Высокочастотный преобразователь


 


Владельцы патента RU 2498489:

Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" (RU)

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к преобразователям с высоким входным напряжением, преобразующим постоянное напряжение в постоянное и может быть использовано в системах электропитания устройств радиотехники, автоматики и вычислительной техники. Технический результат заключается в улучшении массогабаритных показателей преобразователя, увеличении его КПД, повышении надежности, а также в расширении области его применения. Для этого заявленное устройство состоит из схемы управления и силовой цепи, включающей в себя импульсный трансформатор, МДП-транзистор, два диода, дроссель и конденсатор фильтра, а также цепь из последовательно включенных размагничивающего резистора и дополнительного конденсатора, введены дополнительные дроссель и диод, при этом первичная обмотка импульсного трансформатора преобразователя через переход сток-исток МДП-транзистора подключена к входу преобразователя, а вторичная обмотка через диод и индуктивно-емкостной фильтр, подключена к выходу преобразователя, вторичная обмотка импульсного трансформатора шунтирована размагничивающей цепью, состоящей из последовательно соединенных резистора и конденсатора, и дополнительным дросселем, при этом резистор размагничивающей цепи шунтирован дополнительным диодом. 1 ил.

 

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к преобразователям с высоким входным напряжением, преобразующим постоянное напряжение в постоянное, и может быть использовано в системах электропитания устройств радиотехники, автоматики и вычислительной техники.

В настоящее время развитие преобразователей электрической энергии - основных узлов источников вторичного электропитания - идет по пути миниатюризации, повышения КПД и надежности.

Существует множество известных схемных решений источников вторичного электропитания на основе однотактного прямоходового преобразователя напряжения, например, источник вторичного электропитания «классического» типа (В.Ланцов, С.Эраносян, Импульсные источники вторичного электропитания с универсальным входом, журнал «Современная электроника», №7, 2007, стр.38-43, рис.3).

Недостатком данной схемы является то, что перемагничивание магнитопровода импульсного трансформатора происходит по частному циклу. Ток намагничивания трансформатора протекает в одном направлении, а именно, от начала первичной обмотки к ее концу. Такой способ перемагничивания обуславливает увеличение площади сечения магнитопровода и количества витков силовых обмоток трансформатора, что, в конечном итоге, приводит к увеличению массы и габаритов импульсного трансформатора, а также к снижению его КПД.

Известен также однотактный прямоходовой преобразователь (А. Гончаров, Начальная школа построения импульсных DC/DC-преобразователей, журнал Электронные компоненты №6, 2002, стр.106-111, №7, 2002, стр.119-122, №1, 2003, стр.97-100), состоящий из схемы управления и силовой цепи, включающей в себя импульсный трансформатор с тремя обмотками (первичная, рекуперирующая и вторичная), ключ (МДП-транзистор, шунтированный последовательно включенными резистором и конденсатором), а также два диода, дроссель и конденсатор фильтра.

Недостатками схемы данного преобразователя являются ограниченная область его применения, большие масса и габариты, низкий КПД.

На высоких частотах (более 100 кГц) очень трудно обеспечить хорошую магнитную связь между первичной и рекуперирующей обмотками трансформатора, для этого необходимо наматывать эти обмотки одновременно. Это может вызывать пробой между ними, для исключения которого применяют значительный слой изоляции, что, в свою очередь, приводит к увеличению массы и габаритов преобразователя.

Кроме того, введение в схему преобразователя дополнительной обмотки приводит к увеличению индуктивности рассеяния, накопленной в ней энергии и росту превышения напряжения на стоке МДП-транзистора при его выключении. Этот факт увеличивает риск выхода из строя транзистора, что вызывает необходимость либо использовать в данной схеме приборы с уникальными свойствами по быстродействию, перегрузочной способности, стойкости к вторичному пробою, либо вводить две защитные цепи: первая RCD-цепь - шунтирует первичную обмотку трансформатора, вторая RC-цепь - шунтирует МДП-транзистор. Отмеченные особенности ограничивают область применения данной схемы преобразователя.

