Преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к злектротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания. Цель изобретения - повышение КПД и надежности путем уменьшения динамических потерь. Ток разряда корректирующего конденсатора 10 нарастает замедленно и достигает своего максимального значения пооже момента включения управляемого ключа 8. Это определено тем, что в контур разряда корректирующего конденсатора 10 входит индуктивность рассеяния 18 обмотки 17 силового трансформатора 7. Благодаря этому значительно уменьшены динамические потери в управляемом ключе 8. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (А

дA -.

-А, СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ ВЕСКИХ

РЕСПЧЬЛИК (я)з H 02 M 3/335

ГОСУДАРСТПС ВЫИ КОМИТЕT пО изОБРетГниям и ОткРытиям

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4814658/07 (22) 16.04.90 (46) 07.01.92, Бал. N . 1 (7 I) Винницкое произяодственное обьединекие "Маяк" (72) С. Д. Р) дык, А. Ю. Воробьев, Г. И. Омельчук и В. Е. Турчанинов (53) 621.31 1.5Й083.8) (56) Векслер Г,С. и. др. Электропитающие устройствэ электроакустической и кинотехнической аппаратуры. — Вища школа, 1986, с. 218.

Обзоры по радиоэлектронной технике.

Сер. 5/115. M., ЦНИИ Электроника, 1985, с.

14.

Высокоэффективные источники и системы вторичного элек1ропитания РЭА. М., МДНТП им. Дэержинского, 1989, с. 55, Ы 1704246 А1 (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и мох;ет быть использовано в системах втори- ного электропитания. Цель изобретения — повышение КПД и надежности путем уме> ьшения динамических потерь. Ток разряда корректирующего конденсатора 10 нарастает замедленно и достиг ет своего максимального значения позже момента включения управляемого ключа 8. Это определено тем, что в контур pa=-ряда корректирующего конденсатора 1О входит индук1 ияность рассеяния 18 обмотки 17 силоеого трансформатора 7. Благодаря этому значительно уменьшены динами вские потери о управляемом ключе 8. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1704216 (г1зобр- { "}::,„.-. с !. -. (Ится ° 31! кт;)отс;! I:;

V(. И t }O! VСТ (.".."ТЬ i . По "ЬЗППг»!" > гз И(.ТО>(НИK--эх

BтО(>11 -{>(ОГО . . ь".Kт;)Ог(! {В«l!}я I) >.,Иоз! "vтр()н-!

» Ой Bn! I 0Pr,» г ), .},I

ИЗ«)ЕС)ег! (it Еобрааоаа(. Ь Нанряжo- -5

t t L1 «t, > рС() i) j: . i 3 }r K . ц» } И }i гз П p;; B t { Li »3 ОД Н 0" ») уровня в I ã. I.-. ro tèà,":,p)rrr-о требуемо;0 уpссня, co, ".>".з Ц. .й !t! f(сj)i 0ð, снабже«t«{(»(Й СИЛО"-,Û*.» траиг.г;>0()>{а)О(, :",, BTOpn lttr1:! обмотка KQ f Qp>l 0 подк,.; —.,че(!.: к ве(ход{{ому 10

Выпрями(е: ".: и фильтру.

Недогтэт .з. и дан«{ )(о (:;. --ОбразоватсЛя Я ВЛ >I IQT;;!) ПОН -}. z С »}г{ Ь Е . >; li Надежнс>сть, Обг .." L)r.г>с!"!}:с Гз;:..е}i,- .;!1 »:,От рям({

:)н(.()! и I в г};л с>всм уп;. галяеl":ì клю -(е ин- 15 вертсра, B!.: сляс! {}, ии »ри е Q псрсклю (cf t L1 L t, Г! Т »B K >!! I! i) >»» а Г r I ip } 18» H 0 L! ((> 0 p Vi O t { траектории (}ер=-глю {ения,"пр()влясмого кл{оча.

Кроме тсг0, при f1(!"!) енечии в данном 20 г{Г)еобГ)азов(»т cre ТРад.щ>и»энг»ой КСО-ц.почки, изм-.»-; {{оецей тгае«;тср({«0 (абочсй

ТОЧКИ уПраял -»Э«{0{0 Yf »0 r), р()сбраэopЗ)СЛЬ XaPaKiCP. ЗУЕТСЯ НС(>ОСТЗ)ог»{,О ВЫСОким КПД и мл! Ой надсж -сетью, что 25 обусловлено Сов{{3! ми дин="f":.ÿoñK,èè потерями в уг р-.чя:-. Ом к»1к)чг{ь ыд(ляемыми

В MOMB«tò}t СГO ВК({Юг! Н({ {. Богh!»IИЕДИНаМИческиe потс,,.; пр}{ rK.)юч .(Ииу»{равляемоro кnfo (а вызв:; ы боль UL".ht! по ачплитуде им- 30

ПУЛЬСВМИ Тс" З »ге»Рлэ эСИЛССЫЕ Р .i Е ОДЬ! УПРЗВ лясмого клю {а, О;;услог1:1н«{е>»{и разрядом

Ko«ti(Bнсатс;>л Р .Г)-цепочки.

