Мостовой преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель - повышение надежности путем упрощения схемы преобразователя при индуктивном характере нагрузки. Мостовой преобразователь постоянного напряжения содержит силовые ключи с двусторонней проводимостью 1-4, первый 5 и второй 6 вспомогательный диод, конденсатор 7, двухобмоточный трансформатор 8 тока и блок 11 управления. При переключении силовых ключей 1,2 с некоторой задержкой по отношению к силовым ключам 3,4 индуктивный ток нагрузки заряжает конденсатор 7 и предотвращает совмещение на коммутирующемся силовом ключе 3(4) максимального рабочего тока и входного напряжения питания, при этом введение двухобмоточного трансформатора 8 тока позволяет рекуперировать избыточную энергию, запасаемую в индуктивности нагрузки, в источник входного напряжения в том же такте преобразования. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„80„„154173 (51)5 Н 02 M 7/5387

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К д BTGPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ юг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4335996/24-07 (22) 01 .12,87 (46) 07.02.90. Бюл. !! - 5 (71) Московский энергетический институт (72) С.Г. Бузыкин, В.Ю.Голиков и И.С.Горянский (53) 621.314.58(088.8) . (56) Сборник научных трудов

Ф 92. — МЭИ, 1986, с.92-99, рис.l.

Заявка ФРГ !1. 2952654, кл. Н 02 M 7/537, 17.07.80.

Авторское свидетельство СССР

У 936365, кл. Н 02 P !3/18, 31.10.80. (54) МОСТОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Пель — повышение надежности

2 путем упрощения схемы преобразователя при индуктивном характере нагрузки. Мостовой преобразователь постоянного напряжения содержит силовые ключи с двусторонней проводимостью 1-4, первый 5 и второй 6 вспомогательный диод, конденсатор 7, двухобмоточный трансформатор 8 тока и блок 11 управления. При переклкчении силовых ключей 1,2 с некоторбй задержкой по отношению к силовым ключам

3,4 индуктивный ток нагрузки заряжает конденсатор 7 и предотвращает совмещение на коммутирующемся силовом ключе 3(4) максимального рабочего тока и входного напряжения питания, при этом введение двухобмоточного трансформатора 8 позволяет рекуперировать избыточную энергию, запасаемую в индуктивности нагрузки, в источник входного напряжения в том же такте преобразования 2 ил.

t и

1541738

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники, Цель- изобретения — повьппение надежности мостового преобразователя постоянного напряжения путем упрощения схемы при индуктивном характе10

Допустим, что ключи 1 и 4 замкнуты и через них протекает ток i „= I, при этом между выходными выводами приложено напряжение )-), = Е (фиг. 2а) 35

Очевидно чере > кл)оч 1 протекает ток — I, (фиг.2б), а через ключ 4 (! + l /n) (фиг. 2в), где и коэффициент трансформации трансформатора 8 токл. В момент С,) по сигналу блока ll управления ключ 4 размы ается, и койденсатор 7 начинает заряжаться

q îêoì 1 = I (1+ — ) . .Напряжение нл

С О ключе 4 линейно возрастает по закону 45

U = l (l + -- ) — (фиг. 2в) . Одно5 - о временно с линейным зарядом конденсатора 7 происходит линейное уменьшение напряжения между выходными выво1 дами U = E — 0 (1 + — ) при сохрли нении прежней величинй и направления тока (фиг.2а). В момент t напряжение U между выходными выводами

55 достиглет нулевого значения, откуда легко определяется длительность ин1 тервллл t1- t, = (F/I (1 + — )* ре нагрузки.

На фиг. 1 приведена электрическая

I схема преобразователя; на фиг. 2— диаграммы токов и напряжений на его элементах. 15

;Мостовой преобразователь постоянйогo напряжения содержит первый 1, второй 2, . третий 3 и четвертый 4

I си)новые ключи с. двусторонней : нроводи)1)остью, первый 5 и второй 6 вспо- 2р мо1ательный диоды, конденсатор 7 и двухобмоточный трансформатор 8 тока с обмотками 9 и 10 и блок 11 управления силовыми клн чами.

