Однотактный преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания. Цель изобретения - повышение КПД. Преобразователь содержит резонансный контур, состоящий из последовательно соединенных дросселя 2 и конденсатора 3, подключенный к входным выводам через первый управляемый ключ 1. При отпирании первого управляемого ключа 1 происходит резонансный заряд конденсатора 3, после окончания которого первый управляемый ключ 1 запирается, а второй управляемый ключ 7 отпирается. Далее происходит резонансный разряд конденсатора 3 на индуктивный элемент, например трансформатор 4. После разряда конденсатора 3 энергия, накопленная в трансформаторе 4, через выпрямительный диод 5 передается в нагрузку. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Csi)s Н 02 М 3/335. 3/338

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4657594/07 (22) 01.03.89 (46) 15.07.91. Бюл. N. 26 (71) Московский институт связи (72) А.А. Бокуняев, Л.Ф. Захаров, Г.С. Стоянов и M.Ô. Колканов (53) 621.314,58 (088.8) (56) Патент США М 4675797, кл. Н 02 M 3/335. 1987.

Журнал INTE LE C — 86, Institute

Telecommunications, Energy Conference, 1986, окт. 19 — 22, Toronto, с. 186, табл. 2, схема Н5. (54) ОДНОТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах

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

Цель изобретения — повышение КПД.

На фиг, 1 показана электрическая схема силовой части преобразователя; на фиг. 2— диаграммы токов I и напряжений U на участках схемы силовой части, причем индексы соответствуют номеру элемента схемы на фиг. 1, Силовая часть однотактного преобразователя постоянного напряжения состоит из первого управляемого ключа 1, через который контур из последовательно соединенных дросселя 2 и конденсатора 3 подключен к входным выводам. Трансформатор 4, выпрямительный диод 5 и емкостной фильтр 6 образуют выходную цепь преобразователя.

„„Я „„1б63719 А1 вторичного электропитания. Цель изобретения — повышение КПД. Преобразователь со держит резонансный контур, состоящий из последовательно соединенных дросселя 2 и конденсатора 3, подключенный к входным выводам через первый управляемый ключ 1.

При отпирании первого управляемого ключа 1 происходит резонансный заряд конденсатора 3, после окончания которого первый управляемый ключ I запирается, а второй управляемый ключ 7 отпирается. Далее происходит резонансный разряд конденсатора

3 на индуктивный элемент, например трансформатор 4. После разряда конденсатора 3 энергия, накопленная в трансформаторе 4, через выпрямительный диод 5 передается в нагрузку. 1 3. и, ф--лы, 2 ил.

Второй управляемый ключ 7 соединяет д первичную обмотку трансформатора 4 с конденсатором 3.

Преобразователь работает следующим образом. (лЭ

Период работы преобразователя мож- 4 но разделить на три этапа: накопление энергии в конденсаторе 3 резонансной це- Q пи — интервал включенного состояния ключа

1 (Π— в11 на фиг. 2); передача энергии, накопленной в конденсаторе 3, в трансформатор 4 — интервал включенного состояния ключа 7 и выключенного состояния ключа 1 (в Π— в с2 на фиг. 2); передача энергии UII, накопленной в трансформаторе 4, через диод 5 в нагрузку (в t2 — в тз на фиг. 2).

На интервале включенного состояния ключа 1 через него протекает ток колоколообразной формы. Включение и выключение

1663719 ключа 1 осуществляется при нулевом токе, протекающем через него, чем обеспечивается снижение коммутационных потерь и импульсных помех. Длительность импульса тока ключа 1 определяется параметрами дросселя 2 и конденсатора 3 резонансной цепи и равна половине периода Т резонансных колебаний. В зависимости от добротности резонансной цепи амплитудное значение напряжения на конденсаторе 3 может достигать значений U устройства. После выключения ключа 1 включается ключ 7 и осуществляется передача энергии, накопленной в конденсаторе 3, в трансформатор

4. При этом предварительно заряженный на предыдущем этапе конденсатор 3 практически полностью раэряжается на первичную обмотку трансформатора 4. Поскольку кон. денсатор 3 и первичная обмотка трансформатора 4 образуют пэраллельный контур, то для того, чтобы исключить перезаряд емкости конденсатора 3, необходимо после полного разряда конденсатора 3 перевести в выключенное состояние дополнительный ключ 7 (момент а t2 на фиг. 2). Этим обеспечивается полная передача энергии из конденсатора 3 в трансформатор 4, а коммутация ключа 7 осуществляется в облегченном режиме, т. е., при нулевом значении напряжения на ключе, чем достигается снижение коммутационных потерь и импульснц|х помех.

После выключения ключа 7 энергия. накопленная во вторичной обмотке трансформатора 4, передается через выпрямительный диод 5 а нагрузку (интервал в тг— абаз на фиг. 2). Далее процессы в предлагаемом устройстве повторяются.

Период следования импульсов тока ключа 1 определяется периодом следования импульсов, поступающих с блока управления. Изменяя период следования управляющих импульсов, ключ 1 можно реализовать либо двухпозиционный, либо ча- . статно — импульсный методы регулирования выходного напряжения устройства.

5 В предлагаемом преобразователе исключен перезаряд конденсатора резонансной цепи на этапе передачи энергии . трансформатором в нагрузку, что облегчает режим коммутации ключевых транзисторов

10 и обеспечивает нормальную работу от холостого хода до полной нагрузки.

Формула изобретения

1. Однотактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий первый

15 управляемый ключ, через который к входным выводам преобразователя подключен контур, состоящий из последовательно соединенных дросселя и конденсатора. параллельно которому через второй управляемый

20 ключ подключен индуктивный элемент, соединенный через выпрямительный диод с выходными выводами преобразователя, шунтированными емкостным фильтром, и блок управления с первым и вторым выхо25 дами, соединенными с цепями управления первого и второго управляемых ключей соответственно, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, блок управления выполнен обеспечивающим формирование

30 поочередно в каждом периоде отпирающего сигнала на первом выходе и запирающего сигнала на втором выходе, затем отпирающего сигнала на втором выходе и запирающего сигнала на первом выходе и

35 далее запирающих сигналов на обеих выходах, причем длительность отпирающего сигнала на первом выходе выбрана большей длительности полупериода собственных колебаний контура.

40 2, Преобразователь по и, 1,.о т л и.ч а юшийся тем, что в качестве индуктивного элемента использован двухобмоточный трансформатор, соединенный вторичной обмоткой с выпрямительным диодом.

1663719

Uy мэ М

4ЪсZ

Составитель В.Моин

Техред М.Моргентал Корректор М.Демчик

Редактор С.Рекова

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

Заказ 2272 Тираж 394 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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