Кроме того, на резисторах защитных цепей будет рассеиваться значительная мощность, т.е. КПД преобразователя снижается.

Наиболее близким по технической сущности, т.е. прототипом, заявляемого изобретения, является высокочастотный преобразователь (патент на полезную модель, №87843, РФ, H02M 3/335, опубл. бюл. №29, 2009 г.), состоящий из схемы управления и силовой цепи, включающей в себя МДП-транзистор, импульсный трансформатор с дополнительным отводом вторичной обмотки, два диода, конденсатор и дроссель фильтра, гасящий резистор, p-n-p-транзистор и цепь, состоящую из последовательно включенных размагничивающего резистора и дополнительного конденсатора. При этом начало первичной обмотки импульсного трансформатора подключено к первой входной клемме, а конец первичной обмотки соединен со стоком МДП-транзистора, исток которого подключен ко второй входной клемме и первому выводу схемы управления. Второй вывод схемы управления соединен с базой p-n-p транзистора и, через гасящий резистор, с затвором МДП-транзистора и эмиттером p-n-p транзистора, коллектор которого подключен к истоку МДП-транзистора.

К началу вторичной обмотки импульсного трансформатора подключен анод первого диода, катод которого соединен с катодом второго диода и с первым выводом дросселя, второй вывод дросселя соединен с положительной обкладкой конденсатора фильтра и с первой выходной клеммой. Отрицательная обкладка конденсатора фильтра соединена со второй выходной клеммой и дополнительным отводом вторичной обмотки импульсного трансформатора, а конец вторичной обмотки импульсного трансформатора соединен с анодом второго диода. Первый вывод размагничивающего резистора подключен к началу вторичной обмотки импульсного трансформатора, второй вывод размагничивающего резистора подключен к первому выводу дополнительного конденсатора, второй вывод которого соединен с дополнительным отводом вторичной обмотки импульсного трансформатора. Магнитопровод импульсного трансформатора выполнен из аморфного сплава.

Недостатками данного преобразователя являются ограниченная область его применения, невысокая надежность, а также низкий КПД, при достаточно больших массе и габаритах.

Это связано с тем, что магнитопровод трансформатора имеет большой разброс по магнитной проницаемости.

При большой индуктивности намагничивания по обмотке трансформатора протекает малый ток намагничивания. Перезаряд конденсатора цепи, шунтирующей вторичную обмотку трансформатора в данной схеме, происходит довольно долго. Поэтому, до начала формирования следующего импульса, трансформатор не успевает перемагнититься. По его первичной обмотке протекает постоянный ток, что вызывает насыщение магнитопровода. При значительном насыщении магнитопровода трансформатора, включение МДП-транзистора приводит к выходу его из строя.

Для устранения эффекта насыщения в схемотехнике применяют магнитопроводы с небольшой крутизной кривой намагничивания. Такие магнитопроводы обладают малой магнитной проницаемостью, а трансформаторы с такими магнитопроводами - малой индуктивностью намагничивания. Поэтому для получения требуемого тока намагничивания необходимо увеличение числа витков обмоток трансформатора, что, в свою очередь, приводит к увеличению его массы и габаритов.

При малой индуктивности намагничивания ток намагничивания и энергия, накапливаемая в ней, имеют большие значения. Перезаряд конденсатора цепи, шунтирующей вторичную обмотку трансформатора, происходит быстро, напряжение на конденсаторе, а также напряжение, приложенное к выводам сток-исток МДП-транзистора, при его выключенном состоянии, достигают большой величины. Это приводит к выходу МДП-транзистора из строя.

Технический результат изобретения - улучшение массогабаритных показателей преобразователя, увеличение его КПД, повышение надежности, а также, расширение области его применения.

