преобразователь напряжения постоянного тока в постоянный

Формула изобретения

Преобразователь напряжения постоянного тока в постоянный, содержащий источник питания, положительный полюс которого соединен с эмиттером транзистора, трансформатор, имеющий две первичные и одну выходную обмотки, причем коллектор транзистора соединен с началом первой первичной обмотки, конец которой подключен к отрицательному полюсу источника питания, который через резистор соединен также с началом второй первичной обмотки и с эмиттером транзистора, база которого подключена к концу этой обмотки, а начало выходной обмотки трансформатора последовательно соединено с выпрямляющим диодом, после которого параллельно выходным клеммам подключен сглаживающий конденсатор, отличающийся тем, что в базовую цепь транзистора введен резистор, а параллельно ему RC-звено, состоящее из конденсатора и резистора, а в цепь эмиттера подключен второй конденсатор, второй вывод которого подключен к началу второй первичной обмотки трансформатора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при преобразовании напряжения постоянного тока с одним уровнем напряжения в постоянный ток с другим уровнем напряжения с промежуточным преобразованием в переменный ток, например для питания электронно-оптических преобразователей в приборах ночного видения.

Известны преобразователи постоянного напряжения в постоянное, содержащие коммутирующий транзистор, трансформатор, выпрямляющие и сглаживающие элементы выходного напряжения трансформатора [1-5]

Наиболее близким к заявляемому является преобразователь [6] который содержит транзистор, эмиттер которого соединен с положительным полюсом источника питания, трансформатор, имеющий две первичные и одну выходную обмотки, причем коллектор транзистора соединен с началом первой первичной обмотки, отрицательный полюс источника питания соединен с концом первой первичной обмотки трансформатора и через первый резистор с началом второй первичной обмотки, а положительный полюс источника питания через второй резистор подключен к началу второй первичной обмотки, база транзистора соединена с концом второй первичной обмотки, а начало выходной обмотки последовательно соединено с выпрямляющим диодом, после которого параллельно выходным клеммам подключен сглаживающий конденсатор. Данный преобразователь на выходной обмотке трансформатора имеет непрерывный сигнал переменного тока и даже на холостом ходу потребляет значительную энергию от источника питания.

Задачей данного изобретения является значительное увеличение срока службы батарейки источника питания.

Технический результат, снижение потребляемого тока в 2 3 раза, достигается за счет получения на выходной обмотке трансформатора импульсного напряжения.

Сущность изобретения заключается в том, что преобразователь напряжения постоянного тока в постоянный содержит источник питания, положительный полюс которого соединен с эмиттером транзистора, трансформатор, имеющий две первичные и одну выходную обмотки, причем коллектор транзистора соединен с началом первой первичной обмотки, конец которой подключен к отрицательному полюсу источника питания, который через резистор соединен также с началом второй первичной обмотки и с эмиттером транзистора, база которого подключена к концу этой обмотки, а начало выходной обмотки трансформатора последовательно соединено с выпрямляющим диодом, после которого параллельно выходным клеммам подключен сглаживающий конденсатор, и в отличие от известного в базовую цепь транзистора введен резистор, а параллельно ему RC-звено, состоящее из конденсатора и резистора, а в цепь эмиттера подключен второй конденсатор, второй вывод которого подключен к началу второй первичной обмотки.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого преобразователя постоянного напряжения; на фиг. 2 графики напряжения на выходной обмотке: a трансформатора, б трансформатора без введения в базовую цепь дополнительных элементов.

Преобразователь напряжения постоянного тока в постоянный на фиг. 1 содержит источник питания с положительным полюсом 1 и отрицательным полюсом 2, причем положительный полюс 1 соединен с эмиттером транзистора 3, трансформатор 4 имеет три обмотки, две из них первичные 5 и 6 и одна выходная 7, коллектор транзистора 3 соединен с началом первичной обмотки 5, конец которой подключен к отрицательному полюсу 2 источника питания, резистор 8 одним концом также подключен к полюсу 2 источника питания, а вторым к началу обмотки 6 трансформатора 4, сюда же подключен конденсатор 9, второй вывод которого подключен к эмиттеру транзистора 3, база которого через резистор 10 подключена к концу первичной обмотки 6 трансформатора 4, параллельно резистору 10 подключено RC-звено из конденсатора 11 и резистора 12, начало выходной обмотки 7 трансформатора 4 последовательно соединено с выпрямляющим диодом 13, после которого, параллельно выходным клеммам подключен сглаживающий конденсатор 14.

Преобразователь работает следующим образом. При подаче на вход преобразователя напряжения питания постоянного тока базовый ток транзистора 3 протекает по цепи: конденсатор 11, резистор 12, обмотка 6, резистор 8. Транзистор при этом приоткрывается, и в обмотке 5 протекает его коллекторный ток, вследствие чего в обмотке 6 наводится ЭДС, которая, перезаряжая конденсатор 9, способствует еще большему открытию транзистора. Происходит близкое к лавинному процессу нарастание тока в обмотке 5. Транзистор приходит в состояние насыщения и к обмотке 5 прикладывается почти полное напряжение питания. По мере перезаряда конденсатора 9 базовый ток транзистора уменьшается, транзистор призакрывается, напряжение на обмотке 5 уменьшается, напряжение на обмотке 6 уменьшается, напряжение на конденсаторе 9 восстанавливается в прежней полярности, и процесс повторяется. В результате, на выходной обмотке 7 трансформатора 4 вырабатывается синусоидальное напряжение, которое впоследствии выпрямляется диодом 13 и сглаживается конденсатором 14. Преобразователь генерирует синусоидальное напряжение до тех пор, пока не зарядится конденсатор 11 до напряжения, близкого к напряжению источника питания, положительной полярностью, приложенной к базе (конденсатор 11 заряжается за несколько периодов колебания преобразователя), колебания преобразователя срываются, конденсатор 11 разряжается по цепи резистор 10 - резистор 12, и процесс повторяется. То есть преобразователь генерирует синусоидальное напряжение импульсно ("пачки" колебаний) (фиг. 2, а). Частота генерации импульсов зависит от номиналов конденсатора 11 и резисторов 10, 12. При этом потребляемый ток от источника питания в 2 3 раза меньше по сравнению с тем, когда база транзистора присоединена непосредственно к обмотке 6, т.е. отсутствует цепь конденсатор 11 резисторы 10, 12. Генератор при этом генерирует синусоидальное напряжение непрерывно (фиг. 2, б).

При использовании преобразователя совместно с умножителем напряжения для питания электронно-оптического преобразователя, который является нагрузкой, близкой к режиму холостого хода, импульсный режим работы преобразователя достаточен для поддержания номинального напряжения питания ЭОПа.