Преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания. Цель изобретения - сокращение длительности переходного процесса запуска и упрощение устройства. При срабатывании порогового элемента 13 накопительный конденсатор 9 разряжается на дополнительный конденсатор 20 через вспомогательную 12 и первичную 11 обмотки управляющего трансформатора 7 и диоды 16 и 17 выходного каскада 3 блока управления. Дополнительный конденсатор 20 обеспечивает питание выходного каскада 3 блока управления на время нарастания напряжения на вспомогательной v обмотке 22 силового трансформатора 2 в процессе начального этапа коммутации управляющих 14, 15 и силового 1 транзисторов. Готовность к работе, блока управления с первого импульса разряда накопительного конденсатора 9 обеспечивает малое время вступления в работу преобразователя в целом . 2 ил. SS

А1 (19) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 Н 02 M 3 335

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4671249/07 (22) 31.03.89 (46) 30.01.91. Бюл. Л"- 4 (71) Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова (72) С.А.Кузьмин и Г.А.Белов (53) 621.314.58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(- 1410247, кл. Н 02 М 7/5375, 1985.

Проблемы преобразовательной техники. Тезисы докладов.. Киев: ИЭД

АН УССР, 1987, вьпт.II, с.210, рис.4. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

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

Бель изобретения — сокращение длительности переходного процесса запуска и упрощение устройства. При

2 срабатывании порогового элемента 13> накопительный конденсатор 9 разряжается на дополнительный конденсатор

20 через вспомогательную 12 и пер- . вичную 11 обмотки управляющего трансформатора 7 и диоды 16 и 17 выходного каскада 3 блока управления. Дополнительный конденсатор 20 обеспечивает питание выходного каскада 3 блока управления на время нарастания напряжения на вспомогательной обмотке 22 силового трансформатора 2 в процессе начального этапа коммутации управляющих 14, t5 и силового

1 транзисторов. Готовность к работе . блока управления с первого импульса разряда накопительнбго конденсатора

9 обеспечивает малое время вступления в работу преобразователя в целом. 2 ил.

1.62462 7

50

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

Пель изобретения — сокращение длительности переходного процесса запуска и упрощение устройства.

На фиг..1 показана схема предлагаемого преобразователя для варианта силовой части выполнения по одно- 10 тактной схеме, на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие ее работу.

Преобразователь (фиг. 1) содержит силовой транзистор 1 силовой .тран) сформатор 2, .блок управления, имею- 15 щий выходной каскад 3 и широтно-импульсный модулятор .4. Блок управления гальванически связан с выходом преобразователя и развязан с входными выводами преобразователя 5, б с по- 20 мощью управляющего трансформатора 7 .

Иенцу входными выводами 5, 6 включена цепь из резистора 8 и .накопитель-. ного конденсатора 9. управляющий трансформатор. содержит три обмотки. 25

Вторичная обмотка 10 подключена к управляющеМу переходу силового транзистора. Первичная обмотка 11 подключена к выходному каскаду 3 блока уп равления, а вспомогательная обмотка

12 через пороговый элемент 13 подключена к накопительному .конденсатору.9.

Выходной. каскад 3 выполнен в виде моста, одна пара диагонально расположенных плеч которого содержит управляющие транзисторы 14, 15. Входы этих транзисторов подключены к выхо-, ду широтно-импульсного модулятора 4.

Другая пара плеч моста содержит диоды. 161 17. Питающие выводы 18, 19 40 блока управления зашунтированы,дополнительным конденсатором 20 и подключены к выходу вспомогательного вы-. прямителя, соединяющего дополнительную обмотку 22 силового трансформатора 2 с питающими выводами 18, 19 блока управления.

Преобразователь работает следующим образом.

До момента t,преобразователь отключен от первичного источника электропитания..Все цепи обесточены, напряжения на конденсаторах 9, 20 равны нулю. .В момент t (фиг.2) преобразова- . тель подключается к источнику питания, между .выводами 5, 6 появляется напряжение. На последующем интервале t - t . происходит заряд накопиО тельного конденсатора 9 через резис тор 8. Остальные узлы преобразователя при этом не функционируют.

В момент „напряжейие П на на копительном конденсаторе достигает порога срабатывания порогового элемента 13. Последний открывается и подключает накопительный конденсатор 9 к вспомогательной обмотке 12 управляющего трансформатора 7. Полярность напряжений на обмотках управляющего трансформатора на последующем интервале t< — t< показана на фиг ° 1.полярность напряжения U „ на выходной обмотке 10 такова, ч о силовой транзис-тор сохраняет закрытое состояние. Полярность напряжения на обмотке 11 является отпирающей для диодов 16, 17 выходного каскада 3. Поэтому конденсатор 20 на интервале t< — t< оказывается пбдключенным к обмотке 11.

Происходит быстрый процесс передачи энергии из накопительного конденсатора 9 в конденсатор 20, который:шунтирует цепи питания блока управления.

Ток разряда i © накопительного конденсатора определяется емкостями конденсаторов 9, 20, индуктивностями рассеяния обмоток 11, 12 и потерями в цепях протекания тока разряда. По окончании разряда накопительного конденсатора в момент t напряже2 ние питания устройства управления

Uä достигает уровня, достаточного для функционирования блока управления. Таким образом, на интервале

t< — t< блок управления получает первоначальную порцию энергии, необходимую для работы его основных узлов.

После момента t начинает рабо2 тать широтно-импульсный модулятор.

Он вырабатывает импульсы, которые синхронно отпирают транзисторы 14 и

15 выходного каскада, который теперь питается от конденсатора 20..0тпирающие импульсы П рр появляются на выходной обмотке 10 управляющего трансформатора. Силовая. часть 23 преобразователя начинает работать. На обмотке 22 силового трансформатора появляется импульсное напряжение, которое выпрямляется диодом 21 и используется для дальнейшего питания блока.

Предложенный преобразователь имеет по сравнению с прототипом меньшее время выхода на номинальный режим, так как при прочих равных условиях

5 16246 исключается время заряда конденсато- . тора на выходе вспомогательного выпрямителя, и более высокую надежнасть, поскольку в прототипе на этапе заряда конденсатора вспомогатель5 нрго выпрямителя устройство управления обесточено и не работает, т.е. не функционируют узлы защиты от перенапряжения, сверхтоков и т.п., хотя си- О ловая часть уже работает.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовые транзисторы, подключающие первичную обмотку силового трансформатора к входным вы.водам преобразователя, основной выпрямитель, соединяющий вторичную обмотку силового трансформатора с вы- 20 ходными выводами преобразователя, вспомогательный выпрямитель, .соединяющий дополнительную обмотку силового трансформатора с питающими выводами блока управления, выходной каскад ко- 25 торого имеет управляющий трансформатор, соединенный вторичными обмотка27 6 ми с управляющими входами силовых транзисторов, и узел запуска с накопительным конденсатором и пороговым элементом, отличающийся тем, что, с целью сокращения длительности переходного процесса запуска и упрощения устройства, в узел запуска введен резистор, через который накопительный конденсатор подключен к входным выводам преобразователя, к накопительному конденсатору через пороговый элемент подключена введенная в управляющий трансформатор вспомогательная обмотка, выходной каскад блока управления выполнен и виде моста, в двух диагонально расположенных плечах которого включены управляющие транзисторы, а в двух других плечах — обратно включенные диоды, к выходным выводам моста подключена первичная обмотка управляющего трансформатора, а входные выводы моста подключены к питающим выводам блока управления, шунтированным введенными дополнительным конденсатором.

Ц.