Преобразователь переменного напряжения в повышенное постоянное

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано во вторичных источниках электропитания . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и увеличение :козффициента мощности при регулировании выходного напряжения. Устройство включает сглаживающие дроссели 1, 2, отводы обмоток которых соединены с входным выводом 3. Между одними свободными выводами включены вентили 10, 11. Между катодом вентиля 10 и анодом вентиля 11 включена цепочка из конденсаторов 4, 5, точка соединения которых подключена к входному выводу 6. Между другими свободными выводами дросселей 1, 2 включен трехполюсный коммутатор 9. Использование дросселей и коммутатора обеспечивает повьшение выходного напряжения . При этом выходное напряжение определяется длительностью замкнутого состояния выводов коммутатора-и соотношением витков полуобмоток дросселей . Первая гармоника потребляемого тока совпадает по фазе с входным напряжением независимо от кратности регулирования , в результате чего коэффициент мощности имеет повьшенное значение. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. с $б (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 Н 02 М 7/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4127709/24-07 (22) 04.10.86 (46) 07.05.88. Бюл. 9 17 (71) Томский политехнический институт им. С.M.Кирова (72) Б.АаБагинский и M.Ë.Òðóáíèêîâ (53) 62 1.314.5(088.8) (56) Иванов-Цыганов А.И. Электротехнические устройства радиосистем. — М.:, Высшая школа, 1984, с. 104;

Патент США И - 3177421, кл. Н 02 М 7/12, 1965. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ B IIOBbINEHHOE ПОСТОЯННОЕ (57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано во вторичных источниках электропитания. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и увеличение коэффициента мощности при регулировании выходного напряжения.

Устройство включает сглаживающие

ÄÄSUÄÄ 1 394372 А1 дроссели 1, 2, отводы обмоток которых соединены с входным выводом 3. Между одними свободными выводами включены вентили 10, 11. Между катодом вентиля 10 и анодом вентиля 11 включена цепочка из конденсаторов 4, 5, точка соединения которых подключена к входному выводу 6. Между другими свободными выводами дросселей 1, 2 включен трехполюсный коммутатор 9. Использование дросселей и коммутатора обеспечивает повьппение выходного напряже" ния. При этом выходное напряжение

i определяется длительностью замкнутого состояния выводов коммутатора--и соотношением витков полуобмоток дроссе- с е лей. Первая гармоника потребляемого тока совпадает по фазе с входным напряжением независимо от кратности реJ гулирозазия, з результате чего коэффициент мощности имеет повышенное значение. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1394372

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках питания радиоэлектронной и электротехнической аппаратуры.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и увеличение коэффициента мощности при регулировании выходного напряжения. f0

На фиг,1-3 представлены принципиальные схемы преобразователей переменного напряжения в повышенное постоянное на фиг.4 — диаграммы токов и напряжений, иллюстрирующие их работу.

Преобразователь (фиг.1) содержит сглаживающие дроссели 1 и 2, отводы обмоток которых соединены с входным выводом 3, последовательно соединен- 20 ные фильтровые конденсаторы 4 и 5, общая точка которых соединена с входным выводом 6, а свободные выводы— с входными выводами 7 и 8, и трехполюсный коммутатор 9, первый и второй 25 выводы которого соединены с концами обмоток дросселей 1 и 2, а третий— с входным выводом 6. Начало обмотки дросселя 1 соединено с анодом диода

10, дросселя 2 — с катодом диода 11, 30 катод диода 10 соединен с выходным выводом 7, анод диода 11 — с выходным выводом 8.

Преобразователь по фиг.2 отличается от преобразователя по фиг. 1 тем, что трехполюсный коммутатор 9 содержит последовательно соединенные управляемые ключи 12 и 13, свободные выводы которых являются первым и вторым выводами коммутатора, а общая 40 точка — третьим выводом.

Преобразователь по фиг.3 отлича" ется от преобразователя по фиг.1 тем, что трехполюсный коммутатор 9 содержит управляемый ключ 12 и диоды 1417. При этом последовательно соединенные диоды 14 и 15 включены параллельно ключу 12, анод диода 14 соединен с катодом диода 16, катод диода 15 - с анодом диода 17, катод диода 16 и анод диода 1? являются соответственно первым и вторым выводами коммутатора, а общая точка диодов 14 и 15 — третьим выводом.

На фиг.4 приняты следующие обозначения: U „, Х „ — напряжение и ток

?-1 на входе преобразователя; I > — ток, протекающий через выводы 3 и 1 ком мутатора 9; U, — напряжение на абмотке М1. 1 дросселя 1; I — ток,обмотки W2.(дросселя 1, I — ток конденсатора 4» U — амплитуда входного напряжения; У „ " напряжение на нагрузке; I„ — ток нагрузки; I < — уровень тока сглаживающих дросселей; пдр = М2/М1 — соотношение витков полуобмоток дросселей

Т вЂ” моменты времени.

При рассмотрении работы преобразователей полагаем, что пульсации магHHTHQI" потока сглаживающих дросселей пренебрежимо малы.

