Регулируемый преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания. Цель изобретения - уменьшение массы и габаритов и повышение КПД. Регулируемый преобразователь постоянного напряжения содержит две противофазноуправляемые группы однотактных преобразовательных ячеек 1, 2. В каждую группу входит М одинаковых однотактных преобразовательных ячеек 3-6, где М - четное число. Каждая однотактная преобразовательная ячейка 3-6 содержит трансформатор 7-10, первичная обмотка 11-14 которого через управляемый ключ 19-22 и рекуперационный диод 23-26 соединена с входнь1ми выводами преобразователя 31, 32. Вторичные обмотки 15-18 всех трансформаторов 11-14 через выпрямительные диоды 27-30 подключены к выходным выводам преобразователя. В преобразователе обеспечивается многозонное регулирование выходного напряжения. В 1-ой зоне замкнуты управляемые ключи 19 и 22, во 2-ой зоне - 19, 20, 22, а в 3-ей зоне- 19, 20, 21 и 22. 2 ил. I (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (11 4 Н 02 М 3/337

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (») 4241913/24-07 (22) 12, 05, 87 (46) 23.03. 89. Бюл. У 11 (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) A,Â.Êoáçåâ и Н.М.Музыченко (53) 621.314.58 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1086525, кл. Н 02 М 7/48, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Р 1410230, кл. Н 02 M 3/337, 1986. (54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания.

Цель изобретения — уменьшение массы и габаритов и повышение КПД, Регулируемый преобразователь постоянного

„„SU,„, 146 6 9 А1

2 напряжения содержит две противофазноуправляемне группы однотактных преобразовательных ячеек 1, 2. В каждую группу входит M одинаковых однотактных преобразовательных ячеек

3-6, где M — четное число. Каждая однотактная преобразовательная ячейка 3-6 содержит трансформатор 7-10, первичная обмотка 11 — 14 которого через управляемый ключ 19-22 и рекуперационный диод 23-26 соединена с входными выводами преобразователя

ЗI 32. Вторичные обмотки 15-18 всех трансформаторов 11- 14 через выпрямительные диоды 27-30 подключены к выходным выводам преобразователя.

В преобразователе обеспечивается многозонное регулирование выходного напряжения. В 1-ой зоне замкнуты управляемые ключи 19 и 22, во 2-ой зоне — 19, 20, 22, а в 3-ей зоне

l9, 20, 21 и 22. 2 ил.

1467699

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания.

Пель изобретения — уменьшение массы и габаритов и повышение КПД.

На фиг.l представлена предложенная схема преобразователя; на фиг.2 временные диаграммы и алгоритм работы ключей преобразователя, Преобразователь содержит однотактные преобразовательные ячейки, объединенные в две группы 1 и 2, управляемые в противофазе. Каждая группа состоит из M однотактных преобразовательных ячеек 3 — 6, где

M — четное число. Каждая однотактная преобразовательная ячейка содержит трансформатор (7 — 10) с пер- 20 вичной (11 — 14) и вторичной (15

18) обмотками, управляемый ключ (19. 22), рекуперационный диод (23 — 26) и выпрямительный диод (27 — 30). Первичные обмотки 11 — 14 соединены 25 между собой согласно-последовательно.

Половина этих обмоток началом подключена к первому входному выводу

31 через управляемые ключи 21 и 22 и к второму входному выводу 32 через рекуперационные диоды 25 и 26. Другая половина этих обмоток концом подключена к выводу 31 через рекуперационные диоды 23 и 24 и к выводу 32— через управляемые ключи 19 и 20.

Вторичные обмотки 15 — 18 всех ячеек через выпрямительные диоды 27 — 30 подключены к выходным выводам 33 и

34 преобразователя, между которыми включена нагрузка 35.