Технический результат достигается тем, что в высокочастотный преобразователь, взятый за прототип, и состоящий из схемы управления и силовой цепи, включающей в себя импульсный трансформатор, МДП-транзистор, два диода, дроссель и конденсатор фильтра, а также цепь из последовательно включенных размагничивающего резистора и дополнительного конденсатора, введены дополнительные дроссель и диод. При этом начало первичной обмотки импульсного трансформатора подключено к первой входной клемме преобразователя, а ее конец, через переход сток-исток МДП-транзистора, ко второй входной клемме преобразователя. Вторичная обмотка импульсного трансформатора своим началом подключена к аноду первого диода, катод которого соединен с катодом второго диода и с первым выводом дросселя фильтра, второй вывод которого соединен с положительной обкладкой конденсатора фильтра и с первой выходной клеммой преобразователя. Отрицательная же обкладка конденсатора фильтра соединена со второй выходной клеммой преобразователя и концом вторичной обмотки импульсного трансформатора. Кроме того, конец вторичной обмотки импульсного трансформатора соединен с анодом второго диода и вторым выводом дополнительного конденсатора. Первый вывод дополнительного конденсатора подключен ко второму выводу размагничивающего резистора, первый вывод которого подключен к началу вторичной обмотки трансформатора. При этом, первый вывод вновь введенного дополнительного дросселя подключен к началу вторичной обмотки импульсного трансформатора, а его второй вывод - к концу вторичной обмотки трансформатора. Катод, вновь введенного дополнительного диода, соединен с первым выводом размагничивающего резистора, а его анод подключен к точке соединения размагничивающего резистора и дополнительного конденсатора. Магнитопровод импульсного трансформатора выполнен из аморфного сплава.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого высокочастотного преобразователя, где приняты следующие обозначения:

1, 2 - первая и вторая входные клеммы;

3 - схема управления;

4 - МДП-транзистор;

5 - импульсный трансформатор;

6 - дополнительный дроссель;

7 - размагничивающий резистор;

8 - дополнительный конденсатор;

9 - дополнительный диод;

10, 11 - диоды;

12 - дроссель фильтра;

13 - конденсатор фильтра;

14, 15 - первая и вторая выходные клеммы.

Высокочастотный преобразователь состоит из схемы управления 3 и силовой цепи, включающей в себя МДП-транзистор 4, импульсный трансформатор 5, выпрямитель, состоящий из диодов 10, 11, фильтра, образованного дросселем 12 и конденсатором 13. В состав преобразователя также входят дополнительный дроссель 6, размагничивающий резистор 7, дополнительный конденсатор 8 и дополнительный диод 9, которые образуют цепь перемагничивания импульсного трансформатора 5.

При этом начало первичной обмотки импульсного трансформатора 5 подключено к входной клемме 1, а конец первичной обмотки соединен со стоком МДП-транзистора 4, исток которого подключен к входной клемме 2, а затвор - к схеме управления. К началу вторичной обмотки импульсного трансформатора 5 подключен анод диода 10, катод которого соединен с катодом диода 11 и первым выводом дросселя 12 фильтра. Второй вывод дросселя 12 фильтра соединен с положительной обкладкой конденсатора фильтра 13 и с выходной клеммой 14. Отрицательная обкладка конденсатора 13 фильтра соединена с выходной клеммой 15, с концом вторичной обмотки импульсного трансформатора 5 и анодом диода 11. Первый вывод размагничивающего резистора 7 подключен к началу вторичной обмотки импульсного трансформатора 5, а второй вывод размагничивающего резистора 7 подключен к первому выводу дополнительного конденсатора 8, второй вывод которого соединен с концом вторичной обмотки импульсного трансформатора 5. Дополнительный дроссель 6 соединен первым своим выводом с началом вторичной обмотки импульсного трансформатора 5, а вторым выводом - с концом вторичной обмотки импульсного трансформатора 5.

Кроме того, схема высокочастотного преобразователя охвачена обратной связью по напряжению и по току (не показаны).

Высокочастотный преобразователь работает следующим образом.

При наличии входного напряжения UВХ на клеммах 1, 2 и подаче схемой управления 3 положительного импульса на затвор МДП-транзистора 4, он открывается. Начинает протекать ток по цепи: клемма 1, первичная обмотка импульсного трансформатора 5, сток-исток МДП-транзистора 4, клемма 2.

