Однотактный преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и автоматики. Цель изобретения - повышение КПД. Однотактный преобразователь постоянного напряжения содержит последовательно соединенные и подключенные к входным выводам 1 и 5 через управляемый ключ 3 первичную обмотку 4 силового трансформатора и первичную обмотку 7 трансформатора тока. Рекуперационная обмотка 2 силового трансформатора и вторичная обмотка 8 трансформатора тока через первый диод 6 включены согласно-последовательно между входными выводами 1 и 5. Конденсатор 9, включенный через второй диод, обеспечивает уменьшение динамических потерь в управляемом ключе 3 при его выключении. Дополнительная обмотка 11 трансформатора тока обеспечивает уменьшение тока при включении управляемого ключа 3. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (11 4 Н 02 1"1 3/337

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

M ABTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 41 77751/24-07 (22) 09.01.87 (46) 07.10.89. Бюл. Н - 37 (» ) Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова (72) Е.Б.Шеин (53) 621.324.58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 936316, кл. Н 02 M 7/537, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 1035756, кл. Н 02 M 7/537, 1982. (54) ОДНОТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и автоматики. Цель изобретения — повышение КПД. Однотактный

2 преобразователь постоянного напряжения содержит последовательно соединенные и подключенные к входным выводам 1 и 5 через управляемый ключ 3 первичную обмотку 4 силового трансформатора и первичную обмотку 7 трансформатора тока. Рекуперационная обмотка 2 силового трансформатора и вторичная обмотка 8 трансформатора тока через первый диод 6 включены согласно-последовательно между входными выводами 1 и 5. Конденсатор 9, включенный через второй диод, обеспечивает уменьшение динамических потерь в управляемом ключе 3 при его выключении, Дополнительная обмотка 11 трансформатора тока обеспечивает уменьшение тока при включении управляемого ключа 3. 1 ил.

585

3 :I 513

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

Цель изобретения — повышение КПД.

На чертеже представлена схема преобразователя °

Первый входной вывод 1 преобразователя соединен с первым выводом рекуперационной обмотки 2 силового трансформатора и первым силовым выводом управляемого ключа 3, второй силовой вывод которого соединен с первым выводом первичной обмотки 4 силового трансформатора, второй входной вывод 5 преобразователя соединен с первым электродом первого диода 6.

Между вторым выводом обмотки 4 и вторым входным выводом 5 включена первичная обмотка 7 трансформатора тока, вторичная обмотка 8 которого включена между вторыми выводами рекуперационной обмотки 2 и первого диода 6. Второй силовой вывод управляемого ключа 3 соединен с первым выводом конденсатора 9, второй вывод которого через второй диод 10 подключен к второму входному выводу 5. Между вторым выводом диода 6 и вторым выводом конденсатора 9 включена последовательная цепь из дополнительной обмотки 11 трансформатора тока и третьего диода 12.

Преобразователь работает следующим образом.

В исходном состоянии управляемый ключ 3 выключен, конденсатор 9 заряжен до напряжения источника питания (полярность указана на чертеже беэ скобок).

В некоторый момент времени включается управляемый ключ 3. Напряжение источника питания прикладывается к последовательно соединенным обмоткам 4 и 7 (полярность указана без скобок) и той же величины трансформируется в последовательно включенных,обмотках 2 и 8. Диод 6 заперт суммой напряжения источника питания и напряжения на обмотка 2 и 8. Второй диод 10 заперт суммой напряжения источника питания напряжения на конденсаторе 9, Часть напряжения источника питания, трансформируясь и в обмотку 11 трансформатора тока, открывает третий диод 12. Обмотка 11 трансформатора тока оказывается закороченной в первый момент, так как

45 к ее выводам прикладывается через открытый ключ 3 напряжение источника питания с обмоток 2 и 8 за вычетом такого же напряжения на конденсаторе 9. Напряжение на обмотках 7 и 8 трансформатора тока также отсутствует. Под действием напряжения источника питания в обмотке 4 силового трансформатора и в последовательно с ней включенной обмотке 7 трансформатора тока начинает нарастать ток, который через третью обмотку 1) трансформатора тока начинает разряжать конденсатор 9 по цепи: обмотка 8, обмотка 2, ключ 3, конденсатор 9. По мере разряда конденсатора 9 напряжение на обмотках 7, 8 и 11 трансформатора тока возрастает, а на обмотках 2 и 4 силового трансформатора уменьшается, поэтому скорость нарастания тока в обмотке 4, следовательно, и тока управляемого ключа, уменьшается. Конденсатор 9 полностью разряжается и начинает перезаряжаться (полярность напряжения указана в скобках) до напряжения источника питания,.по достижении которого открывается диод 10 и уровень напряжения на конденсаторе сохраняется. Напряжение на обмотке 11 трансформатора тока при этом равно двухкратному напряжению питания. Следовательно, число витков обмотки 11 должно быть минимум вдвое больше числа витков обмотки ? трансформатора тока, в которой при этом приложено все напряжение питания. Трансформатор тока рассчитывается так, что его сердечник насьпцается после перезаряда конденсатора 9.

Таким образом, разряд конденсатора 9 силовым током обмотки 4 исключает дополнительную загрузку ключа 3 ток ом.

Далее трансформатор тока насыщается и не мешает нарастанию тока в обмотке 4. Диоды 12 и 10 закрываются.

При выключении управляемого ключа

3 ЭДС самоиндукции последовательно соединенных обмоток 4 и 7 (полярность указана в скобках) отпирает диод 10 и первоначальное напряжение на ключе 3, равное напряжению источника питания за вычетом напряжения на конденсаторе 9, равно нулю. Конденсатор

9 постепенно разряжается и перезаряжается (полярность указана без скобок) до напряжения источника пита5 1 о ния, по достижении которого напряжение обмоток 2 и 8, равное напряжению обмоток 4 и 7 и напряжению на конденсаторе 9, открывает диод 6 и излишек энергии силового трансформатора и трансформатора тока возвращается в источник питания, после чего диод 6 закрывается.

Далее процессы повторяются.

513585 6 дом преобразователя, а вторым выводом через последовательно соединенные первичные обмотки силового трансфор5 матора и трансформатора тока с вторым входным вьгводом преобразователя, цепочку из последовательно соединенных первого диода и рекуперационной обмотки силового трансформатора, конденсатор и второй диод, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения КПД, укаэанная цепочка через вторичную обмотку трансформатора тока включена между входными выводами преобразователя, причем первый диод первым электродом подключен к второму входному выводу преобразователя, конденсатор первым выводом соединен с вторым силовым выводом

20 управляемого ключа, а вторым выводом — через второй диод с вторым входным выводом преобразователя и через введенные третий диод и дополнительную обмотку трансформатора то25 ка с вторым электродом первого диода, Повышение КПД в предложенном преобразователе достигается эа счет уменьшения динамических потерь в управляемом ключе и уменьшения загрузки по току. формулаизобретения

Однотактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий управляемый ключ, соединенный первым силовым выводом с входным вывоСоставитель В. Моин

Техред Л. Олийнык Корректор M. Васильева

Редакто р И. Шмак ов а

Заказ 6096/55

Тираж 648

Подписное

ВНИИПО Государственного комитета по изобретениям ч открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101