Преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение используется в системах вторичного электропитания для преобразования постоянного напряжения . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения независимого управления . Преобразователь содержит транзисторный мост (ключи 1-4), выходг- - J я О I/ (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 Н 02 М 3/337

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3748667/24-07 (22) 01.06. 84 (46) 23. 08. 86. Бюл. Ф 31 (72) И.И. Филиппов (53 ) 621 . 314. 58 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 77386 кл. Н 02 М 3/335, 1980.

Авторское свидетельство СССР .Ф 1220090, кл. Н 02 М 3/337, 05.01.84.

„„SU„„1252877 А 1

{54) JIPEO5PA30BATEJIh HOCTOHHHOPO НАПРЯЖЕ НИЯ (57) Изобретение используется в системах вторичного злектропитания для преобразования постоянного напряжения. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения независимого управления. Преобразователь содержит тран" зисторный мост (ключи 1-4), выход1252877 ной трансформатор 9, дроссель (Др) нение BY 22 и введение измеритель16, фазосдвигающий конденсатор (К) ного трансформатора тока 18 обеспечи20 и блок управления (БУ) 22, В БУ вают включение транзисторов практи22 входят предварительный усилитель чески при нулевых значениях тока и

23, логические ячейки 2И-НЕ 24,25, напряжения на них. Введение Др 19 триггер 26, задающий генератор 27, обеспечивает работу преобразователя нуль-оРган 28 ° Выбором соответсгвую- в режимах, близких к холостому ходу. щей емкости К 20 обеспечивается без- когда энергия запасенная в Др 16, опасная траектория выключения тран- недостаточна для перезарядки К 20. зисторов с малой величиной выделяе- 1 з.п. ф-лы, 2 ил. мой на них пиковой мощности. ВыполИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания для преобразования постоянного напряжения.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения независимого управления преобразователем.

На фиг. I показана принципиапьная схема устройства; на фиг. 2временные диаграммы напряжений и токов на элементах (эпюры токов и напряжения с индексами соответствуют номеру элемента).

Преобразователь (фиг. 1) содержит транзисторные ключи 1-4, соединенные по мостовой схеме и зашунтированные обратными диодами 5-8, выходной трансйооматор 9, вторичная обмотка 1О которого через выпрямительные диоды 1I и 12 и ?.С-сглаживающий фильтр 13 подключена к нагрузке 14, а первичная обмотка 15 через первый дроссель 16 и первичную обмотку

17 измерительного трансформатора 18 тока подключена к выходу моста ключей. Второй дроссель 19 подключен параллельно к .последовательно соеди ненным первичной обмотке 15 трансформатора 9 и первого дросселя 16.

Фазосдвигающий конденсатор 20 подключен к выходу моста ключей. Входные выводы моста подключены к источ нику 21 питания. В блок 22 управления входят предварительный усилитель 23, выходными выводами подключенный к управляющим переходам силовых транзисторов, две выходные логические ячейки 2И-НЕ 24 и 25, к первым входам которых соответственно подключены выходы триггера 26, счетным входом соединенного с задающим генератором 27, а к другим входам б соответственно подключены прямой и инверсный выходы нуль-органа 28, вход которого подключен ко вторичной обмотке 29 трансформатора 18 .тока.

Преобразователь работает следующим образом.

В исходном состоянии (до момента времени t, ) транзисторные ключи 1 и 4 открыты. Конденсатор 20 заряжен до напряжения питания полярностью (указанной на фиг. I без скобок).

К первичной обмотке 15 силового трансформатора 9 приложено напряжение первичного источника 21 (полярность без скобок). Ток нагрузки протекает через диод 11, а в дросселе 19 протекает нарастающий по величине ток, увеличивая в нем электромагнитную .энергию.

В момент времени t, сигналом с задающего генератора 27 производится переключение триггера 26, выходные сигналы 11 и О которого, воздействуя на предварительный усили30 тель 22 через логические элементы

24 и 25, снимают отпирающие напряжения с транзисторов 1 и 4. В результате эти транзисторы в момент времени t запираются (транзисторные ключи не насыщены, цепи, выводящие транзисторы из насыщения,не показа» ны).

В интервале .времени t, -й происходит разряд конденсатора 20 током, протекающим через первичную обмотку

12528?7

15 трансформатора 9 и дроссель 16.

