Повышающий преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к системам электропитания и может быть использовано для электроснабжения потребителей постоянным напряжением с большим или меньшим значением, чем уровень первичного источника. Сущность изобретения заключается в том, что один вывод индуктивности соединен с первым входным зажимом, другой - с входным ключом и диодом, другой вывод входного ключа соединен со вторым входным зажимом и емкостью, другой вывод диода соединен с другим выводом емкости, один вывод емкости соединен с первым выходным зажимом, другой - с выходным ключом, другой вывод которого соединен со вторым выходным зажимом. Технический результат - расширение области применения. 1 ил.

Изобретение относится к области систем электропитания и может быть использовано для электроснабжения потребителей постоянным напряжением с большим или меньшим значением, чем уровень первичного источника, в частности для получения высокого напряжения от низковольтных источников типа аккумуляторов, батарей и подобных.

Известен повышающий преобразователь постоянного напряжения, который подробно рассмотрен в литературе, например: Северне Р., Блум Г. Импульсные преобразователи постоянного напряжения для систем вторичного электропитания // пер. с англ. под ред. Л.Е.Смольникова. - М.: Энергоатомиздат, 1988, стр. 14; Четти П. Проектирование ключевых источников электропитания // пер. с англ. - М. : Энергоатомиздат, 1990, стр.15; Поликарпов А. Г., Сергиенко Е.Ф. Импульсные регуляторы и преобразователи постоянного напряжения. - М.: изд-во МЭИ, 1998, стр. 5.

Недостатком преобразователя является то, что в зависимости от скважности и нагрузки он может работать в двух режимах - непрерывного и прерывистого тока индуктивности. В этих режимах статические и динамические свойства преобразователя качественно различаются, поэтому для данного преобразователя трудно создать систему регулирования, работающую с одинаковой эффективностью в обоих режимах.

Задачами настоящего изобретения является устранение указанного недостатка и расширение функциональных возможностей преобразователя.

Для решения поставленных задач повышающий преобразователь постоянного напряжения имеет два входных и два выходных зажима для соединения соответственно с источником напряжения и нагрузкой и содержит входной управляемый ключ, индуктивность, диод и емкость, один вывод индуктивности соединен с первым входным зажимом, другой - с входным ключом и диодом, другой вывод входного ключа соединен со вторым входным зажимом и емкостью, другой вывод диода соединен с другим выводом емкости, один вывод емкости соединен с первым выходным зажимом, другой - с выходным ключом, другой вывод которого соединен со вторым выходным зажимом.

Существо изобретения поясняется на чертеже. Схема преобразователя содержит два входных зажима 1 и 2, два выходных - 3 и 4, входной 5 и выходной 6 управляемые ключи, индуктивность 7, диод 8 и емкость 9. Один вывод индуктивности 7 соединен с входным зажимом 1, второй - с входным ключом 5 и диодом 8, другой вывод входного ключа 5 соединен с входным зажимом 2 и емкостью 9, другой вывод диода 8 соединен со вторым выводом емкости 9, один из выводов емкости 9 соединен с выходным зажимом 4, второй - с выходным ключом 6, другой вывод которого соединен с выходным зажимом 3.

Работа схемы происходит следующим образом. При замыкании входного ключа 5 происходит заряд индуктивности 7, при его размыкании включается диод 8 и начинается колебательный заряд емкости 9, завершающийся в момент выключения диода при уменьшении тока до нуля. В этот момент или позже замыкается выходной ключ 6 и начинается процесс передачи энергии в нагрузку, завершающийся размыканием обоих ключей. На каждом интервале периодичности ток индуктивности становится равным нулю, такой режим является прерывистым, параметры индуктивности, емкости и частоты преобразования выбираются так, чтобы данный режим сохранялся независимо от скважности и нагрузки. В итоге предлагаемый преобразователь работает только в одном режиме, что отвечает одной из поставленных задач.

За каждый интервал от индуктивности к емкости передается постоянная доза энергии, поэтому напряжение на емкости и нагрузке в переходном процессе изменяется до тех пор, пока передаваемая от источника к преобразователю мощность не станет равной мощности, потребляемой нагрузкой. При регулировании интервала замкнутого состояния выходного ключа среднее напряжение на нагрузке в установившемся режиме не меняется, так как оно определяется отношением мощности к интервалу периодичности, значения которых постоянны. Следовательно, преобразователь можно использовать для генерации высоковольтных импульсов напряжения с неизменным или регулируемым средним значением, чего нельзя достичь без выходного ключа. Таким образом, наличие выходного ключа расширяет функциональные возможности преобразователя.

Формула изобретения

Повышающий преобразователь постоянного напряжения, имеющий два входных и два выходных зажима для соединения соответственно с источником напряжения и нагрузкой, содержащий входной управляемый ключ, индуктивность, диод и емкость, один вывод индуктивности соединен с первым входным зажимом, другой - с входным ключом и диодом, другой вывод входного ключа соединен со вторым входным зажимом и емкостью, другой вывод диода соединен с другим выводом емкости, отличающийся тем, что один вывод емкости соединен с первым выходным зажимом, другой - с выходным ключом, другой вывод которого соединен со вторым выходным зажимом.

РИСУНКИ

Рисунок 1