Однотактный резонансный преобразователь

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания. Цель изобретения - повышение КПД и надежности . Преобразователь содержит транзисторные ключи 1 и 2, резонансный контур, выполненный на конденсаторе 3 и первичной обмотке силового трансформатора 4, систему управления 6. Введение токового трансформатора 5 и подключение системы управления 6 к выходным вьшодам обеспечивает повышение КПД за счет работы трансформаторов в двухтактном режиме и перемагничивания сердечников по полному циклу . Повышение надежности обеспечивается за счет плавного переключения транзисторов. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU, I 25 7 А1 (5)) 4 H 02 М 3/335

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

7 8

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4126860/24-07 (22) 09.07.86 (46) 07.02.88. Бюл. В 5 (72) В.Н,Новйнский (53) 621.314.57(088.8) (56) Патент США В 4257088, кл. Н 02 М 3/335, 1979.

ЭТвА  15. Сборник под ред.Ю.И.Конева. — М.: Радио и связь, 1984, с. 27, рис. 5. (54) ОДНОТАКТНЫЙ PE30HAHCHblA ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания. Цель изобретения — повышение КПД и надежности. Преобразователь содержит транзисторные ключи 1 и 2, резонансный контур, выполненный на конденсаторе

3 и первичной обмотке силового трансформатора 4, систему управления 6.

Введение токового трансформатора 5 и подключение системы управления 6 к выходным выводам обеспечивает повышение КПД за счет работы трансформаторов в двухтактном режиме и перемагничивания сердечников по полному циклу. Довьппение надежности обеспечивается за счет плавного переключения транзисторов. 2 ил.

1372537

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке вторичных источников питания.

Цель изобретения — повышение КПД

5 и надежности.

На фиг. 1 приведена схема однотактного резонансного преобразователя, на фиг.2 — временные диаграммы работы 10 преобразователя (при номинальной и пониженной нагрузках).

Преобразователь содержит первый 1 и второй 2 транзисторные ключи, конденсатор 3, силовой трансформатор 4, токовый трансформатор (датчика тока)

5, систему 6 управления, выпрямитель

7 и индуктивный фильтр 8.

Преобразователь работает следующим образом. 20

В установившемся режиме в момент со (фиг. 2) система 6 управления вырабатывает тактовый импулЬс отпирающей полярности для транзистора 1, который поддерживается во включенном 25 состоянии до момента г,, т.е. в течение длительности протекания полуволны синусоидального резонансного тока, которая приблизительно определяется соотношением 30 где С вЂ” величина емкости накопительного конденсатора;

Ь „ — эквивалентная индуктивность, включающая пересчитанные распределенную индуктивность силовой цепи, индуктивность рассеяния силового трансформатора 4 40, и индуктивность фильтра 8.

Длительность цикла отбора энергии является медленно изменяющейся функцией тока нагрузки.

По окончании протекания кванта 45 энергии в нагрузку конденсатор 3 заряжается до величины, близкой Ч „ ток в первичной обмотке токового трансформатора 5 прекращается, транзистор 1 автоматически выводится из насьпцения и запирается. По истечении необходимой паузы, изменяемой в зависимости от величины нагрузки системой 6 управления, в момент t появляется тактовый импульс отпирающей полярности для транзистора 2, который также поддерживается во включенном состоянии токовым трансформатором 5 и выключаетСя по окончании разряда накопительного конденсатора 3 на нагрузку через силовой трансформатор 4, выпрямитель 7 и индуктивный фильтр 8. !

При этом трансформаторы 4 и 5 работают в двухтактном режиме, а их сердечники перемагничиваются по полному циклу. Для уменьшения влияния неидеальности транзисторных ключей, выражающейся в конечной величине падения напряжения на транзисторах в насьпценном состоянии Ч„ < на сим -3(HdCbl+P метричность двухтактного режима работы трансформаторов коллектор транзистора 2 может быть подключен к отводу первичной обмотки силового трансформатора 4 (фиг. 1, пунктир). Резонансный принцип работы преобразователя с плавными формами коллекторных токов транзисторов ослабляет влияние некоторого расхождения величины напряжения, прикладываемого к первичной обмотке силового трансформатора 4 при прямом и обратном циклах, на симметричность перемагничивания и одностороннее насьпцение не наблюдается.

Силовой трансформатор 4 может иметь несколько вторичных обмоток, предназначенных для получения ряда вторичных напряжений. Транзисторные ключи могут быть иного типа проводимости, тогда для их управления потребуются гальванически развязанные вторичные обмотки токового трансформатора 5.

На фиг. 2 изображены диаграммы работы преобразователя при облегченной нагрузке. С увеличением тока нагрузки или уменьшением входного напряжения

Ч система 6 управления увеличивает частоту формирования тактовых импульсов для поддержания установленной величины выходного напряжения V „,„ (фиг. 2) . Однако максимальная длительность цикла резонансного отбора энергии не должна превьппать 507 от периода преобразования. Попытка дальнейшего увеличения задающей частоты приводит к коммутации транзисторов 1 и 2 не при нулевом токе, что вызывает дополнительные потери и нарушение резонансного режима работы преобразователя. Возможно решение с построением ключей 1 и 2 на основе ИДП-транзисторов и включением датчика 5 тока в г.юбую точку их общей выходной цепи.

Такое построение схемы резонансного преобразователя позволяет повысить частоту преобразования за счет более

1372537 высоких частотных свойств полевых транзисторов и улучшить технологичность преобразователя исключением моточного изделия.

Формула изобретения

Однотактный резонансный преобразователь постоянного напря кЬния, содержащий подсоединенные к входным выводам и включенные последовательно первый транзисторный ключ и LCконтур, выполненный на конденсаторе и первичной обмотке силового трансформатора, имеющего вторичную обмотку, причем LC-контур зашунтирован силовой цепью второго транзисторного ключа, управляющие входы первого и второго транзисторных ключей объединены и подключены к системе управления, одни из одноименных силовых вы5 водов транзисторных ключей имеют общую точку, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности, введены выпрямитель, индуктивный фильтр и датчик тока в виде токового трансформатора, первичная обмотка которого включена между конденсатором и общей точкой транзисторных ключей, к управляющим входам которых подключена его вторичная обмотка, причем вторичная обмотка силового трансформатора через выпрямитель и индуктивный фильтр соединена с выходными выводами, к которым подключен вход системы управления.