К первичной обмотке импульсного трансформатора 5 прикладывается напряжение, которое трансформируется во вторичную его обмотку. Начинает протекать ток по цепи: начало вторичной обмотки импульсного трансформатора 5, диод 10, дроссель 12 фильтра, клемма 14, нагрузка (на фигуре не показана), клемма 15, конец вторичной обмотки импульсного трансформатора 5. Одновременно протекает ток и по цепи: начало вторичной обмотки импульсного трансформатора 5, размагничивающий резистор 7, дополнительный конденсатор 8, конец вторичной обмотки импульсного трансформатора 5. Кроме того, протекает ток еще и по цепи: начало вторичной обмотки импульсного трансформатора 5, дополнительный дроссель 6, конец вторичной обмотки трансформатора 5.

Размагничивающий резистор 7, ограничивает ток перехода сток-исток МДП-транзистора 4, а дополнительный конденсатор 8 уменьшает скорость изменения напряжения на первичной и вторичной обмотках импульсного трансформатора 5, что в свою очередь, приводит к уменьшению радиопомех.

При прекращении импульса, подаваемого на затвор МДП-транзистора 4 схемой управления 3, он выключается. Однако, при выключении МДП-транзистора 4, ток через нагрузку не прекращается, он поддерживается за счет энергии, запасенной в дросселе 12 фильтра, и протекает по цепи: дроссель 12 фильтра, клемма 14, нагрузка (на фигуре не показана), клемма 15, дополнительный конденсатор 8, дополнительный диод 9, диод 10, дроссель 12 фильтра. При этом диод 11 закрыт напряжением дополнительного конденсатора 8, а энергия, накопленная в конденсаторе 8, выводится в цепь нагрузки. Конденсатор 13 фильтра обеспечивает требуемые пульсации напряжения на нагрузке.

Суммарный ток индуктивности намагничивания импульсного трансформатора 5 и дополнительного дросселя 6, протекает по цепи: конец вторичной обмотки импульсного трансформатора 5, второй вывод дополнительного дросселя 6, дополнительный конденсатор 8, дополнительный диод 9, начало вторичной обмотки импульсного трансформатора 5 и первый вывод дополнительного дросселя 6.

Дополнительный конденсатор 8, разряжаясь (его напряжения снижается до нуля), отпирает диод 11, при этом диод 10 запирается. При этом ток нагрузки начинает протекать по цепи: катод диода 11, дроссель 12 фильтра, клемма 14, нагрузка (на фигуре не показана), клемма 15, анод диода 11.

Дополнительный конденсатор 8 начинает вновь заряжаться суммарным током индуктивности намагничивания импульсного трансформатора 5 и дополнительного дросселя 6, но в обратной полярности, по цепи: конец вторичной обмотки импульсного трансформатора 5 и второй вывод дополнительного дросселя 6, дополнительный конденсатор 8, дополнительный диод 9, начало вторичной обмотки импульсного трансформатора 5 и первый вывод дополнительного дросселя 6. При этом диод 10 закрыт обратным напряжением дополнительного конденсатора 8, которое прикладывается к нему через диод 11.

Процесс в этом контуре носит колебательный характер, а именно, начиная с момента, когда напряжение дополнительного конденсатора 8 достигает максимального значения, суммарный ток намагничивания импульсного трансформатора 5 и дополнительного дросселя 6 становится равным нулю, а затем меняет свое направление и протекает по цепи: дополнительный конденсатор 8, параллельно соединенные вторичная обмотка импульсного трансформатора 5 и дополнительного дросселя 6, размагничивающий резистор 7. Дополнительный конденсатор 8 разряжается (напряжение конденсатора 8 достигает нуля к моменту очередного отпирания транзистора 4). При этом суммарный ток намагничивания трансформатора 5 и дросселя 6, с учетом малой величины этого тока и потерь в контуре перезаряда, принимает то же значение, которое он имел в момент выключения транзистора 4.

