Пьезоэлектрический преобразователь

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к преобразовательной технике,и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель изобретения - упрощение и повышение КПД. Эффект обусловлен возможностью подключения к электродам 4 и 5 возбудителя генератора пьезотрансформатора 1 нулевого выпрямителя на диодах. Для создания нулевой точки использовано включение LC-контура между выходными выводами. В контуре дроссели 6 и 7 соединены последовательно , их точка соединения образует нулевой вывод для подключения нагрузки. Каждый из дросселей 6 и 7 зашунтирован своим конденсатором 8 и 9. Кроме того; предлагается вариант устройства для питания двух нагрузок 15 и 16 разнополярным напряжением . Для этого диоды 11 и 14 по отношению к электродам 4 и 5 включены разнополярно. Данная схема позволяет также получать напряжение на нагрузках 15 и 16 не только различных полярностей, но и различных величин. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОК. 3 СОВЕ ГСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э Н 02 М 5/04, 7/06 —;)Uuq g

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4782966/07; 4800200/07 (22) 16.01.90 (23) 16.01.90 (46) 07.04.92. Бюл. М 13 (71) Киевский политехнический институт им.

50-.летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) И.А. Карташев, А.П. Лавриненко и Л,В.

Орнатская (53) 621.314.632 (088.8) (56) Карташев И.А., Марченко Н.Б. Пьезоэлектрические трансформаторы тока, Киев, Техника, 1978, с. 158, рис. 32. (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике,и может быть использовано в источниках вторичного электропитания.

Цель изобретения — упрощение и повыше.. Ж 1725342 А1 ние КПД. Эффект обусловлен возможностью подключения к электродам 4 и 5 возбудителя генератора пьезотрансформатора 1 нулевого выпрямителя на диодах, Для создания нулевой точки использовано включение LC-контура между выходными выводами.

В контуре дроссели 6 и 7 соединены последовательно, их точка соединения образует нулевой вывод для подключения нагрузки.

Каждый из дросселей 6 и 7 зашунтирован своим конденсатором 8 и 9. Кроме того, предлагается вариант устройства для питания двух нагрузок 15 и 16 разнополярным напряжением. Для этого диоды 11 и 14 по отношению к электродам 4 и 5 включены разнополярно, Данная схема позволяет также получать напряжение на нагрузках 15 и 16 не только различных полярностей, но и различных величин. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1725342 4

50

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в источниках вторичного электропитания, Известный пьезоэлектрический преобразовательь, содержащий пьезотрансформатор, генератор которого через согласующий (С-контур подключен к мостовому выпрямителю.

Недостатком его является включение дросселя согласующего LC-контура последовательно с нагрузкой, что предполагает применение в качестве выпрямителя диодного моста, усложняющего схему. Необходимость применения диодного моста вызвана тем, что выходное сопротивление пьезотрансформатора (ПТ) носит емкостной характер, следовательно, через ПТ не может протекать постоянный ток. Применение мостового выпрямителя снижает КПД преобразователя, так как ток нагрузки каждый полупериод работы выпрямителя протекает через два последовательно включенных диода. При этом прямое падение напряжения на диодах выпрямителя увеличивается в два раза по сравнению с известными схемами выпрямителей, содержащими два диода (с

0,6 — 1,2 В до 1,2 — 2,4 В), а снижение КПД при токах нагрузки 0,3 — 0,5 А и выходной мощности ПН 5 Вт достигает 12%.

Цель изобретения — упрощение устройства и повышение КПД.

Эта цель достигается тем, что в пьезоэлектрическом преобразователе, содержащем пьезотрансформатор, возбудитель которого образует два входных вывода, а генератор образует два выходных вывода, а также два конденсатора и два дросселя, которые соединены последовательно и включены между двумя выходными выводами, точка их соединения образует третий выходной вывод, а каждый из дросселей шунтирован своим конденсатором.