Недостаiком преобразователя является и то, что из-аа наличия на входе преобрз- 35

ЗОВЗТЕЛЯ КОНД=.НСатОРа ВХОД«(СГ>Э фИГЬтРа В моменты вклкочения преобразователя проИСХОДИТ РОЗ! }" "I Ь>ООСОК ТОКа Зггг Яда КОНДС{! сатсрз входlioro фильтра, n)o > ск >oil!Bf 0 (ЕРЕЗ ){Исг(> ВХОДНОГО Г. ЫПР-Х}ИТЕЛЯ, ЧТО - (О может npL :Bpcти K выходу иx из строя, а с! едовательнс, с» . >"..зет t-Iar(< ность преобразователя.

Нзибол Г близким к предлагаемому изобретени о п0 техничес Ой сvùt{oсlи яв- 45 ляется прсоб()азог»з Гель. соде",жзщ..((, подключе(п(ый к входным в}всгдз{: Г-образныи (»C фильтр. р:.- с(ср ко)срого и унт!»рован гн РИГтОРОМ, ".-; РЗЛЛЕЛЬHP ОН,Р!»СВТСРУ КОторого подv, I ..÷o«(з цепь из nc:. Одовзтел{,- 50

НО соедине«(tlhtx пеpBL!чнвй обл{отки

СИЛОВОГО T()(»}:С(!)ОРК!ЗГОР3 и С» ЛОВОГQ Vf{lo ча, пзралле;>>„-о которr)t)}. nor ;iк) »е«»а ц»вЂ” почка. состо-.ецзя из f)i сле,",свательtlo ссединенны>,,Г({;Г>да и °,».>j!B. .TL}p}iK)(l(PI o "„-5 ко«:д(> с(»тс р;-, r><):li: то« „-; котэр«,»х r})}.д .—

НГ, >4;» С Г)Д»Н{М (ЫГ>Г)ДОМ ».> »,",» . 1, Г>Р}{Г»:. }

f»Т(:рl>ч«! Э г:"." . .> г KЗ С ",асс: ) (. гg Оpi, . .:Ii 0. р,) ПОЛК,;0»гл! - Ч, л>г -. !» . r> ri, >1, ° A, ° >Ь П к .: ь .» !)," >» > )ч:.. ч i 0 д! "i { .

Н."дпетатКСМ ИВВСС) !»Е>ГO уС ГрсЙГ((га яВЛЯСТ С!» ТO. »ТО f; i I }rf! r)8 f3)lr! I »}1 I (1()ИС Тс()ОМ

ОГ()г> ! ! . . TГ»ЛЯ 3(! ()>I,"},гl с О Гог. КГ>i!/,») I I 0»ЭТ ОPЗ

Г-обр;»Оного (C <(:!>I!,1()B и<;({ол»зустся от;,;.rIh«IB!t o(>мс{};! (:И(}се}0(о тра{»сфе>()>,.BTQ()a

flj)r >)брг>»10г»ЛTB II», B»"(»О;{orci{сль}»! >({ в! »({ря

МИ)ЕЛЬ, г»>И>1ЬТ() Lf Ioêr)QI РЗ}{ИЧИ(»а;О(ЦИИ РСаИСт.-гр. Это Ct!L{>ho, т КПД И НЗДСж>Н>СтЬ г>рсобрззе>(»зтсл{», ухуд!){ает с(0 {ь)ccolзбзритны. показатели.

K,)oI::B того, вследствие использования в(1звсстнсм прсг)б>Г г»эо»зтелс RC()-t!c)почки, из.1е(}я>()щей трзектсри(о рабочей {очки упЕ)З!»Г io!>r), 0 КЛ>оi!3, »!11ЗКI {r» (»г)д- ж(!СС) Ь И

f:ÄÃ(Г)г) 0 рззовзтсл", с )рсделiiа{ся большиГ {и д {}{С.м! ч c! .и .,и п»этсрям}1 в уп!)QBлясмом

КЛЮЧС, ВЫД;-ЛЯС!.{ЫМИ В МОМЕ{{ТЫ СГО ВКЛ»ОЧЕl! !ÿ. Г> )ль(!)Ие ди>»е)({ическL .0 потери при

BKël0÷ нии упрзВляс(!Qf Q кг»ю (а вызВаны боль{»{и!.;«} по амплитуде импульгзми тока через с .лОВые в! {Вод!.i упрз!»ляеме)го ключа, c;>ócë0B),ci{ными рззр }дом Kotlденсзторз

p CD-{.(f f I0-»yIrt

Цсль иэобретсltitë — повышение КПД и падеж ости путем уме«{ьш(}{»ия ди{(амических потерь. (-!а черте>кс приз(:Дена ()хсмз npeof)разовате я Г{остоя{(ного нзпряже}{ия.