Цепь обратной связи по напряжению обеспечивает стабильность выходного напряжения (UВХ) в заданных пределах при изменении входного напряжения (UВХ) и тока нагрузки за счет широтно-импульсной модуляции напряжения первичной обмотки трансформатора 5 (обратная связь по напряжению обеспечивается тем, что на схему управления подается напряжение с выходных клемм).

Цепь обратной связи по току ограничивает ток дросселя 12 фильтра при пуске, а также ограничивает ток нагрузки при перегрузке и коротком замыкании (обратная связь по току обеспечивается трансформатором тока, первичная обмотка которого включается в цепь истока МДП-транзистора, а вторичная обмотка трансформатора тока подключена к схеме управления).

Введение в схему преобразователя дополнительного дросселя 6 обеспечивает размагничивание трансформатора 5 через его вторичную обмотку до момента начала формирования следующего импульса. Тем самым, исключается возможность насыщения трансформатора 5, т.е. увеличивается надежность работы преобразователя.

Кроме того, наличие дополнительного дросселя 6 позволяет получить минимальное напряжение на первичной обмотке трансформатора 5 при выключенном МДП-транзисторе 4 и, следовательно, минимальное напряжение на его переходе сток-исток, тем самым исключить возможность выхода из строя МДП-транзистора, а в целом, расширить область применения рассматриваемого преобразователя и повысить надежность его работы.

Введение в предлагаемую схему преобразователя дополнительного диода 9 позволяет уменьшить мощность, рассеиваемую на резисторе 7, тем самым увеличить КПД преобразователя. Кроме того, обеспечивается работа трансформатора 5 по полному симметричному циклу перемагничивания. В данном преобразователе нет необходимости в дополнительной вторичной обмотке (дополнительном выводе). Это, в свою очередь, позволяет уменьшить количество витков обмоток трансформатора и площадь сечения магнитопровода трансформатора 5, т.е. уменьшить массу и габариты преобразователя и повысить его КПД.

Наличие дополнительного конденсатора 8 также обеспечивает уменьшение коммутационных перенапряжений, возникающих при включении МДП-транзистора 4, вызванных энергией, запасенной в индуктивности рассеяния, и уменьшает уровень радиопомех.

Согласно предлагаемому решению на предприятии были изготовлены высокочастотные преобразователи с входным напряжением 500 В (380 В), выходным напряжением 27…28 В, мощностью до 150 Вт и частотой преобразования энергии 100 кГц, которые используются для электропитания радиоэлектронной аппаратуры и емкостных накопителей с импульсной нагрузкой.

Высокочастотный преобразователь, состоящий из схемы управления и силовой цепи, включающей в себя импульсный трансформатор, МДП-транзистор, два диода, дроссель и конденсатор фильтра, а также цепь из последовательно включенных размагничивающего резистора и дополнительного конденсатора, при этом начало первичной обмотки импульсного трансформатора подключено к первой входной клемме преобразователя, а ее конец через переход сток-исток МДП-транзистора ко второй входной клемме преобразователя, вторичная обмотка импульсного трансформатора своим началом подключена к аноду первого диода, катод которого соединен с катодом второго диода и с первым выводом дросселя фильтра, второй вывод которого соединен с положительной обкладкой конденсатора фильтра и с первой выходной клеммой преобразователя, отрицательная же обкладка конденсатора фильтра соединена со второй выходной клеммой преобразователя и концом вторичной обмотки импульсного трансформатора, кроме того, конец вторичной обмотки импульсного трансформатора соединен с анодом второго диода и вторым выводом дополнительного конденсатора, первый вывод которого подключен ко второму выводу размагничивающего резистора, первый вывод которого подключен к началу вторичной обмотки трансформатора, кроме того, магнитопровод импульсного трансформатора выполнен из аморфного сплава, отличающийся тем, что введены дополнительные дроссель и диод, при этом первый вывод дополнительного дросселя подключен к началу вторичной обмотки импульсного трансформатора, а его второй вывод - к концу вторичной обмотки трансформатора, а катод дополнительного диода соединен с первым выводом размагничивающего резистора, а его анод подключен к точке соединения размагничивающего резистора и дополнительного конденсатора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в источниках вторичного электропитания устройств радиотехники, автоматики и вычислительной техники.

