Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО :НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий I трансформатор, выводами вторичной обмотки подключенный ко входу выпрямителя , и дроссели фильтров, причем их основные обмотки включены последовательно с диодами выпрямителя , а один из выходных выводов выпрямителя образует первый выходной вывод преобразователя, а второй выходной вывод выпрямителя связан со вторым выходным выводом преобразовате:ля , от л ич ающи йс я тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, дроссели фильтров выполнены с дополнительными обмотками , при этом второй выходной вывод выпрямителя подключен ко второму выходному выводу преобразователя через включенные последовательно-согласно дополнительные обмотки дросселей фильтров. Ю

СОК)З СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

<9яи в(51) Н 0" М 7 06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

11 (21) 3427364/24-07 (22) 30.04.82 (46) 15.09 ° 83. Бюл. Р 34 (72) Е.С. Бландова, В.И. Кадель и Н.A. Озералин (53) 621 ° 314.6 (088.8) (56) 1. Патент Великобритании

Р 971929, кл. Н 2 F 1964.

2. Патент CIIIA М 3171078,кл.321-9, 1965. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий (трансформатор, выводами вторичной обмотки подключенный ко входу выпрямителя, и дроссели фильтров, причем их основные обмотки включены последовательно с диодами выпрямителя, а один из выходных выводов выпрямителя образует первый выходной вывод преобразователя, а второй выход.ной вывод выпрямителя связан со вторым выходным выводом преобразовате.ля, отличающийся тем, — что, с целью улучшения массогабаритных показателей, дроссели фильтров . выполнены с дополнительными обмотками, при этом второй выходной вывод выпрямителя подключен ко второму выходному выводу преобразователя через включенные последовательно-согласно ,дополнительные обмотки дросселей фильтров.

1042144

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания.

Изнестны преобразователи переменного напряжения в постоянное, содержащее трансформатор со вторичной обмоткой, которая через двухполупериодный выпрямитель и индуктивно-емкостный фильтр, вход которого зашунтирован обратно включенным диодом, подключена к нагрузке fl)

Недостатки этих устройств — значительные потери в диодах и повышенный уровень помех, что вызвано большими сквозными токами через диоды, поскольку сквозной ток замыкает- 15 ся через диоды выпрямителя и ограничен лишь активным сопротивлением обмотки трансформатора, большой объем и вес иэ-за потерь, низкая надежность.

Наиболее близким к изобретению является преобразователь переменного напряжения н постоянное, содержащий трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к выпрямителю, последовательно с каждым диодом которого включена обмотка сглаживающего дросселя t2) .

Недостаток устройства — плохие массогабаритные показатели иэ-за того, что сквозной ток ограничен суМ-З0 мой полных сопротивлений дросселей.

Поскольку дроссели выполнены на большую установленную мощность, то их обмотки обладают значительными эквивалентными емкостями (101-10 пф) 35 по которым в моменты коммутации замыкаются сквозные токи.

Целью изобретения является улуч4 шение массогабаритных показателей.

Поставленная цель достигается 40 тем, что н преобразователе переменного напряжения н постоянное, содержащем трансформатОр, выводами вторичной обмотки подключенный ко .входу выпрямителя, и дроссели фильтров, 45 причем их основные обмотки включены последовательно с диодами выпрямителя, а один из выходных выводов выпрямителя образует первый выходной вывод преобразователя, а второй выходной вывод выпрямителя связан со вторым выходным выводом преобразователя, дроссели фильтров выполнены с дополнительными обмотками, при этом второй выходной вывод выпрямителя подключен ко второму выходному ныводу преобразователя через включенные последовательно-согласно дополнительные обмотки дросселей фильтров.

На фиг.1 представлена принципиаль. 60 ная электрическая схема преобразователя; на фиг.2 — схема преобразователя для выпрямления по мостовой схеме; на фиг.3 — то же, для выпрямления по трехфазной нулевой схеме.

Преобразователь на фиг.1 содержит трансформатор 1 с вторичной обмоткой

2, диоды 3 и 4 выпрямителя, дроссели 5 и б фильтров, имеющие основные обмотки 7 и 8, включенные последовательно с диодами 3 и 4, и дополнительные обмотки 9 и 10. Один из выходных выводов выпрямителя и .вывод последовательно соединенных дополнительных обмоток 9 и 10 дросселей фильтров подключены к нагрузке 11.

