Преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках электропитания. Цель изобретения - улучшение качества выходного переменного напряжения путем формирования стабилизированного напряжения с формой, близкой к синусоидальной. Параметры трансформатора (Тр) 10 выбираются таким образом, что в каждом полупериоде выходного напряжения создаются условия насыщения сердечника Тр 10 при разряде конденсаторов 6, 7, 15 на первичную обмотку Тр IO. Общая емкость конденсаторов 6, 7 и 15 выбрана таким образом, чтобы с индуктивностью первичной обмотки Тр 10 образовался контур, настроенный на частоту собственных колебаний, близкую к частоте блока управления 12. Конденсаторы 6, 7, 15 и Тр 10 образуют стабилизатор напряжения с феррорезонансом напряжений . За счет возможности разряда конденсаторов 6 и 7 через транзистор 3, диод 16 и первую обмотку дросселя 11 на полуобмотки 8, 9 созданы условия гарантированного насыщения Тр 10 и условия «мягкого ввода стабилизатора в работу. 2 ил. i (Л /J гС) to ел 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,.Я0„„1257790 А1 (5д 4 H 02 М 7 5387

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ фу" . j. ° т у «, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц

К А ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ы!:; . - ".,й,.: 1 (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках электропитания. Цель изобретения — улучшение качества выходI ного переменного напряжения путем фор(21) 3857815/24-07 (22) 25.02.85 (46) 15.09.86. Бюл. № 34 (72) В. А. Поляков (53) 621.314.58 (088.8) (56) Богданов Д. Н. Феррорезоиансные стабилизаторы напряжения. М.: Энергия, 1972, с. 61, рис. 3 — 1.

Электронная техника в автоматике./Под ред. Ю. И. Конева. М.: Радио и связь, 1983, вып. 14, с. 191, рис. l.

Авторское свидетельство СССР № 1077036, кл. Н 02 М 7/537, 30.12.82. мирования стабилизированного напряжения с формой, близкой к синусоидальной. Параметры трансформатора (Тр) 10 выбираются таким образом, что в каждом полупериоде выходного напряжения создаются условия насыщения сердечника Тр 0 при разряде конденсаторов 6, 7, 15 на первичную обмотку Тр !0. Общая емкость конденсаторов 6, 7 и 15 выбрана таким образом, чтобы с индуктивностью первичной обмотки

Тр 10 образовался контур, настроенный на частоту собственных колебаний, близкую к частоте блока управления 12. Конденсаторы 6, 7, 5 и Тр 10 образуют стабилизатор напряжения с феррорезонансом напряжений. За счет возможности разряда конденсаторов 6 и 7 через транзистор 3, диод

16 и первую обмотку дросселя 11 на полуобмотки 8, 9 созданы условия гарантированного насыщения Тр 10 и условия «мягкого» ввода стабилизатора в работу. 2 ил.

1257790

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники.

Цель изобретения — улучшение качества выходного переменного напряжения путем формирования стабилизированного напряжения с формой, близкой к синусоидальной.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 — осциллограммы на элементах преобразователя, поясняющие принцип работы.

Инвертор содержит мостовой транзисторный инвертор 1 с транзисторами 2 — 5, первый и второй конденсаторы 6 и 7, первичные полуобмотки 8 и 9 выходного трансформатора 10, двухобмоточный дроссель 11, блок управления 12, шунтирующие диоды 13 и

14, конденсатор 15, третий диод 16. По цепи питания блок управления 12 подсоединен к входным выводам преобразователя (не показан) и может быть выполнен по известной схеме генератора Роэра. Для уменьшения выбросов (пиков) напряжения на транзисторах мостового инвертора при их переключении параллельно конденсаторам могут быть включены в обратном направлении диоды.

На фиг. 2 изображены осциллограммы:

Ui — напряжение на входе мостового транзисторного инвертора 1; Vii — напряжение на обмотках дросселя 11; V> — напряжение на обмотках выходного трансформатора 8 и 9; 1.4, Uz — напряжение на конденсаторах 6 и 7; Ii — ток на входе мостового инвертора 1; Iig, Ii, — ток через диоды 12 и 15;

Т вЂ” период коммутации транзисторов мостового инвертора 1.

Осциллограммы фиг. 2а соответствуют минимальному, а фиг. 2 б — максимальному напряжению на входе преобразователя.