На фиг.2 обозначено: алгоритм 36 работы ключей 22 и 19 при формировании а нагрузке минимального уровня напряжения (1 „„„„ ) и максимального

45 ты ключей 20 и 21 при регулировании напряжения и тока во второй и третьей зонах; выходной ток 39 и напряжение

40 группы ячеек 1 (2); ток 41 и напряжение 42 на нагрузке.

Регулируемый преобразователь постоянного напряжения работает следующим образом.

При формировании в нагрузке минимального уровня напряжения и максимального тока (при постоянстве мощ55 ности в нагрузке) половину периода открыты управляемые ключи 22 и 19 группы 1, à вторую половину периода аналогичные управляемые ключи группы 2. Первая зона выходных напряжений и токов соответствует их минимальным и максимальным значениям.

В этом режиме работы первичные обмотки 11 — 14 всех трансформаторов

7 — 10 соединены последовательно и через них протекает номинальный ток.

Вторичные обмотки 15 — 18 в этом режиме через диоды 21 — 30 включены параллельно. Суммарный ток вторичных обмоток протекает через нагрузку 35.

В первичной цепи трансформаторов включено два полупроводниковых элемента, а во вторичной — один, следовательно, при минимальном токе намагничивания минимальное падение напряжения на полупроводниковых элементах, КПД вЂ” максимальный. При работе во второй зоне, когда открыел, например, ключи 19, 20 и 22, три трансформатора 12 — 14 подключены к питающей сети и, следовательно, напряжение на вторичных обмотках больше, а ток через вторичные обмотки 16 — 18 трансформаторов 7, 9 и 10 протекает той же амплитуды, что и в предыдущей зоне. Суммарный ток меньше. В следующей зоне включены все ключи, а источник питания подключен к обмоткам 12 и 13 трансформаторов

7 и 9. Выходное напряжение максимальное, а ток через обмотки остается прежней величины. Суммарный ток равен минимальному для конкретной мощности.

Таким образом, каждый диод рассчитан на половину минимального тока.

Трансформаторы выполнены однотипными, что является удобным при серийном производстве. Деление напряжений и токов между трансформаторами выполняются автоматически.

Размагничивание трансформаторов после выключения всех ключей осуществляется через рекуперационные диоды 23 — 26 на источник питания.

Открыты рекуперационные диоды лишь тех ячеек, ключи которых в ра5очий полупериод были открыты. Например, в первой зоне цепь размагничивания осуществляется по цепи обмотки 11 — 14 диоды 23 и 26 — источник питания, КПД предложенного преобразователя в любом из режимов работы определяется потерями от номинального (потребляемого 1 тока на двух ключах в пер-

37

Фиг.2

5 14676

ВичнОй ijt .Ни и ИОЛОВинОЙ минимальноГО тока нагрузки на одном диоде. йормулаизобретения

Регулируемый преобразователь постоянно го напряжения, содержащий две управляемые в противофазе группы по И одинаковых однотактных преобра— эовательных ячеек в каждой, где М— четное число, причем, каждая однотактная преобразовательная ячейка содержит трансформатор, управляемый ключ, рекуперационный диод и выпрямительный диод, а первые электроды выпрямительных диодов всех однотактных преобразовательных ячеек подключены к первому выходному выводу преобразователя, о т л и ч а ю— 20 шийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов и повышения

КПД, в каждой группе первичные обмотки трансформаторов всех однотактных преобразовательных ячеек 25 соединены co I асно-последовательно, начала первичных обмоток трансформаторов одной половины этого соединения через управляемый ключ подключены к первому входному выводу преобразователя и через рекуперационный диод — к второму входному выводу преобразователя, концы. первичных обмоФ ток трансформаторов другой половины этого соединения через управляемый ключ подключены к второму входному выводу преобразователя и через рекуперационный диод — к первому входному выводу преобразователя, один из выводов вторичной обмотки трансформатора каждой однотактной преобразовательной ячейки соединен с вторым электродом выпрямительного диода данной однотактной преобразовательной ячейки, а другие выводы вторичных обмоток трансформаторов всех ячеек объединены и подключены к второму выходному выводу преобразователя.