так как без них он фактически неработоспособен (только после кратковременного включения каким-либо путем одного из транзисторов преобразователь начнет работать). Кроме того, стабильность частоты генерации прямоугольных импульсов существенно зависит от сопротивления базового перехода.

Технический результат заключается в обеспечении как режима пуска, так и рабочего режима с помощью одних и тех же резисторов. При этом достигается большая стабильность частоты генерации прямоугольных импульсов, поскольку в процессах отпирания и запирания транзисторов участвует и напряжение источника питания.

Сущность заключается в том, что в двухтактном преобразователе постоянного напряжения, содержащем источник постоянного напряжения, два транзистора, эмиттеры которых подключены к одному полюсу источника, трансформатор, первичная обмотка которого снабжена выводом от средней точки, подключенному к второму полюсу источника питания, а два ее зажима соединены соответственно с коллекторами этих транзисторов, обмотку обратной связи, включенную через конденсатор между базами этих транзисторов и два резистора, каждый из которых одним зажимом подключен к базе транзистора, другие зажимы этих резисторов подключены к второму полюсу источника постоянного напряжения.

На фиг. 1 показана схема устройства, выполненного на транзисторах типа р-n-р, на фиг.2 а-г - диаграммы напряжения на наиболее важных элементах схемы.

Устройство содержит (фиг. 1) источник постоянного напряжения 1, два транзистора 2 и 3, трансформатор 4, первичная обмотка которого АХ каждым из зажимов соединена с коллектором транзисторов, а средней точкой О - к минусу источника постоянного напряжения 1, обмотку обратной связи 1x1 и вторичную обмотку ах, к которой подключена нагрузка 5. Последовательно с обмоткой обратной связи a1x1 включен конденсатор 6, и эта цепочка включена между базами транзисторов 2 и 3. Между базой транзистора 2 и отрицательным полюсом источника постоянного напряжения 1 включен резистор 7, а между базой транзистора 3 и этим же полюсом источника постоянного напряжения 1 - такой же резистор 8.

Работа устройства происходит следующим образом. После включения и окончания переходного процесса с момента t=0 пусть будет открыт транзистор 2 током базы, протекающим через резистор 7 (фиг.2в). При этом транзистор 3 будет закрыт, поскольку его база имеет положительный потенциал относительно эмиттера, обусловленный работой обмотки a1x1 трансформатора 4 и конденсатора 6 в предыдущем цикле. Знак напряжения на конденсаторе указан на фиг.1 без скобок. При открытом транзисторе 2 все напряжение источника постоянного напряжения 1 будет приложено к полуобмотке АО трансформатора 4, и его магнитопровод будет перемагничиваться. Начиная с момента t=0 конденсатор 6 начнет перезаряжаться и перезаряд закончится в момент времени t=Т/2, где Т - период (фиг. 2а, б). Представляет интерес путь перезаряда конденсатора 6: зажим a1 обмотки обратной связи, конденсатор 6, резистор 8, источник постоянного напряжения 1, переход эмиттер - базы транзистора 2 и зажим x1 обмотки обратной связи. Знак напряжения на конденсаторе указан на фиг.1 в скобках. В процессе перезаряда конденсатора в момент t=Т/2 потенциал базы транзистора 3 уменьшается до такой величины, что транзистор 3 откроется током базы, протекающим через резистор 8 (фиг.2г), а транзистор 2 закроется. Теперь уже напряжение источника постоянного напряжения 1 будет приложено к полуобмотке ХО трансформатора 4, и под действием ЭДС обмотки a1x1 и источника постоянного напряжения 1 конденсатор 6 будет перезаряжаться в противоположном направлении. Путь перезаряда: зажим x1 обмотки a1x1 обратной связи, резистор 7, источник постоянного напряжения 1, переход эмиттер-база транзистора 3, конденсатор 6, зажим а1 обмотки a1x1. В момент времени t=Т в результате указанного перезаряда потенциал на базе транзистора 2 уменьшится, а на базе транзистора 3 увеличится до такой степени, что транзистор 2 откроется, а транзистор 3 закроется. В дальнейшем все процессы повторяются аналогично описанному выше.

Схема (фиг. 1) обеспечивает запуск преобразователя без каких-либо дополнительных элементов и средств. При первом включении схемы ввиду разброса параметров транзисторов в пределах, допустимых нормой, начнет открываться один из транзисторов, и положительная обратная связь в дальнейшем переводит его в открытое состояние. В конечном итоге наступает установившийся режим.

Преобразователь может быть выполнен на любом ненасыщающемся трансформаторе (т. е. не обязательно требование прямоугольной петли гистерезиса) с транзисторами с относительно невысоким коэффициентом усиления как типа р-n-р, так и n-р-n.

Моделирование преобразователя и экспериментальная проверка подтвердили для обоих типов транзисторов его работоспособность как в пусковом, так и установившемся режимах (диаграммы фиг.2а-г) при различных параметрах трансформатора и транзисторов. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Двухтактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий источник постоянного напряжения, два транзистора, эмиттеры которых подключены к одному полюсу источника, трансформатор, первичная обмотка которого снабжена выводом от средней точки, подключенному к второму полюсу источника питания, а два ее зажима соединены соответственно с коллекторами этих транзисторов, обмотку обратной связи, включенную через конденсатор между базами транзисторов, и два резистора, каждый из которых одним зажимом подключен к базе транзистора, отличающийся тем, что другие зажимы этих резисторов подключены к второму полюсу источника постоянного напряжения.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru