Преобразователь постоянного напряжения

 

Использование: преобразование и регулирование постоянного напряжения для°систем вторичного электропитания и автоматики . Сущность изобретения: к выходу полумостового инвертора на ключах 3, 4 и конденсаторах 5, 6 подключены два двухобмоточных дросселя 1 и 2. При открытом состоянии одного из ключей 3 (4) происходит накапливание энергии в одном из дросселей 1 (2) при закрытом диоде 7(8) и передача ранее накопленной энергии в нагрузку в другом дросселе 2 (1) через открытый диод 8(7). Благодаря параллельному соединению вторичных обмоток дросселей 7, 8 пульсации тока в конденсаторе фильтра 9 уменьшаются . 2 ил..

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Н 02 М 3/337

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4798692/ОФ (22) 05.03.90 (46) 15.04.93. Бюл. М 14 (71) Киевский политехнический институт им.

50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) M.E.Àðòåìåíêî и B.Ã.Морозов (56) Авторское свидетельство СССР

hL 889922661144, кл. Н 02 М 3/335, 1980.

Патент США Мт4215391, кл, Н 02 М 3/335, 1980. . (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ (57) Использование: преобразование и регулирование постоянного напряжения для си„„5U„, 1809515А1 стем вторичного электропитания и автоматики. Сущность изобретения: к выходу полумостового инвертора на ключах 3, 4 и конденсаторах 5, 6 подключены два двухобмоточных дросселя 1 и 2. При открытом состоянии одного из ключей 3 (4) происходит . накапливание энергии в одном иэ дросселей 1 (2) при закрытом диоде 7(8) и передача ранее накопленной энергии в нагрузку в другом дросселе 2 (1) через открытый диод

8 P). Благодаря параллельному соединению вторичных обмоток дросселей 7, 8 пульсации тока в конденсаторе фильтра 9 уменьшаются. 2 ил.

1809515

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания для преобразования уровня постоянного напряжения, Целью изобретения является уменьшение пульсаций потребляемого тока и повышение надежности путем снижения напряжения на ключах, На фиг, 1 представлена функциональ-. ная схема преобразователя постоянного напряжения; на фиг. 2 — временные диаграммы его работы.

Преобразователь постоянного напряжения содержит два дросселя 1 и 2, первичные обмотки которых соединены согласно-последовательно и подключены к выходу инверторной ячейки, выполненной по двухтактной полумостовой схеме с двумя ключами 3 и 4 и двумя конденсаторами 5 и

6, образующими емкостный делитель входного напряжения, Вторичные обмотки дросселей 1 и 2 через диоды 7 и 8, соединенные по схеме двухполупериодного выпрямителя, подключены к выходным выводам преобразователя, между которыми включен фильтрующий конденсатор 9. Цепи управления ключей 3 и 4 соединены с выходами блока управления 10, причем последний формирует сигнал управления одним ключом на интервале О-уТ, а другим ключом— оставшуюся часть периода Т, где y — регулируемая относительная длительность открытого состояния ключа.

Преобразователь постоянного напряжения в установившемся режиме работает следующим образом. На управляющие электроды транзисторов 4 и 3 поступают противофазные широтно-модулированные импульсы (фиг. 2,а,б), вырабатываемые блоком управления 10. При проводящем состоянии транзистора 4 на вторичных обмотках трансформатора 1 и дросселя 2 наводятся

ЭДС индукции, отпирающие диод 7 и запирающие диод 8; Ток источника питания (фиг.

2,и) протекает через конденсатор 5, подэаряжая его (фиг. 2,э), от конденсатора 6 по; требляется разряжающий его ток (фиг. 2,ж), а в первичной обмотке дросселя 2 возрастает ток намагничивания (фиг. 2,в), создаваемый суммой токов конденсаторов 5 и 6. Ток намагничивания трансформатора 1 спадает (пунктир на фиг. 2,г),при этом в первичной обмотке трансформатора протекает ток намагничивания дросселя, а во вторичной обмотке — сумма пересчитанных значений токов намагничивания трансформатора и дросселя, замыкающаяся через диод 7 (фиг.

