Однотактный преобразователь постоянного напряжения в постоянное

 

Изобрет-ение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при создании источников вторичного электропитания. Цель - повышение КПД. Устройство выполнено по схеме однотактного преобразователя постоянного напряжения в постоянное с прямым включением выпрямительного диода. Для снижения амплитуды сквозного тока последовательно со вторичной обмоткой силовоготрансформатора 2 включен токоограничительный дроссель 4, дополнительная обмотка . которого через выключающий диод 6 подсоединена параллельно выпрямительному диоду 3 для форсировки его запирания , что позволяет раньше завершить процесс размагничивания силового трансформатора 2. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН (19) (11) (Я)4 Н 02М 3 335 ф./ 3 p )г га р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3896408/24-07 (22) 16.05.85 (46) 30.03.87. Бюл. Р 12 (71) Ленинградский электротехнический институт связи им.проф.M.À.Áîí÷Бруевича (72) В.Д.Вогман и О.А.Ефимов (53) 621.314.58 (088.8) (56) Сб.Электронная техника в автоматике/Под ред. 10.И.Конева, 1980, 9 11, с.24-30.

Авторское свидетельство СССР

1(.= 1182610, кл.Н 02 И 3/335, 1984. (54) ОДНОТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при создании источников вторичного электропитания. Цель— повышение КПД. Устройство выполнено по схеме однотактного преобразователя постоянного напряжения в постоянное с прямым включением выпрямительного диода. Для снижения амплитуды сквозного тока последовательно со вторичной обмоткой силового трансформатора 2 включен токоограничительный дроссель 4, дополнительная обмотка которого через выключающий диод 6 подсоединена параллельно выпрямительному диоду 3 для форсировки его запирания, что позволяет раньше завершить процесс размагничивания силового трансформатора 2. 2 ил.

1300606

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при создании источников вторичного электропитания.

Цель изобретения — повышение КПД устройства.

На фиг.1 изображена принципиаль.ная схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства. 1О

Устройство содержит регулирующий транзистор 1, соединенный с. первым входным выводом и включенный последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора 2, началом присоединенной к второму входному выводу. При этом начало вторичной обмотки силового трансформатора 2 подключено к аноду выпрямительного диода 3 и началу дополнительной обмот 20 ки токоограничительного дросселя 4, конец которой присоединен к катодам выпрямительного диода 3 и диода 5

LCD-фильтра через выключающий диод 6.

Конец вторичной обмотки силового трансформатора соединен с концом первичной обмотки токоограничительного дросселя 4 и анодом рекуперацион-! ного диода 7, катодом присоединенного

30 к положительной обкладке выходного конденсатора 8 и к первому выводу обмотки накопительного дросселя 9, входящий в состав LCD-фильтра, второй вывод которой подключен к точке соединения катодов диодов 3,5 и 6, причем отрицательная обкладка выходного конденсатора.8 соединена с анодом диода 5 и началом первичной обмотки токоограничительного дросселя 4. Раэмагничивающая обмотка сило40 вого трансформатора 2 началом подключена к отрицательной шине источника питания, а концом — к аноду диода 10, катодом соединенного с вторым входным выводом, и первой обкладкои

45 блокировочного конденсатора 11, вторая обкладка которого подключена к концу первичной обмотки и коллектору регулирующего транзистора 1.

Устройство работает следующим образом.

При включенном регулирующем транзисторе 1 (момент t = О на фиг.2) напряжение на его коллекторе становится близким к нулю (US фиг.2а), 55 первичная обмотка силового трансформатора 2 оказывается подключенной к источнику питания, а на вторичной обмотке формируется напряжение, отпнрающее выпрямительный диод 3. Непосредственно с момента коммутации это напряжение приложено к первичной обмотке токоограничительного дросселя 4, в котором происходит нарастание тока. Соответствующее нарастание тока имеет место в первичной цепи (д, фиг.2б). При достижении током дросселя 4 значения тока нагрузки (момент t . фиг.2в) замыкающий диод