Изобретение относится к устройствам преобразования электрической энергии и предназначено для использования в качестве вторичного источника питания электронных устройств или зарядного устройства.

Изобретение относится к области построения систем автоматического управления. .

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках питания. .

Изобретение относится к однотактным импульсным устройствам преобразования электрической энергии с трансформаторной нагрузкой. .

Изобретение относится к области силовой электроники. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для электропитания низкочастотной импульсной периодической нагрузки и позволяет получить технический результат - устранить модуляцию входного тока потребления от электросети и обеспечить высокий коэффициент мощности.

Изобретение относится к сокращению потребления электроэнергии. .

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропитания радиолокационных станций, устройств радиотехники, автоматики и вычислительной техники. Техническим результатом является улучшение эксплуатационных характеристик преобразователя, снижение массогабаритных показателей, увеличение КПД, повышение надежности, а также расширение области его применения за счет исключения постоянной составляющей магнитного потока в силовом трансформаторе. Стабилизированный квазирезонансный преобразователь содержит два последовательно соединенных зарядных МДП-транзистора, два последовательно соединенных рекуперирующих диода, два последовательно соединенных конденсатора, последовательно соединенные резонансные конденсатор и дроссель, силовой трансформатор, два выпрямителя, два делителя напряжения, конденсатор фильтра, резистор нагрузки, модулирующий МДП-транзистор, два однотактных ШИМ-контроллера, два управляющих трансформатора, времязадающую «RC»-цепь, эмиттерный повторитель, две дифференцирующие «RC»-цепи. В него введены измерительная обмотка силового трансформатора, второй модулирующий МДП-транзистор, два однотактных ШИМ-контроллера, три времязадающие «RC»-цепи, две дифференцирующие «RC»-цепи, второй эмиттерный повторитель, два сумматора, интегратор, фильтр, генератор тактовых импульсов, триггер, два логических элемента «И» с соответствующими связями. 1ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразователях постоянного напряжения в переменное - инвертора-хм и регулятора-хм напряжения автономных систем электропитания и электроприводов перспективных авиакосмических летательных аппаратов с преимущественно или полностью электрифицированным приводным оборудованием. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей - получение выходного напряжения с произвольно задаваемой периодически-непрерывной формой, в частности синусоидального. В способе импульсного преобразования постоянного напряжения энергию от источника питания постоянного тока непрерывно передают непосредственно подключенной к нему двухконденсаторной емкостной стойке. Путем импульсного управления двумя регулируемыми ключами на первом этапе каждого периода высокочастотного периодического процесса дозирования осуществляют накопление энергии в дозирующем дросселе, подключая его к одному из двух конденсаторов стойки через замкнутый один из двух регулирующих ключей при разомкнутом другом ключе. На втором этапе энергию, накопленную на первом этапе, передают в другой конденсатор стойки при разомкнутых состояниях обоих ключей от дозирующего дросселя через один из двух выпрямительных диодов. Энергию, накапливаемую в конденсаторах стойки и в дозирующем дросселе, и энергию источника питания непрерывно передают в нагрузку переменного тока по двунаправленной цепи между средними выводами источника питания и емкостной стойки, периодически изменяя величину и полярность напряжения нагрузки на чередующихся полупериодах низкочастотного периодического процесса. На этапах длительности каждого его периода при нарастании напряжения нагрузки энергию, накопленную в первом конденсаторе емкостной стойки и источника питания, дозированно передают во второй конденсатор и в нагрузку. На этапах длительности того же периода при спадании напряжения нагрузки или при его неизменности энергию из второго конденсатора стойки и источника питания дозированно передают в первый конденсатор и в нагрузку.2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления резонансным преобразователем мощности. Техническим результатом является уменьшение флуктуаций на выходе резонансного преобразователя мощности. В способе для управления переключающим устройством (260) резонансный контур (350) обеспечивают напряжением (Uwr) переключения для генерации резонансного тока (Ires), чтобы обеспечить необходимую выходную мощность (rP) на выходе резонансного преобразователя (100) мощности. Устройство приспособлено для выполнения способа для управления переключающим устройством. Кроме того, резонансный преобразователь мощности содержит управляющее устройство для выполнения способа управления. 