Регулируемый преобразователь постоянного напряжения
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения работоспособности при изменении нагрузки от холостого хода до короткого замыкания. Преобразователь содержит две одинаковые инверторные ячейки 1, 2, блок управления 3 и выходной выпрямитель 13. Каждая инверторная ячейка 1, 2 выполнена по мостовой схеме с накопительными дросселями 4, 5 и управляемыми ключами 6 и 7. При включении управляемого ключа 7 происходит накопление энергии в накопительном дросселе 5 и резонансный заряд конденсатора 10 током накопительного дросселя 4. Параллельно конденсатору 10 включен через ограничительный дроссель 11 трансформатор 12, ток первичной обмотки которого близок по форме к синусоидальному, сдвинотому на 90° относительно напряжения на конденсаторе 12. Регулирование выходного напряжения преобразователя осуществляется методом геометрического суммирования путем изменения сдвига фаз сигналов управления управляемыми ключами 6, 7 инверторных ячеек 1, 2. 3 ил.
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 0 О Ql (Л К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4663659/07 (22) 20.03,89 (46) 15,08 91.Бюл. N 30 (71) Промышленное объединение "Прожектор" (72) В,И, Мамонтов, А.А. Никифоров, Ю,К. Розанов и А.М. Сухинин (53) 621.314.58(088,8) (56) Патент Англии N 2164214, кл. Н 02 М 3/24, 1983. Патент Англии ¹ 2161037, кл. Н 02 М 7/42, 1983. (54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания Цель изобретения — расширениефункциональных возможностей путем обеспечения работоспособности при изменении нагрузки от холостого хода Изобретение огносится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения работоспособности в диапазоне нагрузок от холостого хода до короткого замыкания. На фиг. 1 показана принципиальная схема; на фиг. 2 — диаграммы токов и напряжений на элементах инверторной ячейки (индексы соответствуют номеру элемента по фиг, 1); на фиг. 3 — диаграммы токов преобразователя. Преобразователь (фиг, 1) содержит две одинаковые инверторные ячейки 1 и 2, подкгюченные параллельно к входным выводам преобразователя, и блок управления 3. Каждая ячейка выполнена по мостовой схе„.,5U „„1670755 А1 до короткого замыкания, Преобразователь содержит две одинаковые инверторные ячейки 1, 2, блок управления 3 и выходной выпрямитель 13. Каждая инверторная ячейка 1, 2 выполнена по мостовой схеме с накопительными дросселями 4, 5 и управляемыми ключами 6 и 7. При включении управляемого ключа 7 происходит накопление энергии в накопительном дросселе 5 и резонансный заряд конденсатора 10 током накопительного дросселя 4. Параллельнс конденсатору 10 включен через ограничительный дроссель 11 трансформатор 12, ток первичной обмотки которого близок по форме к синусоидальному,сдвинутому на 90 относительнонапряжео ния на конденсаторе 12. Регулирование выходного напряжения преобразователя осуществляется методом геометрического суммирования путем изменения сдвига фаз сигналов управления управляемыми ключами 6, 7 инверторных ячеек 1, 2. 3 ил, ме, два плеча которой образованы накопительными дросселями 4 и 5, а два другие плеча — управляемыми ключами 6 и 7, шунтированными обратными диодами 8 и 9, К выходной диагонали моста подключен конденсатор 10 и через ограничительный дрос сель 1"; первичная обмотка трансформатора 12, Вторичные обмотки трансформаторов 12 обеих ячеек подключены к входу общего выходного выпрямителя 13. Блок управления 3 структурно содержит задающий генератор 14, фаэосдвигающий узел 15 и выходные триггеры 16, 17. Преобразователь работает следующим образом, В момент времени t>, когда на управляемый ключ 7 поступает включающий сигнал 1670755 20 5т, а на ключ 6 выключающий сигнал Я,ток ls дросселя 5 равен нулю (фиг. 2), В момент времени ti энергия, накопления в дросселе 4, начинает поступать в нагрузку по контуру: + Ол .... дроссель 4, дроссель 11, трансформатор 12, управляемый ключ 7, Опит (где + Олит и -Олит соответственно положительный и отрицательный входные выводы преобразователя, подключенные к источнику питания). В дросселе 5 начинает протекать линейно возрастающий ток 15, замкнутый в контуре через входные силовые выводы преобразователя и управляемый ключ 7. На конденсаторе 10 возникает напряжение О7, начинающееся с нуля и имеющее форму положительной синусоиды (половину периода). В течение этого периода времени ток111, протекающий в дросселе 11 и первичной обмотке трансформатора 12, изменяется по закону, близкому к косинусоидальному, Трансформатор 12 передает этот ток через выпрямитель 13 в нагрузку. После уменьшения напряжения О о на конденсаторе 10 до нуля в момент времени tz оно ограничивается на нулевом уровне вследствие открытого обратного диода 8. Включение диода приводит к замыканию тока !4 в контуре, состоящем из дросселя 4, входных выводов преобразователя и диода 8, и неиспользованная энергия дросселя 4 поступает в источник питания. Ток !11 замыкается в контуре — дроссель 11, трансформатор 12, управляемый ключ 7, диод 8, Причем этот ток, трансформированный во вторичную обмотку трансформатора 12, также как и в предыдущем такте поступает в нагрузку через выпрямитель 13. В течение этого периода времени ток ls дросселя 5 продолжает линейно возрастать. В момент времени ta энергия. накопленная в дросселе 5 эа период 11-t3, начинает поступать в нагрузку и процессы в схеме повторяются, но с противоположным знаком токов и напряжений на элементах схемы. Преобразователь работает аналогичным образом во всем диапазоне изменения нагрузки от холостого хода до короткого замыкания. Регулирование выходного напряжения преобразователя осуществляется за счет геометрического сложения токов инверторных ячеек (фиг. 3), которые работают в режиме источника тока. Суммирование токов li и l2, резонансных инверторных ячеек 1 и 2 одинаковой формы с напряжениями управления Ьт и Sr, и сдвинутых друг относительно друга на угол р осуществляется за счет параллельного включения вторичных обмоток трансформатора 12. При условии равенства амплитуд этих токов и допущении, что они изменяются по косинусоидальному закону, можно регулировать амплитуду выходного напряжения преобразователя от нуля до номинального значения путем изменения угла от нуля до 180 . Формула изобретения Регулируемый преобразователь постоянного напряжения, содержащий выходной выпрямитель, и две инверторные ячейки, каждая из которых имеет ограничительный дроссель и выполнена по мостовой схеме, два плеча которой, соединенные с первым входным выводом преобразователя, образованы управляемыми ключами, и два другие плеча, соединенные с вторым входным выводом преобразователя, — накопительными дросселями, а в выходную диагональ включен конденсатор, первый вывод которого соединен с первым выводом первичной обмотки трансформатора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей путем обеспечения работоспособности в диапазоне нагрузок от холостого хода до короткого замыкания, второй вывод первичной обмотки трансформатора через ограничительный дроссель соединен со вторым выводом конденсатора, встречно параллельно каждому управляемому ключу включен введенный обратный диод, а вторичная обмотка трансформатора каждой инверторной ячейки подключена к входу выходного выпрями1еля. 1670755 Составитель В. Моин Редактор В. Трубченко Техред М.Моргентал Корректор М. Максимишенец Заказ 2755 Тираж 383 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
