Преобразователь переменного напряжения в ряд постоянных напряжений

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В РЯД ПОСТОЯННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ , содержащий трансформатор, каждая из вторичных обморок которого через свой выпрямитель образует соответствующие выходные выводы, а первичная обмотка подключена к одним одноименным выводам основных управляемых ключей, ,дроссель, первый вывод которого соединен с одноименными выводами основ ных диодов, а их противоположные вы воды подкгяочены к входным вьГводам, а также конденсаторы, о т ;Л и ч а ю ||ц и и с я тем, что, с целью повышений удельных энергетических характеристик и технологичности, в него введены два дополнительных управляемых ключа и два дополнительных диода, одноименными выводами подключенные к входным выводам, а противоположными к другим одноименным выводам основных управляемых ключей, при этом одни одноименные выводы дополнительных управляемых ключей соединены с выводами первичной обмотки трансформатора, др угие - с вторым выводом дросселя и i одноименными выводами конденсаторов, кахщый из других одноименных выврдов (Л которых подключен к соответствующей точке соединения дополнительного ди-; ода и основного управляемого ключа.

СОКИ СОВЕТСНИХ

CONtll

РЕСПУБЛИН (1% (11) А щ,Н 02 И 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3361118/24-07 . (22) 04.12.8.1(46) 23.04.83. Бюл. К 15 (72) В.И. Кадель и А.E. Филиппов (53) 621.314.6(088.8) . (56) 1. Авторское свидетельство СССР

11 583417, кл. G 05 F 1/56, 1977. .2. Авторское свидетельство СССР по заявке 11 2942535, кл. Н 02 Н 7/00, 1980(54)(57) ПРЕОБРАЭОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В РЯД ПОСТОЯННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ, содержащий трансформатор, каждая из вторичных обмоток которого через свой выпрямитель образует соответствующие выходные выводы, а первичная обмотка подключена к одним одноименным выводам основных управляемых клочей,,дроссель, первый вывод которого соединен с одноииенныии выводаии" основных диодов, а их противоположные .вы воды подключены к входным выводам, а также конденсаторы, о т:л.и ч а ю,шийся тем, что, с целью повышения удельных энергетических характеристик и технологичности, в него введе" ны два дополнительных управляемых ключа и два дополнительных диода, одноииенныии выводами подклоченные к входным выводаи, а противоположнымик другим одноименным выводам основных управляемых ключей, при этом одни одноименные выводы дополнительных управляемых клочей соединены с выводаии первичной обмотки трансформатора, другие — с вторыи выводом дросселя и одноименными выводами конденсаторов, каждый из других одноименных выводов фф которых подключен к соответствующей : точке соединения дополнительного ди-. С ода и основного управляемого ключа.

1011>108 2

Изобретение относится. к электротехнике и может быть использовано в устройствах вторичного электропитания.

Актуальной задачей в области конструирования преобразователей переменного напряжения является создание компактных технологичных уст- ройств, отличающихся высокими удельными энергетическими характеристи- >0 ками.

Известные устройства характеризуются большимвесом и габаритами, сложной технологией изготовления и не обеспечивают высокого уровня удель-, ных энергетических характеристик.

Известен преобразователь переменного напряжения в ряд постоянных, содержащий управляемые ключи, соединяющие выводы первичной обмотки транс20 форматора с выводами источника переменного. напряжения, между которыми включены встречно-последовательно соединенные диоды, при этом к каждой вторичной обмотке трансформатора подключены последовательно со25 единенные выпрямитель, сглаживающий фильтр и нагрузка 1 1).

Такой преобразователь имеет большой объем, вес, низкий КПД (т.е. плохие удельные энергетические по" каэатели) и низкую жесткость выходной характеристики. Эти недостатки определяются наличием в каждой выходной цепи индивидуальных сгла>нивающих фильтров, что особенно за- з5 метно в конструкциях при большом числе выходных напряжений и малой выходной мощности по каждому из выходов.

К тому же преобразователь нетехнологичен, так как первичная обмот- 40 ка его трансформатора имеет среднюю точку, что не позволяет использовать унифицированные серийно выпускаемые трансформаторы, а число витков в каждой половине обмотки должнобыть стро- 4>

ro одинаковым, в противном случае возможно поднасыщение трансформатора.

Выполнение трансформатора со средней точкой увеличивает его вес и объем из"эа плохого использования меди. Пре.50 обраэователь имеет повышенный уровень помехоизлучения, так как преобразование напряжения в нем (при моду.ляции длительности) происходит при больших наяряжениях и токах.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь переменного напряжения в ряд постоянных напряжений, содержащий управляемые ключи, соединяющие выводы первичной обмотки трансформатора с шинами источника переменного, напряжения, между которыми включены диоды, между точкой их соединения и средней точкой первичной обмотки трансформатора включен дроссель, при этом вторичные обмотки через выпрямители подключены к нагрузке, параллельно каждой из которых включены конденсаторы фильтров 1 2 ).

Однако известный преобразователь нельзя считать достаточно технологичным, поскольку его схемотехника требует выполнения первичной обмотки трансформатора со средней точкой, что не позволяет использовать серийно выпускаемые унифицированные трансформаторы, а число витков в каждой половине обмотки должно быть строго одинаковым (в противном случае возможно поднасыщение трансформатора), как следствие увеличивается вес и объем трансформатора из-за плохого исполь- . зования меди обмоток. Кроме того, в схеме преобразователя конденсаторы фильтров включены на каждом из выходов (для каждого из формируемых постоянных напря>нений), что приводит к снижению удельных энергетических характеристик преобразователя, т.е. увеличению объема и веса устройства, к тому же, поскольку реальные конденсаторы имеют потери, то и потери в трансформаторе оказываются несколько больше, так как ток заряда конденсаторов протекает по обмоткам трансформатора.