Кроме того, с дополнительной целью получения выпрямленного напряжения, к указанным двум выходным выводам подключен нулевой выпрямитель, средняя точка которого образована третьим выходным выводом, С дополнительной целью обеспечения питанием двух нагрузок разнополярным напряжением, к указанным двум выходным выводам подключены разнополярные выводы по одному диоду, каждый из которых свободным выводом соединен с соответствующей нагрузкой, обе нагрузки заземлены и соединены с третьим выходным выводом, На фиг. 1 приведена принципиальная схема пьезоэлектрического преобразоватеI

I ля при подключении к его выводам нулевого выпрямителя; на фиг. 2 — то же, при подключении к его выводам разнополярных диодов для питания двух нагрузок.

Преобразователь содержит ПТ 1 с электродами 2 — 5 возбудителя и генератора соответственно. Электроды 2 и 3 возбудителя образуют два входных вывода, электроды 4 и 5 генератора образуют два выходных вывода. Два дросселя 6 и 7 соединены последовательно. При этом каждый иэ них шунтирован своим конденсатором: дроссель 6 — конденсатором 8, дроссель 7 — конденсатором 9. Цепочка дросселей 6 и 7 включена между выводами 4 и 5, а точка их соединения образует третий выходной вывод 10. К выводам 4 и 5 подключен нулевой выпрямитель на диодах 11 и 12, средняя точка которого образована третьим выходным выводом 10, Нагрузка 13 включена между выводом 10 и объединенными электродами диодов 11 и 12.

Преобразователь по фиг. 2 отличается тем, что диод 14 подключен к выводу 5 разнополярно по отношению к диоду 11 для получения на нагрузках 15 и 16 напряжения различной полярности, при этом свободные выводы нагрузок 15 и 16 соединены с третьим выходным выводом 10 и заземлены, Преобразователь работает следующим образом.

При подаче переменного напряжения на электроды 2 и 3 возбудителя ПТ 1 на электродах 4 и 5 генератора ПТ появляется трансформированное по величине электрическое напряжение. Это переменное напряжение с электродов 4 и 5 генератора ПТ 1 подается на согласующий LC-контур, образованный конденсаторами 8 и 9 и дросселями 6 и 7, и далее — на два диода 11 и 12. При этом, когда на электроде 4 ПТ 1 положительное напряжение, а на электроде 5 — отрицательное, ток протекает от электрода 4 ПТ 1 через открытый диод 11, сопротивление нагрузки 13 и дроссель 7 к электроду 5 ПТ 1

При изменении полярности напряжения на электродах 4 и 5 генератора ПТ 1 ток протекает от электрода 5 ПТ 1 через открытый диод 12, сопротивление нагрузки 13 и дроссель 6 к электроду 4 ПТ 1. После достижения максимума выходного напряжения пьезотрансформатора и до момента прохождения

его значения через нуль энергия, запасенная в контуре, передается через открытый диод(11 или 12 — в зависимости от полярности напряжения на электродах 4 и 5 генератора ПТ 1) в нагрузку 13, обеспечивая передачу последней большего тока, чем контур потребляет от ПТ, что равнозначно согласованному режиму работы ПТ.

1725342

10 Таким образом, в предлагаемом ПН в оба полупериода работы ток через нагрузку протекает в одном направлении, следовательно, осуществляется двухполупериодное выпрямление выходного напряжения

ПТ. Конденсаторы 8 и 9 согласующего .Сконутра применяются для подстройки этого контура под рабочую частоту ПТ, так как возможности подстройки дросселями 6 и 7 ограничены узким диапазоном индуктивностей серийно выпускаемых дросселей.

Использование в заявляемом ПН в качестве выпрямителя двух встречно включенных диодов, подсоединенных параллельно согласующему LC-контуру, в сочетании с его последовательно соединенными дросселями, включенными параллельно электродам генератора ПТ, а также включение нагрузки между общей точкой соединения упомянутых частей дросселя и общей точкой соединения диодов выпрямителя, позволило осуществить двухполупериодное выпрямление выходного напряжения ПТ только двумя диодами, чем достигнута цель предполагаемого изобретения — упрощение схемы ПН и повышение его КПД.

Работа преобразователя по фиг. 2 отличается тем, что при подаче переменного напряжения на электроды 2 и 3 возбудителя

ПТ 1 на электродах 4 и 5 генератора ПТ 1 появляется трансформированое по величине электрическое напряжение, Это переменное напряжение с электродов 4 и 5 генератора ПТ 1 подается на согласующий

LC-контур, образован н ый конденсаторами

8 и 9 и дросселями 6 и 7, и далее — на два последовательно включенных диода 11 и 14.