Преобразователь работает следующим образом.

На базы транзисторов 2, 5 и 3, 4 с выхода блока управления 12 поочередно поступают отпирающие импульсы. В этом случае в первую половину периода управляющего напряжения блока управления 12 ток проходит по цепи: от второго входного вывода преобразователя через вторую обмотку дросселя 11, переход коллектор — эмиттер транзистора 5, первый конденсатор 6, обмотки 9 и 8 выходного трансформатора

10, второй конденсатор 7 (диод 13), переход коллектор — эмиттер транзистора 2 к первому входному выводу преобразователя.

При этом первый конденсатор 6 заряжается, а второй конденсатор 7, заряженный в предыдущий полупериод, разряжается через обмотки 8 и 9, поскольку напряжение на втором конденсаторе 7 оказывается сложенным с входным напряжением преобразователя (14, Ug, фиг. 2). Во второй полупериод управляющего напряжения блока управле5

25 зо

55 ния 12 ток проходит по цепи: второй входной вывод преобразователя, вторая обмотка дросселя 11, переход коллектор — эмиттер транзистора 4, второй конденсатор 7,обмотки 8 и 9 выходного трансформатора 1О, первый конденсатор 6 (диод 14), переход коллектор — эмиттер транзистора 3, первый входной вывод преобразователя. При этом, второй конденсатор 7 заряжается, а первый конденсатор 6 разряжается через обмотки 8 и 9 выходного трансформатора

10 (U7 фиг. 2). В первый полупериод управляющего напряжения блока управления

12 при открытом состоянии транзистора 2 образуется также цепь разряда второго конденсатора 7 через третий диод 16 и первую обмотку дросселя 11 на полуобмотку

8 выходного трансформатора 10, а во второй полупериод управляющего напряжения при открытом состоянии транзистора 3 образуется цепь разряда первого конденсатора 6 через третий диод 16 и первую обмотку дросселя 11 на полуобмотку 9 выходного трансформатора 10. В результате ток в первичных полуобмотках 8 и 9 выходного трансформатора 10 меняет направление в сравнении с первым полупериодом, а на обмотках выходного трансформатора 10 формируется переменное напряжение с частотой, задаваемой блоком управления 12.

Параметры выходного трансформатора

10 (число витков полуобмоток 8 и 9 и сечение магнитопровода) выбираются таким образом, что в каждом полупериоде выходного напряжения создаются условия насыщения сердечника выходного трансформатора 10 при разряде конденсаторов 6, 7, !5 на первичную обмотку выходного трансформатора 10. Общая емкость конденсаторов

6, 7 и 15 выбрана таким образом, чтобы с индуктивностью первичной обмотки выходного трансформатора 10 образовался контур, настроенный на частоту собственных колебаний, близкую к частоте напряжения блока управления 12, т.е. конденсаторы 6, 7, 15 и выходной трансформатор 10 образуют стабилизатор напряжения с феррорезонансом напряжений, в котором за счет возможности разряда конденсаторов 6 и 7 через транзисторы 3 и третий диод 16 и первую обмотку дросселя 11 на полуобмотки 8 и 9 созданы условия гарантированного насыщения выходного трансформатора 10 и условия

«мягкого» ввода феррорезонансного стабилизатора в рабочий режим. Поэтому на обмотках выходного трансформатора 10 поддерживается неизменное по величине среднее за полупериод значение напряжения.

Форма выходного напряжения определяется переходными процессами в цепях, содержащих емкости (конденсаторы 6, 7, 15) и индуктивности (дроссель 11 и трансформатор 10). В моменты коммутации транзисторов моста 1 (О, л, 2л,... фиг. 2) напря1257790 жение на его входе плавно нарастает и определяется индуктивностью дросселя 11 и величиной входного напряжения, при этом напряжение на соответствующем заряженном конденсаторе 7(6) до величины входного постоянного напряжения оказывается сложенным с напряжением на входе моста и поступает на первичную обмотку выходного трансформатора 10. В результате формируется импульс входного тока (Ii фиг. 2), который определяет насыщение сердечника 10 выходного трансформатора 10. По мере уменьшения напряжения на обмотках дросселя 11 конденсаторы 6 и 7 разряжаются через третий диод 16 на соответствующие полуобмотки 8 и 9 и ток на входе мостовото инвертора 1 уменьшается (моменты вре15 мени т,, т,, т, фиг. 2) . В момент окончания формирования отрицательной полуволны выходного напряжения заряд первого конденсатора 6 продолжает осуществляться через шунтирующий диод 14 (ni, а2, I>s, фиг. 2) за счет увеличения напряжения на входе мостового инвертора 1 (U фиг. 2). При формировании противоположной (положительной) полуволны выходного напряжения первый конденсатор 6, перезаряжаясь, отдает энергию в нагрузку через шунтирующий диод 13 и дроссель 11, поэтому в моменты времени t,— %=, t,— 2$ входной ток 11 уменьшается до нуля. Из принципа работы следует, что напряжение на нагрузке имеет форму, близкую к синусоидальной с

