Преобразователь постоянного напряжения

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (11 4 Н 02 М 3/335

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1257778 (21) 4081163/24-07 (22) 14.05.86 (46) 07.01.88, Бюл. № 1 (72) В. P. Бирюков (53) 621.314.58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1257778, кл. Н 02 M 3/335, 1985. (54), ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ .(57) Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано при разработках вторичных источников электропитания. Целью изобретения является повышение

rr.Я0,» 1365288 A 2 надежности путем уменьшения пиковой мощности, рассеиваемой в силовых транзисторах в переходных режимах.

Сущность изобретения заключается в том, что формируется безопасная тра ектория рабочей точки транзисторов

2, 3 и 13, 14 инверторных ячеек. Это достигается тем, что импульсы управления транзисторами 1 и 2, 13 и 14 инверторных ячеек имеют фиксированную задержку, благодаря которой конденсаторы 10 и 21 заряжаются до напряжений на конденсаторах 22 и 23 независимо от тока нагрузки и изменения входного напряжения, что обеспечивает напряжение на переходах кол.1365289 лектор — эмиттер транзисторов, равное нулю, а следовательно, не вьщеляется на них мощность в моменты их переключений. Регулирование напряжения на нагрузке осуществляется за счет смеИзобретение относится к. электротехнике, может быть использовано в системах вторичного электропитания и автоматики .для преобразования .и регулирования постоянного напряжения.и 5 является усовершенствованием изобретения по авт, св. Р 1257778, Цель изобретения — повышение надежности путем уменьшения пиковой мощности, рассеиваемой в силовых. 10 транзисторах в переходных режимах.

На фиг. 1 показана принципиальная схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 — диаграммы напряжений и токов, поясняющие работу преобразователя.

Преобразователь постоянного напряжения (фиг. 1) содержит первую и вторую инверторные ячейки 1, выполненные на транзисторах 2 и 3. трансформаторах 4 и 5, диодах 6-9 и конденсаторе 10 и управляемые от основ- . ного блока 11 управления, выходы которого подключены к управляющим вхо 25 дам транзисторов 2 и 3. Третья и четвертая инверторные ячейки 12 выполнены аналогично первой и второй ячейкам на транзисторах 13 и 14, трансформаторах 15 и 16, диодах 17-20 и конденсаторе 21 Конденсаторы 22 и

23 подсоединены в входным выводам.

Транзпсторы управляются от дополнительного блока 24 управления. Фазосдвигающее устройство 25, управляющим входом подключено к дополнительному 35 выходу блока ll управления, а выходом - к управляющему входу блока 24 управления. Выходные обмотки 26-29 трансформаторов 4, 5, 15 и 16 соединены попарно последовательно и через 40 диоды 30 и 31 и фильтр 32 подключены к нагрузке 33, Преобразователь работает следующим образом.

45 щения во времени управляющих сигналов транзисторами (а следовательно, и напряжений на трансформаторах) основной и дополнительной инверторных ячеек.

2 ил.

На фиг. 2 показаны импульсы управления транзисторами 2, 3, 13 и 14

U, Б „U и U, . Импульсы 13 и

11 транзисторов 2 и 3 первой и второй ячеек взаимно сдвинуты на время С -t и С,-С, а импульсы U, и

Б, транзисторов 13 и 14 третьей и четвертой ячеек - на время С„-С и

t --t,z, которые при работе остаются неизменными. Импульсы управления

Б (Ц ) и U „(U ) сдвигаются фаэосдвигающим устройством 25 на время

0- С (С -t6) в зависимости от режима работы преобразователя. Соответственно изменяются напряжения на трансформаторах 4 и 15 (U и U ) и суммарное напряжение на последовательно соединенных обмотках 26 и 28 трансформаторов 4 и 5.(U ).

Пусть в момент t = 0 включается транзистор 2 первой ячейки. Так как ток через транзистор 2 определяется напряжением U< (на интервале С вЂ” t> энергия передается в нагрузку), в момент t = 0 ток i = 0 через этот транзистор равен нулю и в момент его включения мощность в нем не выделяется. По окончании импульса в момент — напряжение на конденсаторе 10

10 — U (полярность "+, -"), до которого он зарядился (до величины напряжения на конденсаторе 22) от трансформатора 5 в момент паузы t -t еще до включения транзистора 2, а на-. пряжение коллектор — эмиттер транзистора 2 Б равно нулю, и транзистор включается при нулевом напряжении.

На интервале С вЂ” t< трансформатор 4 отключается, изменяется полярность напряжения на первичной обмотке, и запасенной энергией конденсатор 10 перезаряжается на противоположную полярность "+, -", создавая благоприятные условия для включения и вы1365289 ключения транзистора 3 второй ячейки

В момент t = tz включается транзистор 13. Хотя ток через него не равен нулю, но равно нулю напряжение цепи коллектор — эмиттер, так как конденсатор 21 заряжен энергией трансформатора 16 во время паузы С, — t до момента включения транзистора 13 с полярностью "+, -". В момент t = t напряжение на нагрузке Ul падает до нуля, и ток через транзистор 13 спадает по экспоненте, стремясь к току „ намагничивания в конце импульса, а так как .напряжение на конденсаторе 21 равно напряжению на конденсаторе 23, напряжение на переходе коллектор— эмиттер транзистора 13 равно нулю, и мощность на транзисторе 13 не выделяется при его выключении.

При уменьшении тока нагрузки уменьшается накопленная энергия в трансформаторах, а следовательно, конденсаторы 10 и 21 могут не заряжаться до величины напряжения на конденсаторах 22 и 23 (пунктирная линия на фиг. 2), и тогда напряжение цепи коллектор — эмиттер транзисторов 2 и 13 не равно нулю. Однако при постоянной задержке t, — С, t>- t, С5 С6 7 С8 можно подобрать кон» денсаторы 10 и 21 так, что зто напряжение будет минимально или равно нулю и не окажет существенного влияния на процессы включения и выключения °

Таким образом, применение фиксированной задержки между импульсами управления ключами ячеек создает благоприятные условия при включении и выключении транзисторов, а введение дополнительного фазосдвигающего устройства обеспечивает регулирование напряжения на нагрузке, не изменяя выходных параметров преобразователя.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напря15 жения по авт. св. 9 1257778, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности путем уменьшения пиковой мощности, рассеиваемой в силовых транзисторах в переходных

2р режимах, введены дополнительно третья и четвертая аналогично включенные инверторные ячейки, дополнительный блок управления и фазосдвигающий узел, причем каждый блок управления

26 выполнен по схеме с фиксированной задержкой между импульсами управления транзисторами инверторных ячеек, дополнительный выход основного блока управления соединен с управляющим

30 входом дополнительного блока управления через фазосдвигающий узел, управляющий вход которого подключен к выходу преобразователя, а выходные обмотки трансформаторов первой и третьей, второй и четвертой инверторных ячеек соединены согласно-последовательно.

)365289

Составитель В. Моин

Редактор И. Горная ТехредМ.Дидык Корректор С. Шекмар

Заказ 6652/52

Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I13Î35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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