5 запирается, и напряжение, формируемое на вторичной обмотке силового трансформатора 2, поступает на вход

LCD-фильтра. При выключении регулирующего транзистора 1 напряжение на его коллекторе возрастает (момент фиг ° 2) в результате прерывания тока, протекающего через первичную обмотку трансформатора 2. Амплитуда этого напряжения, определяемая током нагрузки и индуктивностью рассеяния между первичной и вторичной обмотка— ми силового трансформатора 2, жестко ограничивается на уровне удвоенного значения напряжения питания при помощи диода 10 и конденсатора 11. На этапе восстановления обратного сопротивления выпрямительного диода 3 вторичная обмотка. трансформатора 2 шунтируется двумя открытыми диодами 3 и 5 (напряжение на дросселе 4 близко к нулю, так как вторичная обмотка также замкнута. открытыми диодами 3 и 6). Выпрямительный диод 3 форсированно выключается током, протекающим по вторичной обмотке дросселя 4.

При этом ток дросселя 9 замыкается через диод 5, а ток дросселя 4 после завершения процесса восстановления обратного сопротивления выпрямительного диода 3 замыкается через рекуперационный диод 7, и энергия, накопленная в токоограничительном дросселе 4, передается в нагрузку.

Включение дросселя 4 в цепь про-.екания тока выпрямительного диода 3 позволяет практически исключить выброс коллекторного тока регулирующего транзистора, обусловленный сквозным током диод-диод (показан на фиг.2б штриховой линией), и существенно облегчить процесс коммутации регулирующего транзистора (сплошная и штриховая линии на фиг.2а). Ограничение амплитуды сквозного тока обеспечивает также значительное уменьшение интенсивности связанных с этим

3 1300606 4 током паразитных колебаний, возникающих на входе LCD-фильтра (штриховая линия на фиг.2в) и приходящих на выход устройства.

Уменьшение продолжительности процесса восстановления обратного сопротивления выпрямительного диода 3, достигнутое благодаря .форсированному его эапиранию током ограничительного дросселя 4, позволяет раньше завершить процесс размагничивания силового трансформатора 2 (фиг.2в) и снизить напряжение на коллекторе ре— гулирующего транзистора в моменты его коммутации (t = О, t = Т и т.д., фиг.2a) в два и более раз. Это дает возможность значительно уменьшить потери в транзисторе, обусловленные разрядом через него паразиткой емкос- 20 ти коллекторной цепи, и повысить частоту преобразования КПН при сохранении высокого КПД. Уменьшение индуктивности рассеяния, связанное с повышением частоты преобразования, позволяет в ряде случаев упростить. схему путем исключения из нее размагничивающей цепи. Ток намагничивания при этом может замыкаться через собственную емкость коллекторной цепи регулирующего транзистора 1, а напряжение на нем в момент коммутации благодаря наличию дросселя 4 может иметь величину, заметно меньшую напряження источника питания в широком диапазоне длительности импульсов коллекторного тока. Энергия, запасаемая в магнитном поле дросселя 4, передается на каждом цикле в нагрузку, что позволяет получить определенный выигрыш в КПД.

Формула изобр етения

Однотактный преобразователь постоянного напряжения в постоянное с прямым включением выпрямительного диода, содержащий регулирующий транзистор, через первичную обмотку силового трансформатора подсоединенный к входным выводам, причем вторичная обмотка силового трансформатора через выпрямительный диод и LCD-фильтр присоединена к выходным выводам, дополнительная обмотка дросселя через последовательно соединенный выключающий диод подключена параллельно выпрямительному диоду, . т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения КПД, дополнительная обмотка,. дросселя расположена на сердечнике введенного токоограничительного дросселя, включенного между первым выходным выводом и выводом вторичной обмотки силового трансформатора, соединенным также через введенный рекуперационный диод с вторым выходнь* выводом.

1300606

Составитель Т.Ершова

Техред Л.Сердюкова

Редактор Н.Кнштулинец

Корректор Л.Пилипенко

Заказ 1157/54 Тираж 661 Подписное

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