Однотактный преобразователь постоянного напряжения с переключением при нулевом значении тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель изобретения - повышение надежности и расширение области применения. В схему введены третий конденсатор 12 и третий диод 9, причем конденсатор 12 подключен параллельно первому диоду 7, а диод 9 включен антипараллельно переключателю 3. Благодаря введению указанных элементов достигается полное размагничивание сердечника трансформатора в паузе управляющего сигнала, а также допускается работа преобразователя при длительных перегрузках выходной цепи. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 М 3/335

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С

Ю

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4280986/24-07 (22) 10.07,87 (46) 23.10.89. Бюл. h 39 (72) А.П. Пономарев и Ю.С. Бараник (53) 621.314.57(088,8) (56) Патент США Р 4184197, кл. Н 02 М 3/335, 1980.

Патент США 11 4415959, кл. Н 02 М 3/335, 1981. (54) ОДНОТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕМ

ПРИ НУЛЕВОМ ЗНАЧЕНИИ ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в

„„SU„„1517102 А1

2 источниках вторичного электропитания.

Цель изобретения — повышение надежности и расширение области применения. В схему введены третий конденсатор 12 и третий диод 9, причем конденсатор 12 подключен параллельно первому диоду 7, а диод 9 включен антипараллельно переключателю 3. Благодаря введению указанных элементов достигается полное размагничивание сердечника трансформатора в паузе управляю}цего сигнала, а также допускается работа преобразователя при длительных перегрузках выходной цепи. 2 ил.

1517102

Изобретение отностся к электротехнике и может быть использовано в ис45

Блок 13 управления может быть выполнен по одной иэ известньгх схем и обеспечивает на вьгходе упр,1вляющие

Импульсы постоянной длительности со скважностью не менее 2.

В качестве переключателя 3 может быть использован биполярный или по- 55 левой транзистор.

Дроссель 14 может представлять собой как самостоятельное изделие, точниках вторичного электропитания.

Цель изобретения — повышение надежности и расширение области примене5 ния.

На фиг. 1 представлена схема однотактного преобразователя постоянного напряжения с переключением при нулевом значении тока; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Преобразователь содержит входные

1.1 и 1.2 и выходные 2.1 и 2.2 выводы, переключатель 3, силовой трансформатор 4 с первичной 5 и вторичной 6 обмотками, первый 7, второй 8 и третий 9 диоды, первый 10, второй 11 и третий 12 конденсаторы, узел 13 управления и дроссель 14.

К входным выводам 1.1 и 1.2 (фиг.l) подключены последовательно соединенные переключатель 3 и первичная обмотка 5 силового трансформатора 4, вторичная обмотка 6 которого соединена последовательно с дросселем 14, с первым конденсатором 10 и с первым диодом 7, а переключатель 3 соединен управляющим входом с выходом уэ.; управления, при этом третий конден30 сатор 12 подключен параллельно первому диоду 7, анод которого соединен с первым 2.1 выходным выводом, а его катод соединен через анод-катод второго диода 8 с вторым 2.2.выходным выводом, причем тредий диод 9 соединен катодом с анодом переключателя 3 и анодом — с катодом переключателя 3, а между выходными выводами

2 ° 1 и 2.2 подключен второй конденса40 тор 11.

Третий конденсатор 12 имеет емкость, по крайней мере на порядок меньшую, чем емкость первого конденсатора 10 и не оказывает нлияния на длительность и характер интервала передачи энергии. так и просто участок монтажного про1 вода.

Преобразователь работает следующим образом.

При замыкании переключателя 3 под действием импульсов упранления (диаграмма 15, фиг. 2) с узла 13 управления к первичной обмотке 5 силового трансформатора 4 прикладывается входное напряжение и через нее начинает протекать ток (диаграмма 16, фиг. 2), начинается ток и во вторичной обмотке 6, который через дроссель и первый диод 7 заряжает первый конденсатор 10. Иэ электротехники известно, что время заряда первого конденсатора 10 будет Г"Е С, где L — суммарная индуктивность дросселя 14 и рассеяния вторичной обмотки 6 силового трансформатора 4; С вЂ” емкость первого конденсатора 10. При этом ток вторичной обмотки 6 силового трансформатора 4 будет иметь синусоидальную форму, а ток первичной обмотки 5 будет отличаться от синусоидального на величину тока намагничивания силового трансформатора 4.

