Однотактный преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания дпя преобразования уровня постоянного напряжения. Цель изобретения - поньшение КПД. При разомкнутом ключе 3 и завершенных переходных процессах предшествующего этапа каждый из конденсаторов (к) Ю и 11 заряжен до половины напряжения на нагрузке в запирающий диод 9 полярности. При замыкании ключа к каждой из обмоток 7 и 8 приложена сумма входного напряжения и напряжения конденсатора, а ветви из К 10 обмотки 8 и К 11, обмотки 7 параллельны. Под действием тока обмотки 7 и 8 К 10 и К 11 перезаряжаются , диод 9 открывается. При этом включаются последовательно обмотки дросселя (Др) 4, происходит процесс накопления энергии. При размыкании ключа 3 напряжение нарастает через открытый диод 9 с ограниченной скоростью, определяемой скоростью перезаряда К10, К11 и величиной их емкости. При достижении на Др 4 напряжения, равного напряжению на нагрузке, Др 4 разряжается в нагрузку через диод 5, а напряжение на К10, К11 устанавливается на уровне, равном половине напряжения на нагрузке. Таким образом, ток перезаряда формирующих конденсаторов используется полезно для накопления энергии в дросселе. 4 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

С19) (11) А1 (51) 4 Н 02 М 3 335

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3854743/24-07; 3866816/24-07 (22) 12.02. 85 (46) 15.09. 86. Бюл. № 34 (71) Опытное производственно-техническое предприятие "Уралчерметавтоматика" (72) О.Н..Мельников и Д.О.Мельников (53) 621,314,58 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1072209, кл. Н 02 M 3/335, 1982.

Патент США № 3115600, кл. 32322, 1963. (54) ОДНОТАКТНЫИ ПРЕОБРАЗОБАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания для преобразования уровня постоянного напряжения. Цель изобретения — повышение КПД, При разомкнутом ключе

3 и завершенных переходных процессах предшествующего этапа каждый иэ конденсаторов (К) 10 и 11 заряжен до половины напряжения на нагрузке в запирающий диод 9 полярности. При замыкании ключа к каждой из обмоток

7 и 8 приложена сумма входного напряжения и напряжения конденсатора, а ветви из К 10 обмотки 8 и К 11, обмотки 7 параллельны. Под действием тока обмотки 7 и 8 K 10 и К 11 перезаряжаются, диод 9 открывается. При этом включаются последовательно обмотки дросселя (Др) 4, происходит процесс накопления энергии. При раэмыкании ключа 3 напряжение нарастает через открытый диод 9 с ограниченной скоростью, определяемой скоростью переэаряда K10, Kll и величиной их емкости. При достижении на

Др 4 напряжения, равного напряжению на нагрузке, Др 4 разряжается в нагрузку через диод 5, а напряжение на К10 К1 1 устанавливается на уровне, равном половине напряжения на нагрузке. Таким образом, ток перезаряда формирующих конденсаторов используется полезно для накопления энергии в дросселе. 4 ил.

1257777

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания для преобразования уровня постоянного напряжения ° 5

Цель изобретения — повышение КПД.

На фиг.l представлен однотактный преобразователь постоянного напряжения; на фиг.2 — то же, подключения нагрузки; на фиг.3 — то же; на 1Î фиг. 4 — то же, В преобразователе к входным выводам 1 .и 2 подключен источник питания, К выводу 1 подключен вывод силового управления ключа 3, последовательно с выходной цепью которого включена обмотка дросселя 4 и силовой диод 5.

Конденсатор б является выходным фильтром преобразователя. Обмотка дросселя 4 выполнена иэ двух равных секций 7 и 8, соединенных согласно по следов ательно через блокирующий диод 9, при этом каждая секция 7(8) эашунтирована с диодом 9 соответствующим формирующим конденсатором 25 10 (11) .

Транзистор 3, диод 5, дроссель 4

4 конденсатор 6 соединены между собой по обычной схеме понижающего преобразователя (фиг, 1), полярность инвертирующего преобразователя (фиг. 2), повышающего преобразователя (фиг. 3) и преобразователя с трансфоу аторным разделением входных и выходных цепей (фиг.4) — со вторичной обмоткой дросселя 12 (фиг.4).

Преобразователь работает следующим образом (рассмотрено на примере варианта по фиг.2).

При разомкнутом ключе и завер4О шенных перехбдных процессах предшествующего этапа каждый из конденсаторов 10 и 11 заряжен до половины напряжения на нагрузке в запирающей ,цля диода 9 полярности.

При замыкании ключа 3 к каждой из

45 обмоток 7 и 8 оказывается приложена сумма входного напряжения и напряжения конденсатора, а ветви, образованные конденсатором 10 и обмоткой 8 и конденсатором 11 и обмоткой 7, ока" о зываются соединенными параллельно.

Под действием тока обмотки 7 и 8 конденсаторы 10 и ll перезаряжаются до момента, когда открывается диод

9, а напряжение на каждом из конденсаторов 10 и 11 равно половине входного напряжения. Обмотки дросселя

4 при этом включаются поспедовательно и продолжается процесс накопления энергии в дросселе.

При размыкании ключа 3 ток последовательно соединенных обмоток 7 и 8 через открытый диод 9 шунтируется в последовательно соединенные конденсаторы 10 и 11, а напряжение на ключе нарастает с ограниченной скоростью, определяемой скоростью перезаряда этих конденсаторов.

Скорость нарастания напряжения на ключе 3 (допустимая по условиям потерь в ключе) задается выбором емкости С конденсаторов 10 и 11.

При достижении на дросселе напряжения, равного напряжению на нагрузке, дроссель 4 начинает разряжаться в нагрузку через открывшийся диод 5, а напряжение на конденсаторах 10 и 11 фиксируется на уровне, равном половине напряжения на нагрузке. Далее процессы в схеме повторяются.

В вариантах преобразователей по фиг.1 и 3 процессы проходят аналогично рассмотренным, лишь с той разни цей, что в схеме по фиг.1.к дросселю при открытом ключе приложена разность входного и выходного напряжения, а в схеме по фиг.3 при закрытом ключе к дросселю приложена разность выходного и входного напряжений.

По сравнению с известным преобразователем в предложенных схемах выше КПД так как ток перезаряда формирующих конденсаторов используется полезно для накопления энергии в дросселе.

Формула изобретения

Однотактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовой управляемый ключ, силовой диод, дроссель, обмотка которого через силовой транзистор соединена с одним из входных питающих выводов преобразователя, конденсатор выходного фильтра и цепочку для снижения динамических потерь в процессе выключения транзистора с первым формирующим конденсатором и блокирующим диодом, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, в него введен формирующий конденсатор, а обмотка дросселя разделена на две одинаковые секции, причем между началами секций включен первый формирующий конденсатор, между кон3 1257777 4 цами секций. включен второй формирую- включен блокировочный диод в напщий конденсатор, а между концом пер" равлении проводимости согласно с вой секции и началом второй секции проводимостью силового транзистора.

Составитель В.Моин

Техред Л.Сердюкова Корректор С.вверни

Редактор И. Сегляник

Заказ 5036/54

Тираж 631 Подпи сно е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная,4