Величина этого тока на данном интервале времени остается неизменной, так как продолжает проводить ток диод !1, а величина индуктивности дросселя фильтра 13 достаточно велика, чтобы пренебречь переменной составляющей его тока. Напряжение на транзисторах 1 и 4 начинает воэ10 растать с момента спадания протекающего через них тока. Выбором соответству«оцей величины емкости

С конденсатора 20 можно обеспечить безопасную траекторию выключения транзисторов с малой величиной вь«деляемой на них пиковой мощности.

В интервале времени t,-С происходит перезаряд конденсатора 20 до напряжения, равного напряжению источника 21 питания за счет энергии„ 20 запасенной в дросселях 16 и 19: В результате этого напряжение на транзисторных ключах 2 и 3 перед их отпи. раннем спадает до нуля. С момента времени t к последовательно соеди1 ненным дросселю 16 и первичной обмотке 15 трансформатора 9 прикладывается напряжение противоположной полярности конденсатора 20, и ток дросселя 16 начинает уменьшаться 30 по величине, а ток дросселя фильтра

13 остается неизменным, что ведет к открытию диода 12. Через последний протекает разность тока дросселя фильтра 13 и тока диода ll. Вслед- З ствие того, что оба диода 11 и 12 открыты, вторичные полуобмотки 10 трансформатора 9 оказываются закороченными, и к дросселю 16 прикладывается все напряжение конденсато-4 ра 20.

В момент времени, после перезаряда конденсатора 20 до напряжения источника 21, открываются обратные диоды 6,? и спадающие по величине 4 токи дросселей 16 и 19 замыкаются через указанные диоды на первичной источник 21. При этом в момент времени t ток дросселя 16, спав до нуля, 3 изменяет свое направление, а ток дио-50 да 12 с момента времени С становится больше тока диода 11.

В момент времени t суммарное эна4 чение тока дросселей 16 и 19 спадает до нуля (ток дросселя 16, .изменив направление, достигает значения тока дросселя 19, а обратные диоды 6 и ? закрываются) и изменяют свое направ1ление за счет незначительного разряда ко«щенсатора 20. В это время сигнал на вторичной обмотке 29 транс- форматора 18 тока изменяет знак, что приводит к срабатыванию нуль-органа

28 и изменению сигналов на его прямом и инверсном выходах (U У ), которые, воздействуя на предваритель««ь«й усилитель 23 через логические элементы узла 22 управления, формиpvtoT отпирающие сигналы транзисторных ключей 2 и 3 (U ) . .В результате включение указанных транзисторHbIx ключей происходит практически при нулевых значениях тока и напряжения на них, т.е. беэ выделения пиковой мощности, не выходя иэ области максимальных режимов (ОИР) транзисторов.

Обратное переключение транзисторов в интервале времени происходит аналогично.

Дроссель 19 предназначен для обеспечения работы усилителя в режимах, близких к холостому ходу, когда энергия, запасенная в дросселе

16, недостаточна для перезаряда конденсатора 20.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Преобразователь постоянного напряжения, содержащий мост силовых транзисторов, тунтированных возвратными диодами, выходной трансформа= тор, первичная обмотка которого через первый дроссель связана с выходом моста, а вторичная через выпрямитель и фильтр соединена с выходными выводами преобразователя, блок управления и фазосдвигающий конденсатор, подключенный к выходу моста, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения независимого управления преобразователем, блок управления выполнен в виде последовательно включенных задающего генератора, триггера со счетным входом, соединенного с первыми входами выходных логических ячеек, кроме того, введены измерительный трансформатор тока и нуль-орган, причем первичная обмотка трансформатора тока включена последовательно с первичной обмоткой выходного трансформатора, а выход измерительного трансформатора тока

1252877 Ь раллельно цепи, состоящей иэ последовательно соединенных первичной обмотки выходного трансформатора и первого дросселя, включен второй дросселb через нуль-орган связан с вторыми входами логических ячеек.

2. Преобразователь bio п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что паСоставитель В. Моин

Редактор П. Коссей Техред Л.Сердюкова Корректор Т. Колб

Заказ 4628/54 Тираж 631 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303S, Москва, Ж-35, Рауп ская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород ул. Проектная, 4