Преобразователь содержит в>;одные вывophf 1 и 2, к которым подклю {сн (-обрззttBIL ГС-ф..льтр, резистор 3 которого шунтирОВзн тиристором 4, а параллсл ьно конденсатору 5 K010poro подключена цепь

ИЗ ПОСЛЕДОВЗТЕЛЬНО СОЕДИ«(СННЫХ ПСРЛИЧ ной обмотки б силового трансформатора 7 и силового управляг)«..oro ключа 0, параллельно которому по (ключе«(з цс({очка, состоя(цая из последоBBTåëü«IO соединнс>{ых дИОда 0 И t;Opr>eKr()pytot)!его КОНДЕ}»Са)Ора

;О, о(; цая точка кo)0((;X соединсна с одним

Bb! Воде:; : p :,81!cTQ()3 1 1, втор({чн 7!i ОЬМОтка

12 силового транс(,"Г)р;".аторз 7 подключена через В(,{пряк{и-ель 13 и фильтр 14 к вь{ходным Вhtaof!Bh{ 15 и 16. (()yrcй вывоД рСЗИСтг З 11 Сосд! >»eii ЧЕРЕЗ Всеr!et{I!yto допол{>Г{тельну)о обмотку 17 ги I})BQro трзнсфс pf аторз 7 с упрзвляю{цим электродом тиристора 1. Инд}к)ив«{о ть рассеяния введенной дополните(»} ой обмо) к!. 17 силового тра»{сфор,".{агорз 7 показана нз чертеже в в({де отдельного элемента 1(}. Число ви ков первичной обмотк { G силового трзнсфогк{зтора 7 р;- вно числу ви),QB дополнительной обмо(»,и 17 силов0 о трзнс(«гогр!.{з Г; ()З 7, П«)сбГ)рззОВЛ(е >!» ({Остг (IIII»0(0»»;)>{ря; Г:;{! Я .;; ->Т)Е» СЛСЛ» io(I !the Г{>;„1", >{;

П >р({ подкл юче ни, Вх Рд{! ! х Bi!.lr! 0,10P i ({

ПР, Q" ::!»»> атля,! К (!" > П lltLI ° »г fi 1».

C f .: У T»-,;:,.} У !. Р З В Л ..:- И ".. 1 > Л {,! (. I», i;i (» 3 1

1704246 управляемо.с ключа 8 начинается процесс

I ;. ðI è IHîI о зар да конденсатора 5 по цепи

1-3 5-2 и корр.ктиру.ощего конденсатора

10 по цепи 1-".:- 6-9-10-2, При этом зарядный ток конденсаторов ограничивается со- 5 г1ротивлением реэис ора 3, Конденсатор 5 и ксррек1ируюгци11 конденсатор 10 заряжают сл до нас рлэкения Ели,, где Ел, — напряжение источника питания преобразователя, При пода" е на базу управляемого ключа 10

8 г.оложительнorn импульса напряжения, формируемого 0,1 охом управления (не показан), начинает . ротекать ток в первичной цепи преог разо-..r!Tåilÿ, который замыкаетсл по цепи 5-6-8 -5. - 15

При это, на вторичной обмотке 12 трансфсрматор.. 7 возникает импульс наг1ряж(нил о> Kpt.HÇéþ iÙèé выпрями гельный д1од 13. и эы-р:- ;!113 перг1и л1ой цг:и,: преобр; зсла1елл ",;,г„пает в дисднс-инд"ктнв- 20 но-ем остнои фi;ll!1p 14 и чер:-;з еыходнь е в11еоды 15 v, 16;: иг;рузку iin контуру 12 — 1314 — 15 — BH-16-12.

Кроме того, в мoveIIT сткрывэнил управллсмого ключа < -,àpëõI;-íííé на прсдыду- 25

I|!ñè этапе корректирующий конденсатор 10 начинает разряжаться fio цепи 10-11-18-17-4-5-10.

В указанный контур тока разряда корректируюьцего кnHpeHcaTopa 10 входит ин- 30 дуKTI вног ть pассеяния 18 обмотки 17 трансформатор, 7, что определяет уменьшение «;.пульс сй мощности. рзссеиваЕмой в управ л-.". .;ем кл1о е 8 в омент его

II".лючен;.л,,пг сра-.l-:.GH;,þ со слугаем при- 35 менснил тра..".,ц;.Очной RCD-цепочки).