30 плавным переходом через ноль напряжения и стабилизировано по среднему значению. Уменьшение третьей и пятой гармоник выходного напряжения может быть осуществлено известными средствами включением на выходе инвертора соответствующих фильтров.

Таким образом, транзисторный мостовой инвертор 1, конденсаторы 6, 7, 5 диоды 13 14, 16 дроссель 11 и трансформатор 10 образуют схему феррорезонансного стабилизатора напряжения, который 40 обеспечивает также уменьшение коммутационных потерь на транзисторах инвертора. Такой феррорезонансный стабилизатор напряжения работает в широком диапазоне пределов изменения входного напряжения, Верхний допустимый предел входного напряжения практически определяется допустимым напряжением на транзисторах мостового инвертора и допустимым напряжением на конденсаторах 6 и 7 и при тех же массогабаритных характеристиках, что и известные стабилизаторы с феррорезонансом токов, позволяет в 1,5 раза увеличить допустимый (рабочий) диапазон изменения входного напряжения.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения, содержащий четыре транзистора, включенных попарно-последовательно, выходной трансформатор, крайние выводы первичных полуобмоток которого подключены к первым выводам первого и второго конденсаторов, и блок управления, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества выходного напряжения путем формирования стабилизированного напряжения с формой, близкой к синусоидальной, в него введены третий конденсатор, подключенный параллельно указанным первичным полуобмоткам выходного трансформатора двухобмоточный дроссель, первый и второй шунтирующие диоды, подключенные анодами к крайним выводам первичной обмотки выходного трансформатора и параллельно соответственно первому и второму конденсаторам, и третий диод, подключенный анодом к первому входному выводу преобразователя, а катодом соединенный через первую обмотку введенного двухобмоточного дросселя с общим выводом первичных полуобмоток выходного трансформатора, причем вторая обмотка двухобмоточного дросселя включена между вторым входным выводом преобразователя и мостовым инвертором, образованным из упомянутых транзисторов, а вторые выводы первого и второго конденсаторов подключены к диагонали переменного тока мостового инвертора.

125??90

Рие. 2

Составитель В. Ежов

Редактор И. Сегляник Техред И. Верес Корректор А. Тяско

Заказ 5037(55 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4(5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Преобразователь постоянного напряжения Преобразователь постоянного напряжения Преобразователь постоянного напряжения Преобразователь постоянного напряжения 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания

Изобретение относится к электротехнике и используется во вторичных источниках питания

Изобретение относится к области электротехники, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано при создании силовых транзисторных преобразователей, например для электроприводов постоянного и переменного тока

Изобретение относится к устройствам преобразовательной техники, используется для питания трехфазных двигателей переменного тока

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам и способу возбуждения электрической дуги, и может найти применение в сварочном производстве

Изобретение относится к технике электроснабжения железнодорожного транспорта и предназначено для использования в силовых цепях постоянно-переменного тока тягового преобразования

Изобретение относится к автономным однофазным мостовым инверторам, применяемым в различных вторичных источниках питания

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного питания

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано, например, для построения автоколебательных систем управления люминесцентными лампами, дроссельно-ртутными лампами, дроссельно-натриевыми лампами (электронные балласты), а также галогенными лампами, вторичными источниками питания

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к системам управления реактивным индукторным электродвигателем для бытовой и автомобильной техники

Изобретение относится к преобразователю энергии с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) и с противоположно-направленными токами

Изобретение относится к области электротехники, а именно к однофазным мостовым инверторам
Наверх