Рассмотрим работу устройства, пре- 25 небрегля током намагничивания трансформатора 8 тока и предполагая в качестве нагрузки индуктивного характера трансформатор, вторичная обмотка ко— торого подкл)еченл к выпрямителю.

Напряжение на конденсаторе 7 в мо1 мент t, равно Е/(1 + —, ).

После переплюсовки напряжения между выходными выводами начинается интервал коммутации вентилей выпрямителя, присоединенного ко Вторичной обмотке трансформатора нагрузки, что эквивалентно на фиг. 1 закорачиванию обмотки трансформатора. При этом происходит резонансный заряд конденсатора до напряжения Е. Ток 1 в диагона" ли моста снижается по косинусоидальному закону i > = I совий, а напряжение U0 — по синусоидальному (фиг.2а):

o(1 + — ) ЙпМ

О 0 и

Н вЂ” индуктивность рассеяния трансформатора нагрузки.

Поскольку напряже :ие на конденсаторе в момент времени tz достигло Е, то диод ключа 3 отпирается, и между выходными выводами поддерживается

Я, напряжение U =-- до окончания выво0 и да энергии из индуктивности Ь5, На этом интервале ток, линейно спадает, диоды 5 и 6 открыты, следовательно к обмотке 1О приложено напряжение -Е. Соответственно на обмотке 9 присутствует напряжение -Е/и

1 которое через проводящие диод 5 и ключ 1 приложено к индуктивности рассеяния L .Под действием этого напряжения (фиг.2а) происходит спад тока i до нупя. На интервале

3 токи клк ей pBBHbl нулк, а напряжение ключей 4 и 2 равно Е.

В момент времени t < отпираются ключи 3 и 2, и начинается запасение энергии в индуктивности рассеяния L5.

Токи ключей 3 и 2 линейно возрастают по закону (фиг,2г,д).

° Е t . 1 р, 1 т (!+ ) 5

Длительность. фронта токов равна:

То L5

На интервале t > — t через ключи

3 и 2 протекают токи i = T (1 +.! ), о и

l 54 l 738

= I В момент t < ключ 3 выключается, и начинается разряд конденсатора 7 постоянным током iс = I (l Ф-) .

1 с, О и

Формула изобретения

Иостовой преобразователь постоянI ного напряжения, содержащий первый и второй силовые ключи с двусторонней проводимостью, точка соединения ко4 14 б 4 йх

4»

4»

Lg О 1 4 4 4

Составитель В. Ежов

Редактор Н. Яцола Техред Jl.Ñåðäîêoâà Корректор С.Шекмар

Заказ 288 Тираж 497 ПодписнЬе

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101

Далее все процессы повторяются.

Возвратные диоды ключей 1 и 2 необходимы в реальной схеме для вывода .-нергии тока намагничивания трансформатора З тока. Анализ диаграмм показывает, что в предлагаемом устройстве благоприятный характер переключения всех ключей моста, при этом схема устройства и логика управления проще, что повышает надежность мостового преобразователя постоянного напряжения . торых присоединена к первому выходному выводу, третий и четвертый силовые ключи с двусторонней проводимостью, точка соединения которых

I подключена к первому выводу конденсатора, блок управления, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, путем упрощения

10 схемы преобразователя при индуктивном характер — нагрузки, введен двухобмоточный трансформатор тока и два вспомогательных диода, включенных последовательно между входными вывода".

15 ми, к одному из которых присоединен вто— рой вывод конденсатора, при этом точка соединения двух вспомогательных диодов соединена через вторич20 ную обмотку трансформатора тока с первым выводом конденсатора, который соединен через первичнук обмотку трансформатора тока с вторьп выходным выводом,