3 н и 15 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к электропреобразовательной технике и может использоваться во вторичных источниках электропитания. Техническим результатом предлагаемого решения является снижение максимальных значений токов и установленной мощности силовых элементов преобразователя, повышение КПД и надежности преобразователя. Сущность способа заключается в том, что при формировании относительной длительности открытого и закрытого состояния силового электронного ключа открывание ключа производят в момент окончания размагничивания магнитопровода выходного трансформатора. Устройства, реализующие способ, содержат в тракте управления преобразователя слаботочный управляющий ключ, на управляемый вход которого подается дискретный сигнал обратной связи по току размагничивания сердечника выходного трансформатора непосредственно с первичной (по второму варианту - с размагничивающей) обмотки трансформатора, запрещающий открывание силового ключа до окончания размагничивания сердечника. 3 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Магнитный интегральный симметричный конвертер с интегральной функцией трансформатора и индуктора включает в себя: интегральный магнитный элемент, имеющий магнитный сердечник с тремя магнитными колоннами, включающий в себя, по меньшей мере, три обмотки (Np, NS1, NS2) и, по меньшей мере, один воздушный зазор для накопления энергии, где первичная (Np) обмотка и первая вторичная (NS1) обмотка - обе намотаны вокруг первой магнитной колонны или обе намотаны вокруг второй магнитной колонны и третьей магнитной колонны, а вторая вторичная обмотка (NS2) намотана вокруг второй магнитной колонны, и полный выходной ток течет по второй вторичной обмотке (NS2); симметрично работающая инвертирующая схема с двумя выводами, воздействующая на первичную обмотку (Np); и группа синхронных выпрямителей (SR1, SR2), управляющие сигналы электродов затвора которых и управляющие сигналы электродов затвора группы диодов переключателя электропитания (S1, S2) симметрично работающей инвертирующей схемы с двумя выводами дополняют друг друга. Магнитный интегральный симметричный конвертер может снижать потери на обмотки и индуктивность рассеяния стороны первичной обмотки и стороны вторичной обмотки с достижением таким образом технического результата - высокоэффективного преобразования энергии. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в импульсных источниках вторичного электропитания (ИВЭ) в качестве схемы обеспечения работы нескольких ИВЭ, соединенных параллельно на общую нагрузку. Технический результат заключается в обеспечении работы ИВЭ в параллельном режиме при различных источниках входного напряжения. Для этого заявленное устройство содержит: по крайней мере, один силовой ключ, на один вывод которого подано входное напряжение, другой вывод подключен к входу трансформаторно-выпрямительного узла, на выходе которого вырабатывается выходное напряжение, поступающее на один вход делителя напряжения и далее через устройство сравнения на сумматор, в котором складывается с сигналом первого датчика тока, включенного в цепи силового ключа, и попадает на вход узла управления, включающего в себя широтно-импульсный модулятор и компаратор тока, где вырабатывается управляющий сигнал, поступающий на третий вывод силового ключа, причем трансформаторно-выпрямительный узел содержит второй датчик тока, с выхода которого сигнал о выходном токе поступает на один вход узла параллельной работы, другой вход связан с выводом «ПАРАЛ», соединяемым при параллельной работе ИВЭ, а выход связан с другим входом делителя напряжения. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в импульсных источниках вторичного электропитания, а именно в обратноходовых преобразователях напряжения, в качестве схемы ограничения перенапряжения на силовом диоде, возникающего в процессе коммутации. Технический результат - повышение КПД преобразователя за счет уменьшения потерь в демпфирующих цепях и регенерации энергии, запасенной в демпфере, в нагрузку. Обратноходовый преобразователь напряжения, содержит: разделительный трансформатор, образующий первичную цепь, содержащую первичную обмотку трансформатора (Т1) и ключевой элемент (VT1) и вторичную цепь, содержащую вторичную обмотку трансформатора силовой диод (VD1), выходной конденсатор (Cout), нагрузку (Rn), демпфирующую цепь, состоящую из диода (VDsn), катодом подключенного к аноду силового диода (VD1), а анодом - к одному выводу резистора (Rsn), другим выводом резистор подключен к минусовой шине, конденсатор (Csn), одной обкладкой подключенный к катоду силового диода (VD1), а другой - между диодом (VDsn) и резистором (Rsn). Введение демпферной цепи, состоящей из незначительного количества пассивных компонентов, позволяет увеличить КПД преобразователя и уменьшить габариты. 3 ил.