Ток рэзся., «О1лскти )} ющ. гс конденсд.1, тор» iI . i GTO; .. :1 че1> У(ipse ÁI!é!O!ijèI Злах тр 1д T!Ipl. стор i -, i с/1едсt ви чего тир:lcTop

r-,ïio÷êс ся и 1.,нтирует рг-.."c- ор 3, Бла- 40

Гсд1рл тГ.? ó, Чт. !IÃ !I:..-!Ï уПр: ВЛЕНИЛ тИрИ гт - ром исклю:1еiiы вспомс: ател; ный

«и:рлмчтель и <. нльтр, а nгргничение максl ì;ãëüHriro 3H,г ч:.:«. л тоK i упрэьiiâH 1я осуществляется ре з! Icòoðoì. выполняющил1 45 также фу 1кцигс ограни кителя ю:плитуды тока разряда кор, ектирующеfo конденсатора

10, повышен КПД и надеж «ость преобразователя, а также улучшены era массогабаритные показатели. 50

К моменту еыключенил управляемого ключа 8 напрлл:ение на корректирующем конденсаторе 10 становится равным нулю.

Когда управллю1ций импульс управляе- 55 мого ключа 8 с1знсвиTc9 равным нулю, упрааляемый ключ 8 и выпрямитель 13 згкрыва1отся. 0;„ HoâpåìåHHo с этим начинаетсл процесс "-1рлдл корректирующего KQHденсатсра 10 r,o цепи 6-9 -10-5-6.

Благодаря указанному процессу напряжение на управляемом ключе 8 и; растает замедленно, что улучц1ает траекторию его выключе;II!v и уменьшает импульсну1о мощность, выделяемую в кл1оче на эт,"л1е вblêë!очения.

Подзаряд конденсатора 5 входного фильтра происходиr по контуру протекания тока 1-4-5-2 — 1. При подаче на базу управляемого кл1оча 8 последующего полсжи1ельного импульса напряжения процессы в преобразователе повторяются.

В предлагаемом преобразователе постоянного напряжения скорость нар tcTQния тока разряда корректирующего конденсатора, протека1ощего в моменты отпирания управляемого ключа, ограничена индуктивностью рассеяния дсгтолнител1ной о!Ь ;oTKII трансформатора, вхсдлщей в контур разряда корректирующего конде lca!opa. Это определяет меньшую импульсную могцность, рассеиваему1о в у, р аллемсм ключе ".ð. е!о з,мык".IIèè. Тир стор, входящий в кон-ур ра: р" да корректирующего конденсатора, упралляетсл током разряда конденсатора, ч1о дает возможность уменьшить 11слo элементов в цепи управления тирис1ора и снизиrI rloTcp I в этой цепи.

Кроме того, в предлагаемом техническом решении снижена амплитуда импульсов тока через силовые выводы управляемого ключа, вызванных разрядом корректирующего конденсатора, так како»а

oIpåäeïåHà не тольKo велич ной crпрстивления р - истора, но и индукт1,вностью рассеяния дополнительной обмотки силового

Ti.-ансфсрмгтора. Э-о определяет псвышен— ну с надежность предлагаемого преобра"ив="теля.

Для управления тиристора ис1;ольху:Tсл меньшее количество з емснтсв, что таKже повышает надежность преобрээоеателя.

Формула изобретения

1. Преобразователь пос.1 олнногс наг:ряжения, содержащий подключенный к входным выводам Г-образный RC-ôHëüòð, резистор которого шунтирован тиристором, параллельно конденсатору которого подключена цепь из последовательно соединенных первичной обмотки силового транзистора и силового управляемого ключа, параллельно которому псдключеча цепG÷êа, cостоящая из последо!Iа(ельно соединенных диода и корректирующего конденсатора; общая точка которых соединена с одним выводом токсограничивающего резистора, причем вторичная обмотка! 7г<4246

Ю ° ° +y а (<«г.тав«<ель С.Рудык

Редактор НЛупица 1"-- ред M Моргентал ) орректор 3.Лончакова

Заказ 68 «<г.а.к Подписное

ВНИИПИ осударс«<.< >««< ° к< к<итета по иэобретент<чм и открытиям при ГК!!Т CCC<

1l.«,1) М<ч «<«:i. Ж-З5, Рву««скэя наб.. 4/5

Произ«п;<ств ««о <..<,l . »,<÷.. «<«ок<би «а« "Патент", г. Ужгород, ул.! агари«а, 101 силово<о трансформатора т".д лючена че

p< .3

2. Преобразователь по п. 1, о т л и ч а <от

5 обмотки силового трансформатора равно числу витков дополнительной обмотки силового т рансформатора,