Целью изобретения является повышение удельных энергетических характеристик и технологичности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь переменного <напря>нения в ряд постоянных напряжений, содержащий трансформатор, каждая из вторичных обмоток которого через свой выпрямитель образует соответствующие выходные выводы, а первичная обмотка подключена к одним одноименным выводам основных управляемых ключей, дроссель, первый вывод которого соединен с одноименными выводами основных диодов, а их противоположные выводы подключены к входным выводам, а также конденсаторы, введены два дополнительных управляемых ключа и два дополнительных диода, одноименными выводами подключенные к входным выво3 10 I 4108 4 дам, а противоположными - к другим ; сель 9 заряжая его лю 6 7 одноименным выводам основных управля- диод 4 и образуя на об ф диод и раэуя на о мотке трансфор - емых ключей, при этом одни одуоимен- матора 12 напряже е э тора напряжение укаэаннои на черные выводы дополнительных управляемых теже полярност 0 те.е полярности. дновременно конден" ключей соединены с выводами первич- сатор 11 заряжа т ной обмотки трансформатора, другие - дроссель 9 и 4. В россель и диод . В момент врес вторым выводом дросселя и о ноименными выводами конденсаторов, каждый ного напряжения становится меньше из других одноименных выводов кото- осредненного прямоугольного, напря рых подключен к соответствующей точке женив на

1е жение на дросселе 9 меняет свою посоединения дополнительного диода и лярность на противоположную указаносновного управляемого ключа. ной на чертеже, и ток в обмотке трансНа чертеже представлена принципи- форматор 12 орматора протекает через раэряальная схема преобразователя. н<ающийся дроссель 9, ключи 6 и 7, а

Преобразователь содержит основ- дал через. диоды и, .складываные диоды 1 и 2, дополнительные ди- ясь со входным напряжением ход ым напряжением до тех пор, оды 3 и 4, основные управляемые клю пока оно не.уменьшится до нуля. В чи 5 и 6, дополнительные управляемые этот момент времени открываются клю- . ключи 7 и 8, дроссель 9, конденсато.- чи 5 и 8, а ключи 6 и 7 закрываются. ры 10 и 11, трансформатор 12 выпрями в Ток в первичной обмотке трансформатели:(для упрощения схемы показан тора 12 меняет направление поддержиHei только один на диодах 13 и 14) и на- ваемый продолжающим разряжаться дросгрузку 15. селем 9 через ключи 5 и 8, диоды 2 и

Источник -переменного напряжения . 3 и источник переменного напряжения подлючается к входным выводам - точ- .>> Q>> Заряженный в предыдущем цикле кам соединения разноименных выводов конденсатор 10 разряжается на первичосновных диодов 1 и 2 и дополнитель-- ную обмотку трансформатора 12 через ных диодов 3 и 4. K другим одноимен" - ключи 5 и 8. Конденсатор 11 оказываетным выводам дополнительных диодов ся отключенным до следующего полуподключены первые одноименные выво" ды основных управляемых ключей 5 и момента времени, когда мгновенное и первые одноименные выводы кон .- - значение входного

- значение входного переменного наденсаторов.10 и ll. Первый вывод пряжения превысит осредненное прядросселя 9 подключен к точке соеди-- моугольное, ток в дросселе начинает нения основных диодов, а второй - квторым одноименным выводам конденса 33 напряжение на дросселе меняет свою торов 10 и 11 и одноименным выводам полярность.на противоположную укаv

1 дополнительных управляемых ключеи 7 ванную на чертеже, конденсатор 10 ,и 8, вторые одноименные вйводы кото- начинает. заряжаться от входного нарых соединены с выводами основных пряжения через диоды 2 и 3, дроссель 9 управляемых ключей 5 и 6 и выводами 4о и источник переменного напряжения08 . первичной обутки трансформатора 12, В дальнейшем последовательность процессов повторяется, и таким образом

Каждая из вторичных обмоток через входное напряжение преобразуется в выпрямитель образует свои выходные . осредненное прямоугольное, амплитувыводы, аналогично показанному на 4$ да которого равна среднему значению чертеже, где нагрузка 15 подключена входного напряжения. Входное напряк одной из вторичных обмоток через . жение при этом может быт любой, и выпрямитель на диодах 13 и 14.,не синусоидальной формы, например, Устройство работает. слвдующим об- модулированное по длительности или разом ступенчатое.

При указанной на чертеже полярности переменного напряжения УВЫ на- . TaKnx образом преобразователь обесчиная с момента превышения мгновен- печивает воэможность применения трансным значением одного напряжения веди- Форматора без средней точки, что по-. чины осредненного прямоугольного >>:ýâoëÿåò, во-первых, использовать унинапряжения, открываются ключи 6 и 7. фицированные, серийные модели транс-

Ток в первичной обмотке трансформа-. . 4к)рматоров, а, во-вторых снизить тора 12 протекает через диод 1, дрос- объем и вес.трансформатора на 20ф.

5 1014108 6

Централизованное расположение так как конденсатор занимает меньший конденсаторов в схеме преобразователя объем, чем в схеме известного преобразодаже в случае равенства входного вателя, имеющего на п-выходах приведени выходного напряжений позволяет су- ную емкость конденсаторов, равную цента ественно снизить объем устройства, > рализованной в предлагаемом устройстве..

Составитель E. Мельникова

Редактор Н. Лазаренко Техреду И. Гергель Корректор Л. Бокшан

Заказ 3035/ 5 Тираж 5 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11)0)g Москва И-)$ Раушская наб. 8. 4Д филиал ППП ППатейтП, r. Ужгород, ул. Проектная, 4