Преобразователь постоянного напряжения в постоянное

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель - повышение качества выходного напряжения путем снижения пульсаций. Преобразователь постоянного напряжения в постоянное содержит полупроводниковый ключ 1, присоединенный к входным выводам через первичную обмотку 2 силового трансформатора 3, вторичная обмотка которого связана через выпрямитель и фильтр 9 с выходными выводами. При переключении полупроводникового ключа 1 происходит резонансный заряд первого 5 и второго 6 конденсаторов через первый 10 и четвертый 8 диоды, а затем разряд через второй 11 и третий 7 диоды. Таким образом, энергия с входа преобразователя на выход поступает как при открытом, так и при закрытом состоянии полупроводникового ключа 1. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 M 3/335

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТ0РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Eblis

Фиг. 1 (21) 4623158/24-07 (22) 25.11.88 (46) 23.09.90. Бюл: N. 35 (72) А.П.Пономарев (53) 621.314.58(088.8) (56) Патент США М 4709316, кл. Н 02 M 3/335, 24.11,87.

Патент США ЬЬ 4335423. кл. Н 02 M 3/335, 15.06.82.

Патейт США hh 4255137, кл. Н 02 M 3/335 21.02.31. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель — повышение„, . Ж„„1594664 А1 качества выходного напряжения путем снижения пульсаций. Преобразователь постоянного напряжения в постоянное содержит полупроводниковый ключ 1, присоединенный к входным выводам через первичную обмотку 2 силового трансформатора 3, вторичная обмотка которого связана через выпрямитель и фильтр 9 с выходными выводами. При переключении полупроводникового ключа 1 происходит резонансный заряд первого 5 и второго 6 конденсаторов через первый 10 и четвертый 8 диоды, а затем разряд через второй 11 и третий 7 диоды. Таким образом, энергия с входа преобразователя на выход поступает как при открытом, так и при закрытом состоянии полупроводникового ключа 1. 2 ил.

1594664

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вто- . ричного электропитания систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники. 5

Целью изобретения является повышение качества выходного напряжения путем снижения пульсации.

На фиг.1 приведена электрическая схема преобразователя; на фиг.2 — диаграммы 10 токов и напряжений на элементах преобразователя постоянного напряжения в постоянное.

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное содержит полупровод- 15 никовый ключ 1, присоединенный к входным выводам через первичную обмотку

2 силового трансформатора 3, вторичная обмотка 4 которого связана через первый 5 и второй 6 конденсаторы и третий 7 и четвер- 20 тый 8 диоды с входом фильтра 9, при этом первый 10 и второй 11 диоды присоединены к точкам соединения конденсаторов 5 и 6 и диодов 7 и 8, блок 12 управления.

Блок 12 управления может быть выпал- 25 нен по одной из известных схем, которые обеспечивают на выходе, например, управляющие импульсы постоянной длительности со скважностью не менее 2 или импульсы длительностью, определяемой 30 прекращением проводимости через первый

10 и (или) второй 11 диоды, или импульсы длительностью, определяемой длительностью полуволны тока, проходящей через полупроводниковый ключ 1. 35

В качестве полупроводникового ключа

1 может быть использован например, биполярный (полевой) транзистор или высокочастотный тиристор, имеющие в своем составе обратный диод, 40

Силовой трансформатор 2 может представлять собой единую конструкцию, в которой первичная 2 и вторичная 4 обмотки намотаны нэ общий магнитопровод. Кроме того, для обеспечения требуемого значения 45 эффективной индуктивности рассеяния часть первичной или (и) вторичных обмоток может быть выполнена на отдельном магнитопроводе или без него.

Фильтр 9 мгле t представлять собой как 50 просто фильтрующий конденсатор, так и более сложную структуру, Преобразователь работает следующим образом.

При замыкании ключа 1 под действием 55 импульсов управления (диаграмма 13 на фиг.2) с блока 12 управления к первичной обмотке 2 силового трансформатора 3 прикладывается входное напряжение и через нее начинает протекать ток (диаграмма 14 о на фиг.2). Начинает протекать ток и во вторичной обмотке 4, который через диод 10 заряжает конденсатор 5, одновременно протекает ток через диод 8 и заряжает конденсатор 6, а также передается в фильтр 9 и нагрузку.

При этом параметры резонансных цепей: конденсатор 5, обмотка 4, конденсатор

6, обмотка 4 выбираются таким образом, чтобы длительности заряда конденсаторов

5 и 6 приблизительно совпадали. Емкость конденсатора фильтра 9 выбирается значительно большей по сравнению с емкостями конденсаторов 5 и 6, что при высокой частоте преобразования практически исключает влияние нагрузки на длительность заряда конденсаторов 5 и 6, Таким образом, через первичную обмотку 2 силового трансформатора 3 проходит полуволнэ тока практически синусоидальной формы длительностью, определяемой параметрами указанных резонансных цепей — отличие от синусоидального будет на величину тока намагничивания силового трансформатора

3. По окончании полуволны тока через вторую половину вторичной обмотки 4 силового трансформатора 3 и диод 11 начинается перезаряд конденсатора 6, что приводит к компенсации тока намагничивания и протеканию тока через первичную обмотку 2 силового трансформатора 3 в обратном направлении, который замыкается через источник входного напряжения и диод полупроводникового ключа, После компенсации тока намагничивания сигнал с блока 12 управления переводит ключ 1 в разомкнутое состояние. Энергия, накопленная конденсатором 5 через диод 7 передается в фильтр

9 и нагрузку, При возникновении перегрузки по току (момент времени 16 на фиг.2) уменьшается выходное напряжение (диаграмма 15 на фиг.2) преобразователя и часть энергии, накопленной конденсатором 5 за время замкнутого состояния ключа 1 возвращается в источник входного напряжения через силовой трансформатор 3 и диод ключа. При возникновении короткого замыкания (момент времени 17 на фиг,2) вся энергия, за исключением потерь, переданная во вторичную обмотку 4 силового трансформатора 3, рекуперируется назад в источник входного напряжения, не приводя к выходу из строя преобразовэтеля.

Таким образом, в предлагаемом преобразователе передача энергии в фильтр 9 и нагрузку осуществляется как на этапе замкнутого, так и разомкнутого состояния полупроводникового ключа 1, что обеспечивает существенное снижение пульсации выходного напряжения преобразователя.

1594664

Формула изобретения

Составитель.Н.Цишевская

Редактор Н.Лазоренко Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор В.Гирняк

Заказ 2836 Тираж 498 Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий полупроводниковый ключ, подключенный к 5 входным выводам через первичную обмотку силового трансформатора, средний вывод вторичной обмотки которого присоединен к первому входному выводу фильтра, выход которого подключен к выходным выводам, 10 первый и второй диоды, первый и второй конденсаторы, блок управления, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения путем снижения пульсаций, введены третий и четвертый диоды, присоединенные первыми выводами к второму входному выводу фильтра, а вторыми выводами соединенные через первый и второй конденсаторы с крайними выводами вторичной обмотки силового трансформатора, при этом первые выводы первого и второго диодов подключены к среднему выводу вторичной обмотки силового трансформатора, а вторые выводык вторым выводам третьего и четвертого диодов.