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к высокочастотным преобразователям постоянного напряжения в постоянное напряжение повышенной мощности с гальванической развязкой цепей, и может быть использовано в электрических схемах источников питания постоянного тока различного назначения. Технический результат заключается в повышении КПД, позволяет обеспечить коммутацию транзисторов практически при нуле тока, тем самым многократно снизить динамические потери на транзисторах преобразователя. Для этого заявленное устройство содержит блок управления и трансформатор, первичная обмотка которого подключена в средние точки двух диагоналей транзисторного моста, каждая из которых образована двумя последовательно включенными транзисторами, а вторичная обмотка трансформатора подключена к нагрузке через выпрямительные диоды и выходной конденсатор, согласно заявленному решению он дополнительно содержит две транзисторные диагонали, каждая из которых состоит из двух транзисторов, и дополнительный трансформатор, первичная обмотка которого включена в средние точки дополнительных транзисторных диагоналей, а вторичная обмотка через дополнительные выпрямительные диоды подключена к выходному конденсатору и к нагрузке, при этом блок управления выполнен обеспечивающим формирование четырех последовательностей импульсов с частичным наложением во времени одного на два соседних импульса. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в повышении стабильности выходного напряжения на нагрузке в более широком диапазоне входных напряжений и температур окружающей среды, а также обеспечении защиты от тока короткого замыкания в нагрузке как полевого переключающего транзистора с каналом n-типа, так и источника постоянного напряжения. Для этого заявленное устройство содержит источник постоянного напряжения, стабилизатор напряжения, триггер Шмитта, интегрирующую RC-цепь, ключ, импульсный трансформатор, первый и второй дифференциальные компараторы напряжения (ДКН), выпрямитель и фильтр, подключенные к соответствующей нагрузке, первая и вторая параллельные RC-цепи, с первого по третий конденсаторы, с первого по шестой диоды, с первого по шестой резисторы и клемму напряжения ограничения, при этом ключ выполнен на логическом элементе НЕ, выход которого является входом ключа, а выход соединен с затвором переключающего МОП-транзистора с n-каналом, сток которого является первым выходом ключа, а исток - вторым выходом ключа, при этом импульсный трансформатор включает первичную обмотку, n первых вторичных обмоток, где n=1, 2…, и вторую вторичную обмотку. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления электрическими дизель-генераторами, в частности, в управлении электромагнитным регулятором подачи топлива. Техническим результатом изобретения является повышение быстродействия и точности формирования тока за счет дополнения способа быстродействующей обратной связью в цепи регулирования тока. Технический результат достигается тем, что способ основан на методе с использованием частотно-импульсной модуляции сигнала управления инвертором, заключающийся в том, что измеряемое текущее значение стабилизируемого тока сравнивают усилителем рассогласования с заданной величиной требуемого тока, устанавливаемого микроконтроллером при помощи встроенного в него цифро-аналогового преобразователя, и устанавливают требуемую частоту следования импульсов при помощи генератора, управляемого усилителем рассогласования, для управления инвертором, при этом фиксируемая длительность импульса определяется формирователем импульса, который запускается в начале каждого периода частоты генератора.1ил.
Наверх