Преобразователь по фиг.1 работает следующим образом;

На интервале времени t 1(t (t, соответствующем положительному попупериоду входного напряжения (U>„ имеет полярность, обозначенную на фиг.1 без скобок), замкнуты выводы 1 и 3 коммутатора 9, а на интервале (полярность U „ показана на фиг. 1 в скобках) — выводы 2 и 3. При этом на интервале t, (t (t> диод 10 заперт, диод 11 открыт, ток дросселя 1 замыкается через источник питающего напряжения и выводы 1 и 3 коммутатора

9, а ток дросселя 2 протекает по цепи: входной вывод 6 — параллельно соединенные конденсатор 5 и цепь, образованная последовательно соединенными конденсатором 4 и нагрузкой диод 11 — обмотка М2.2 †> входной вывод 3. Конденсатор 4 разряжается током, равным I<, а конденсатор 5 заряжается током й? = I < — I>. От источника питающего напряжения потребляется ток I > = пдрТ„. На интервале

t> c t (t < процессы повторяются с тем отличием,что диод 11 открыт, а диод

12 заперт, через коммутатор и источник питающего напряжения замыкается ток обмотки W1.2 дросселя 2, а через фильтровые конденсаторы и нагрузку— ток обмотки М2. 1 дросселя 1, конденсатор 5 разряжается, а конденсатор 4 заряжается. На прочих интервалах диоды 10 и 11 открыты, ток дросселей 1 и 2 замыкается по цепи: обмотка

М2.1 -+ диод 10 -+ параллельно соединенные нагрузка и цепь, образованная последовательно включенными конденсаторами 4 и 5 - диод 11 -+ обмотка М2.2. Конденсаторы 4 и 5 заряжаются током, от источника питающего напряжения ток не потребляется.

Процессы, протекающие в схемах по фиг.2 и 3, аналогичны процессам в

3 13943 схеме по фиг ° 1. При этом в схеме по фиг.2 на интервале, (Т (замкнут ключ 12, на интервале t c t < з ключ 13. B схеме по фиг.3 на интервалах t, < t < t, (t < tq ключ 12

5 замкнут, на прочих интервалах — разомкнут, на интервале „< t c t через ключ 12 и диоды 15 и 16 течет ток обмотки W1.1, на интервале t> c t e через ключ 12 и диоды 14 и 17 — ток обмотки W1.2.

Введение в схему преобразователя дополнительного дросселя 2 и трехполюсного коммутатора 9 позволяет повы- 15 сить уровень выходного напряжения и увеличить коэффициент мощности при регулировании. Это связано с тем, что в предлагаемом преобразователе ток каждого из дросселей при замкнутом состоянии соответствующих выводов коммутатора протекает через источник питающего напряжения, а в прочие моменты времени — через источник и нагрузку. Напряжение на каждом из филь- 25 тровых конденсаторов определяется длительностью замкнутого состояния" выводов коммутатора t „ и соотношением витков полуобмоток дросселей и в идеальном случае, при отсутствии потерь, может достигать бесконечно большой величины. Регулирование выходного напряжения осуществляется изменением длительности t „„. Наличие коммутатора позволяет формировать кривую потребляемого тока таким об35 разом, что угол сдвига его первой гармоники относительно питающего напряжения равен нулю независимо от степени регулирования. При этом коэффи- 40 циент мощности, определяемый лишь искажениями потребляемого тока, имеет повышенное значение (при двукратном диапазоне регулирования — не ме,нее 0,9).

Формула из о брете ния

1. Преобразователь переменного напряжения в повышенное постоянное, содержащий два входных и два выходных

50 вывода для подключения соответственно источника переменного напряжения

72

4 и нагрузки, сглаживающий дроссель, отвод обмотки которого соединен с первым входным выводом, включенную между выходными выводами цепь из двух последовательно соединенных фильтровых конденсаторов, общая точка соединения которых подключена к второму входному выводу, и два диода, причем катод первого и анод второго диодов соединены соответственно с первым и вторым выходными выводами, а анод первого — с началом обмотки сглаживающего дросселя, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и увеличения коэффициента мощности при регулировании выходного напряжения, дополнительно введены дроссель, имеющий отвод обмотки и трехполюсный коммутатор, причем начало обмотки дополнительного дросселя соединено с катодом второго диода, отвод обмотки соединен с первым входным выводом, концы обмоток основного и дополнительного дросселей соединены с первым и вторым выводами коммутатора, а третий вывод коммутатора соединен с вторым входным выводом.

2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что трехполюсный коммутатор содержит два последовательно соединенных управляемых ключа, причем свободные выводы ключей являются первым и вторым выводами коммутатора, а их общая точка соединения — третьим выводом коммутатора.

3. Преобразователь по п.2, о т— л и ч а ю шийся тем, что трех=— полюсный коммутатор содержит управляемый ключ и четыре диода, причем цепь из последовательно соединенных первого и второго диодов включена параллельно ключу, анод третьего диода соединен с анодом первого, катод четвертого — с катодом второго, свободные выводы третьего и четвертого диодов являются первым и втбрым выводами коммутатора, а общая точка соединения первого и второго диодов — третьим выводом коммутатора.

1394372

Составитель N.Òðóáíèêîâ

Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни

Редактор В.Бугренкова

Заказ 2233/53

Тираж 665

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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