2,д), нагрузку,шунтированную конденсатором 9. В интервале времени (уT...Т), когда условия Lq = (1 - y)L„rye Ь, д — индуктивности намагничивания трансформатора и дросселя, у — коэффициент заполнения управляющих импульсов.

При любых значениях напряжение, прикладываемое к запертому транзистору, не превышает величины питающего напряжения Е, в то время как в прототипе определяется по формуле

Окэ = Е(1+ 2y ).

Следовательно, при y = 0,5 в заявляемом устройстве коэффициент нагрузки

40 транзисторов по напряжению снижен в 2 раза. что позволяет на 12-15 увеличить время наработки на отказ всего преобразователя.

В отличие от прототипа в заявляемом преобразователе ток непрерывно потребляется от источника питания в течение всего йериода работы преобразователя, что позволяет уменьшить габариты входного сгла50 живающего фильтра, улучшить электромагнитную совместимость преобразователя и повысить максимальную преоб55 разующую мощность при использовании той же элементной базы.

Ток, потребляемый от источника питания, имеет одинаковые средние значения на открыт транзистор 3 и закрыт транзистор 4

) отпирается диод 8 и запирается диод 7. Изменяются направления протекания токов в конденсаторах 5 и 6 и первичных обмотках

5 .трансформатора 1 и дросселя 2. Ток источника питания фиг. 2,и. протекая через конденсатор 6, заряжает его (фиг, 2,ж), а конденсатор 5 разряжается (фиг. 2,з), при . этом сумма токов конденсаторов создает

10 возрастающий ток намагничивания трансформатора 1, протекающий по его первичной обмотке (фиг, 2,г). Ток намагничивания дросселя 2 спадает (фиг, 2,в), при этом через его первичную обмотку протекает ток на15 магничивания трансформатора 1, а через вторичную обмотку, диод 8 (фиг. 2,e) и нагрузку — сумма пересчитанных токов намагничивания трансформатора и дросселя, 20 Так как изменение токов намагничивания трансформатора и дросселя происходит в противофазе, а в нагрузку замыкается их сумма на протяжении всего периода работы преобразователя, то имеет место токовая

25 компенсация пульсаций выходного напряжения. Выходные пульсации компенсируются полностью, как показано на фиг. 2,д,е, если приращения токов намагничивания трансформатора и дросселя (фиг. 2,в,г) оди30 наковы, что имеет место при выполнении

1809515 и

b о

Составитель M.Àðòåìåíêî

Техред М.Моргентал Корректор П.Гереши

Редактор Т. Иванова

Заказ 1290 Тираж 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 обоих ин;ервалах коммутации при выполнении условия

C (1 -у ) = Св р. где Сь, Св — емкости конденсаторов 5 и 6 соответственно. 5

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения, содержащий два дросселя, первичные обмотки которых соединены согласно 10 последовательно в цепочку, подключенную . к выходу инверторной ячейки, а вторичные обмотки через диоды, соединенные по схеме двухполупериодного выпрямителя, подключены к выходным выводам 15 преобразователя, между которыми включен фильтрующий конденсатор, и блок управления, выходы которого соединены с цепями управления ключей инверторной ячейки, отличающийся тем. что, с целью уменьшения пульсаций потребляемого тока и повышения надежности путем снижения напряжения на ключах. инверторная ячейка выполнена по двухтактной полумостовой схеме с двумя ключами и двумя конденсаторами. образующими емкостный делитель входного напряжения, а блок управления выполнен с формированием на его выходах сигнала управления одним ключом на интервале времени 0 — Т, а другим ключом— оставшуюся часть периода Т, где у — регулируемая относительная длительность открытого состояния ключа.