При этом, когда на электроде 4 ПТ I положительное напряжение, а на электроде 5 ПТ

1 — отрицательное, ток протекает через открытый диод 11, обе нагрузки 15 и 16 и далее через открытый диод 14 — к электроду 5 ПТ

1. При этом выходное напряжение на нагрузках 15 и 16 относительно их общей точки соединения имеет противоположную полярность (+U<><).

При изменении полярности напряжения на электродах 4 и 5 генератора ПТ 1 на обратную диоды 11 и 14 оказываются закрытыми и ток через нагрузки 15 и 16 не протекает. В этот полупериод работы схемы происходит накопление энергии в согласующем LC-контуре.

Следует отметить, что в преобразователе по фиг. 2 возможно обеспечить согласованный для ПТ режим при работе на неодинаковые нагрузки 15 и 16 или, что равнозначно, получать несимметричные напряжения относительно общей (заземленной) точки. В этом случае режим работы ПТ для каждой из нагрузок 15 или 16 обеспечивается соответствующим выбором частей LCконтура: дросселей 6 и 7 и конденсаторов 8 и 9. В рабочем цикле каждая часть этого контура оказывается подключенной через открытые диоды 11 и 14 к своей нагрузке 15 и 16, соответственно, Выходное напряжение относительно общей точки соединения неодинаковых нагрузок 15 и 16 оказывается несимметричным (т.е, абсолютные значения напряжения

+Unix и — Usa различны), что часто необходимо в радиоэлектронной аппаратуре.

Изобретение может найти применение в маломощных (3 — 10 Вт) низковольтных источниках питания с двухполярным выходным напряжением в диапазоне 5 — 12 В.

Формула изобретения

1, Пьезоэлектрический преобразователь, содержащий пьезотрансформатор, возбудитель которого образуетдва входных вывода, а генератор образует два выходных вывода, а также два конденсатора и два дросселя, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения КПД, два дросселя соединены последовательно и включены между двумя выходными выводами, точка их соединения образует третий выходной вывод, а каждый из дросселей шунтирован своим конденсатором, 2. Преобразователь по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью получения выпрямленного напряжения, к указанным двум выходным выводам подключен нулевой выпрямитель, средняя точка которого образована третьим выходным выводом, 3. Преобразователь по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения питанием двух нагрузок разнополярным напряжением, к указанным двум выходным выводам подключены разнополярными выводами по одному диоду, каждый из которых свободным выводом соединен с соответствующей нагрузкой, обе нагрузки заземлены и соединены с третьим выходным выводом.

1725342

40

50

Составитель Е.Мельникова

Техред М.Моргентал Корректор О,Кравцова

Редактор Н.Химчук

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

Заказ 1183 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Пьезоэлектрический преобразователь Пьезоэлектрический преобразователь Пьезоэлектрический преобразователь Пьезоэлектрический преобразователь 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качествевторичного источника электропитания

Изобретение относится к радиотехнике

Изобретение относится к электротехнике , в частности к преобразованию переменного напряжения в постоянное, и может быть использовано в быстродействующих системах автоматического управления

Изобретение относится к электротехнике , в частности к преобразованию переменного напряжения в постоянное, и может быть использовано в быстродействующих системах автоматического управления

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах , где требуется высокоточное линейное преобразование переменного напряжения в постоянное по средневыпрямлениым значениям

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источиках вторичного электропитания

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве низковольтного источника питания

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве низковольтного вторичного источника электропитания с шестикратной частотой пульсации знакопостоянного низковольтного напряжения при наличии двух фаз источника переменных ЭДС при фазовом их сдвиге на 120 эл.град

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках питания с сильноточным низковольтным выводом

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления и защиты стабилизирующего преобразователя

Изобретение относится к электротехнике

Изобретение относится к электротехнике, а именно к управлению непосредственными преобразователями частоты, питающими асинхронные электроприводы

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в непосредственных преобразователях частоты

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления преобразователями, включающими два комплекта вентильного оборудования

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в умножителях частоты

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания печей сопротивления

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания печей сопротивления

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к преобразователям однофазного сигнала в многофазный
Наверх