ОДНОТАКТНЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

ОДНОТАКТНЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ


RU (11) 2177561 (13) C2

(51) 7 F02P3/04, H02M3/335 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 11.01.2009 - действует 

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

(21) Заявка: 2000101209/06 
(22) Дата подачи заявки: 2000.01.12 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2000.01.12 
(45) Опубликовано: 2001.12.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 812955 A, 15.03.1981. SU 1372092 A1, 07.02.1988. RU 2118696 C1, 10.09.1998. RU 20007612 C1, 15.02.1994. SU 1835464 A1, 23.08.1993. DE 1213167 A, 24.03.1966. CH 584353 A, 31.01.1977. 
(71) Заявитель(и): ОАО "Севуралбокситруда" 
(72) Автор(ы): Ворончихин В.Н. 
(73) Патентообладатель(и): ОАО "Севуралбокситруда" 
Адрес для переписки: 624470, г. Североуральск, ул. Ватутина, 5, институт "СУБР- проект" 

(54) ОДНОТАКТНЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ 

Однотактный транзисторный преобразователь напряжения, относящийся к электронике, в частности к электронным системам зажигания, может быть использован на автомототранспорте. Преобразователь содержит трансформатор с эмиттерной обмоткой, выходной обмоткой и обмоткой обратной связи, первый вывод которой соединен с базой транзистора преобразователя напряжения, второй вывод через диод - с "плюсом" источника питания, при этом параллельно переходу база - коллектор транзистора преобразователя напряжения подсоединены последовательно подключенные конденсатор и стабилитрон, к точке соединения которых подсоединены эмиттер транзистора преобразователя напряжения через диод в прямом направлении, а второй вывод обмотки обратной связи трансформатора соединен с эмиттером второго транзистора и с первым выводом первого резистора, второй вывод этого резистора соединен с общим приводом источника питания, при этом первые выводы второго и третьего резисторов соединены соответственно с базой и коллектором второго транзистора, а их вторые выводы - с "плюсом" источника питания. Применение транзисторного ключа вместо резисторного делителя позволит в статическом режиме подать на базу первого транзистора полное напряжение питания, ограничив ток смещения первым резистором. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электронике, в частности к электронным системам зажигания, и может быть использовано на автомототранспорте.

Известна электронная система зажигания двигателей внутреннего сгорания, содержащая однотактный транзисторный преобразователь напряжения, трансформатор которого содержит обмотку обратной связи, эмиттерную обмотку и выходную обмотку, при этом параллельно переходу база - коллектор транзистора преобразователя напряжения подсоединены последовательно включенные конденсатор и стабилитрон, к точке соединения которых подсоединены эмиттер транзистора преобразователя напряжения через диод в прямом направлении. (Авторское свидетельство N 812955, Ю.Н.Сверчков. Электронная система зажигания, БИ N 10, 1981 - прототип).

Описание работы преобразователя напряжения (прототипа): смещение базы транзистора в статическом режиме снимается с делителя первого и второго резисторов, причем первый резистор в динамическом режиме определяет ток положительной обратной связи через базу транзистора, отчего зависит выходная мощность преобразователя.

Однако в момент переключения транзистором выделяется большое количество тепловой энергии. Это ведет к увеличению площади теплоотвода и снижению КПД преобразователя. Учитывая то, что потенциал смещения базы кремниевых транзисторов значительно выше, чем у германиевых, то данный делитель с его номиналами для кремниевых транзисторов не пригоден.

На чертеже представлена схема однотактного транзисторного преобразователя напряжения, который содержит трансформатор T с эмиттерной обмоткой 1, вывод которой подсоединен к "плюсу" источника питания, выходной обмоткой 2 и обмоткой обратной связи 3, первый вывод которой соединен с базой первого транзистора VT1, а второй вывод соединен через цепь третьего диода VD3 с "плюсом" источника питания, при этом параллельно переходу база - коллектор транзистора VT1 преобразователя напряжения подсоединены последовательно включенные конденсатор C и стабилитрон VD1, к точке соединения которых подсоединены эмиттер транзистора VT1 преобразователя напряжения через диод VD2 в прямом направлении. В отличие от прототипа второй вывод обмотки обратной связи 3 трансформатора T соединен с эмиттером второго транзистора VT2 и с первым выводом первого резистора R1, а второй вывод этого резистора R1 соединен с общим проводом источника питания. Первый вывод второго резистора R2 соединен с базой второго транзистора VT2, первый вывод третьего резистора R3 соединен с коллектором второго транзистора VT2, а вторые выводы второго R2 и третьего R3 резисторов соединены с "плюсом" источника питания.

В предлагаемом устройстве вместо резисторного делителя применен транзисторный ключ, что позволило в статическом режиме подать на базу первого транзистора полное напряжение питания, ограничив ток смещения первым резистором. В данном случае первый транзистор приоткрывается, и через эмиттерную обмотку трансформатора начинает протекать ток, создавая ток в обмотке обратной связи, что приводит к открытию второго транзистора по цепи: "плюс" источника питания, первый и второй выводы эмиттерной обмотки, эмиттер-база первого транзистора, первый и второй выходы обмотки обратной связи, эмиттер-база второго транзистора, второй резистор, "плюс" источника питания. Транзисторный ключ открывается и через третий резистор задается ток насыщения базы первого транзистора. При этом возникает лавинообразный процесс переключения как первого, так и второго транзисторов, чем достигается снижение потерь на время их переключения. Применение кремниевого транзистора в преобразователе исключает подмагничивание сердечника трансформатора, так как в закрытом состоянии транзистора через обмотку протекает ничтожно малый ток. Это исключает настройку сердечника трансформатора, заключающуюся в подборе магнитного зазора. Тепловая мощность, выделяемая первым транзистором в динамическом режиме, практически равна мощности, выделяемой транзистором на постоянном токе, поэтому теплоотвод определяется паспортными данными транзистора в режиме насыщения.

Применение транзисторного ключа, кроме указанных положительных качеств, исключает из устройства делитель напряжения и его настройку. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Однотактный транзисторный преобразователь напряжения, содержащий трансформатор с эмиттерной обмоткой, вывод которой подсоединен к "плюсу" источника питания, выходной обмоткой и обмоткой обратной связи, первый вывод которой соединен с базой транзистора преобразователя напряжения, а второй вывод через диод - с "плюсом" источника питания, при этом параллельно переходу база - коллектор транзистора преобразователя напряжения подсоединены последовательно включенные конденсатор и стабилитрон, к точке соединения которых подсоединены эмиттер транзистора преобразователя напряжения через диод в прямом направлении, отличающийся тем, что второй вывод обмотки обратной связи трансформатора соединен с эмиттером второго транзистора и с первым выводом первого резистора, а второй вывод этого резистора соединен с общим проводом источника питания, при этом первые выводы второго и третьего резисторов соединены соответственно с базой и коллектором второго транзистора, а их вторые выводы - с "плюсом" источника питания.