Наличие третьего конденсатора 12 приводит к тому, что сразу после оконокончания заряда первого конденсатора 10 его напряжение через третий конденсатор 12 и дроссель !4 прикладывается к вторичной обмотке 6 силового трансформатора 4, что приводит к компенс.ации тока намагничивания и протеканию тока через первичную обмотку 5 силового трансформатора 4 в обратном направлении, который замыкается через источник входного напряжения и третий диод 9. После компенсации тока намагничивания сигнал с узла управления переводит переключатель 3 в разомкнутое состояние ° При разомкнутом переключателе 3 энергия накопленная первым конденсатором 10 через второй диод 8 передается в нагрузку и второй конденсатор 11 выполняющий функции выходного фильтра.

llри возникновении перегрузки по току (момент времени 18, фиг. 2) уменьшается выходное напряжение (диаграмма 17, фиг. 2) преобразователя и часть энергии, накопленной первым конденсатором 10 за время замкнутого

cocf îÿíèÿ переключателя 3, ноэвращается н источник входного напряжения через силовой трансформатор 4 и третий диод 9. При возникновении корот15171

5 ко ro замыкания (момент времени 1 9, фиг. 2) вся энергия за исключением потерь, переданная во вторичную обмотку силового трансформатора 4, рекуперируется назад в источник входно5 го напряжения, не приводя к выходу из строя преобразователя °

Благодаря введенным третьему конденсатору 12 и третьему диоду 9 обес1 печивается компенсация тока намагничивания силового трансформатора 4 и выключение переключателя 3 при нулевом значении тока, что снижает потери и повышает надежность преобразова- 15 теля °

Кроме того, наличие третьего диода 9 обеспечивает воэможность рекуперации энергии накопленной первым конденсатором 10 в источник входного на- щ пряжения при перегрузке по току и коротком замыкании, что также повышает надежность преобразователя.

Схема обеспечивает возможность работы нескольких преобразователей на 25 общую нагрузку с суммированием их выходных мощностей, что обеспечивается незначительной перегрузкой и снижением выходных напряжений преобразователей до значения выходного напряжения преобразователя, у которого оно наименьшее. Указанная воэможность существенно расширяет область применения преобразователя, позволяя использовать его в системах питания с модульным наращиванием выходной мощности.

Кроме того, так как в каждый момент времени либо первый 7, либо второй 8 диоды находятся в состоянии проводимости, обратные напряжения, 40 прикладываемые к ним, не превышают

02

6 значения выходного напряжения преобразователя, что повышает их надежность и позволяет использовать в качестве первого 7 и второго 8 диодов с незначительными допустимыми обратными напряжениями, в том числе диодов с барьером Шоттки, что также повышает надежность устройства.

Таким образом, изобретение позволяет повысить надежность и расширить область применения преобразователя.

Формула изобретения

Однотактный преобразователь постоянного напряжения с переключением при нулевом значении тока, содержащий подключенные к входным выводам последовательно соединенные переключатель и первичную обмотку силового трансформатора, вторичная обмотка которого соединена поспедовательно с дросселем, с первым конденсатором и с первым диодом, второй диод, второй конденсатор, подключенный между выходными выводами, и узел управления, соединенный выходом с управляющим входом переключателя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности и расширения области применения, в него введены третий конденсатор и третий диод, соединенчый катодом с анодом переключателя, а анодом — с катодом переключателя, при этом третий конденсатор подключен параллельно первому диоду, анод которого соединен с первым выходным выводом, а его катод соединен через анодкатод второго диода с вторым выходным выводом

1517102

Составитель С. Коняхин

Техред А.Кравчук Корректор Л. Бескид

Редактор Г. Гербер

Закаэ 6399/55 Тираж 648 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11303 5, москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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