Преобразователь на фиг.2 содержит мостовой выпрямитель на диодах 1215, дроссели 5 и б фильтров, имеющие основные обмотки 16- 19, включенные последовательно с диодами 12-15, и дополнительные обмотки 9 и 10.Один из выходных выводов выпрямителя и вывод последонательно соединенных дополнительных обмоток 9 и 10 дросселей фильтров подключены к нагрузке

11. Преобразователь на фиг.3 выполнен трехфазным. Вторичная обмотка 2 трансформатора 1 подключена к диодам

20-22 выпрямителя. Дроссели 23-25 фильтров имеют основные обмотки 2628, включенные последонательно с диодами 20-22, и дополнительно обмотки 29-31. Один иэ выходных выводов выпрямителя и вывод последовательно соединенных дополнительных обмоток 29-31 дросселей фильтров подключены к нагрузке 11.

Устройство, представленное на фиг.1, работает следующим образом.

В исходном состоянии диоды 3 и 4 закрыты. При подключении устройства к сети переменного тока к диодам прикладывается переменное напряжение, которое в каждый полупериод поочередно открывает один из диодов, закрывая при этом другой диод. Если к аноду диода 3 приложен положительный потенциал, то он оказынается смещенным в прямом направлении и открывается,. пропуская ток в сторону нагрузки 11 ° Одновременно к аноду диода

4 приложен отрицательный потенциал, т.е. диод 4 смещен в обратном напранлении и закрыт.

В этом случае ток нагрузки протекает по.следующему контуру: диод 3, основная обмотка 7 дросселя 5, допол- < нительные обмотки 10 и 9, включенные последовательно и согласно, нагрузка

11, нторичная обмотка 2. По описанному контуру ток нагрузки протекает до тех пор, пока на аноде диода 3 не появится отрицательный потенциал и диод 3 не закроется. Но при этом на анод диода 4 подается положительный потенциал, диод 4 окажется смещенным в прямом направлении и откроется, пропуская ток нагрузки н сторону нагрузки. В результате ток нагрузки протекает по следующему контуру: диод 4, основная обмотка 8 дросселя 6, дополнительные обмотки --1042144

Фиг.Z

10 и 9, включенные последовательно и согласно, нагрузка 11, вторичная .. обмотка 2. Затем на аноде диода 3 появится положительный потенциал,. а на аноде диода .4. — отрицательный, и цикл повторится.

Очевидно, что во время работы устройства ток непрерывно протекает через включенные последовательно согласно дополнительные обмотки 9 и

10 и нагрузку 11. !О

Однако в реальных схемах вследствие неидеальностн характеристик диодов кратковременно (обычно порядка от долей единиц до десятков мкс) при рассасывании избыточных носите- 15 лей оба диода оказываются открытыми.

В результате возникают сквозные токи, которые протекают в контуре, образованном вторичной обмоткой 2, диодом

3, основными обмотками 7 и 8 дросселей 5 и 6 и диодом 4.

Направление сквозных токов в каждом полупериоде изменяется на противоположное.

По величине сквозной ток ограничен в основном суммой полных сопротивлений основных обмоток дросселей

5 и 6 (в первом приближении сопротивлениями диодов 3 и 4 и обмотки

2 можно пренебречь). Благодаря ука- занному включению дополнительных обмоток дросселей получена возможность значительного уменьшения сквозного тока, так как он связан с током нагрузки следующим соотношением: *ап

3S

1с 1н W осн где Ig — сквозной ток;

?к — ток нагрузки;

Идкц- количество витков основных обмоток дросселей фильтров;

Х вЂ” количество витков дополнительных обмоток дросселей фильтров..

Работа преобразователей на фиг.2 и 3 осуществляется аналогично.

В результате уменьшения сквозных токов облегчаются режимы работы полупроводниковых приборов, что позволяет расширить номенклатуру полупроводниковых приборов, применяемых для преобразователя заданного переменного напряжения в постоянное, уменьшается уровень помех преобразователя, уменьшаются габариты и масса фильтров для сглаживания бросков, вызванных коммутационными .токами.

Сквоэной ток, проходящий по основным обмоткам дросселей фильтров, трансформируется в дополнительные обмотки, скдадываясь с током нагрузки в каждый полупериод, повышая тем самым.КПД устройства.

Кроме того, ток нагрузки протекает непрерывно через дополнительные обмотки дросселей фильтров, а установочная мощность дросселей равна установочной мощности дросселей обычного фильтра.

При этом возможно ограничение сквозного тока до любой заданной величины благодаря соотношению ?щ .Nacre что позволяет выбирать косм оптимальный ток диода и повышать надежность устройства.

1042144

ФигЗ

Составитель Е. Мельникова

Редактор М. Петрова Техред К.Костик Корректор р. Тигор

Заказ 7144/55 . Тираж 687 Подписное ! ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, . Ужгород, ул. Проектная, 4