Преобразователь постоянного напряжения в постоянное

 

Сеюз Советскнк

Соцнелнстнческнк

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.11.77 (21) 2548594/24-07 (1)М. КЛ.

2 с присоединением заявки Но

Н 02 М .3/135 (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий

Опубликовано 300680. Бюллетень Й924

Дата опубликования описания 300680 (53) УДК 621. 314. .5(088.8) ,72) Авторы изобретения

Б. A. Багинский и Е. В. Ярославцев

Томский ордена Октябрьской Революции и ордена

Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. И. Кирова (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к преобра- . зовательной технике и может быть использовано для преобразования постоянного напряжения одной величины в постоянное напряжение другой величины. 5

Известен преобразователь, который содержит включенные последовательно прерыватель и индуктивно-емкостный фильтр j1) .

Известен также преобразователь, 1О в котором последовательно между входными выводами включены прерыватель и накопительный дроссель, который связан через разделительный диод с фильтровым конденсатором и выход- 15 ными выводами j2) .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь, содержащий прерыватель, накопительный дроссель, раз- 2О делительный диод и фильтровой конденсатор, причем накопительный дроссель выполнен двухобмоточным, первичная обмотка дросселя связана через прерыватель с входными выводами, а 25 вторичная через разделительный диодс выходными 13 .

Недостатком такого преобразователя является относительно небольщой диапазон регулирования выходно- 30 го напряжения и низкие динамические характеристики схемы.

Небольшой диапазон регулирования выходного напряжения объясняется or - . раниченными регулировочными возможностями,поскольку при постоянном

Коэффициенте трансформации между обмотками накопительного дросселя регулирование выходного напряжения осуществляется лишь путем изменения скважности работы прерывателя. Низкие цинамическне характеристики обусловлены невозможностью внешнего влияния на процессы, происходящие в схеме во время паузы, т. е. когда прерыватель находится в разомкнутом состоянии.

Цель изобретения — расширение диапазона регулирования выходного напряжения и улучшение динамических характеристик устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе постоянного напряжения в постоянное, содержащем включенные последовательно между входными выводами прерыватель и первичную обмотку накопительного дросселя, ко вторичной обмотке которого через разделительный диод подключен фильтровой конденсатор, соединенный

744868 с выходными выводами, накопительный дроссель выполнен, по крайней мере, с двумя дополнительными обмотками, первая из которых через первый дополнительный тиристор подключена параллельно прерынателю, а вторая через ьторой дополнительный тиристор — параллельно разделительному диоду.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема *реобразователя; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу. 1О

Схема включает источник 1 питания, прерыватель 2„ накопительный дроссель

3, разделительный диод 4, фильтровый конденсатор 5, нагрузку 6, дополнительные тиристоры 7 и 8. 15

Преобразователь работает следующим образом.

В установившемся режиме до момента времени и прерыватель 2 и дополнительный тиристор 7 заперты, а до- )О полнительный тиристор 8 отперт. Полярность напряжения на обмотках дросселя 3 соответствует показанной в скобках (см. фиг. 1; дроссель отдает запасенную в предыдущем цикле энергию}, ток дросселя замыкается через тиристор 8, обмотку И, + Ы, параллельно соединенные фильтровой конденсатор 5 и нагрузку 6. Разделительный диод 4 заперт обратным напряжением с обмотки М дросселя 3.

В момент времени йз о. ïèðàåòcÿ тиристор 7, к обмотке Ч прикладывается напряжение Е источника питания. Полярность напряжения на обмотках дросселя 3 меняется на противо- )5 положную (на фиг. 1 без скобок) и тиристор 8 запирается. Ток дросселя переходит н первичную цепь, дроссель накапливает энергию, поступающую от источника 1 питания. Ток нагруэ- щ ки поддерживается разрядным током фильтроного конденсатора 5.

К прерывателю 2 в прямом направлении приложено напряжение

Mg о„ 45

2 +

B момент времени t„ (фиг. 2) прерыватель 2 отпирается и напряжение

Е источника 1 питания прикладываетСя к обмотке У, дросселя 3. На ти- ц ристоре 7 появляется обратное напряжение

E °вЂ”

Uo6p и он запирается, а ток дросселя

"перехватывается" в цепь прерывателя 2.

Этап накопления энергии дросселем 3 продолжается до момента (фиг. 2), при котором прерынатель 2 запирается. Полярность напряжения на обмотках дросселя меняется (на фиг. 1 в скобках), разделительный диод 4 отпирается, ток дросселя, отдающего энергию, замыкается через диод 4, обмотку и и параллельно соединенные конденсатор 5 и нагрузку 6. К тиристору 8 приложено при этом прямое напряжение

Ц

"Рв= 4, где U — выходное напряжение прен образователя.

В момент времени t тиристор 7 от3 пирается, напряжение на обмотке И2 +

+04 падает до величины U„ . Диод 4 запирается обратным напряжением

U "- U. 8Р» НР + 7l,, 2 и ток дросселя 3 замыкается по обмотке Ид + й2 и тиристору 8.

В момент t« npv котором вновь отпирается тиристор 7, процессы повторяются аналогично описанному.

В моменты коммутации изменяется коэффициент трансформации дросселя

3 (работают различные обмотки). Поскольку ампервитки дросселя должны оставаться неизменными {3 М=сог,st), ток его н укаэанные моменты изменяется скачком, что и отображено на диаграммах (фиг. 2).

Величина выходного напряжения в преобразователе является, с одной стороны функцией коэффициентов трансформации между обмотками дросселя, а с другой — определяется соотношением временных интервалов, в те åние которых работают ключевые з.цементы. При постоянных временах накопления и расходования энергии дросселя выходное напряжение минимально

Е 5 W2

1 н ;„1 — g И +Ч, если прерыватель 2 и тиристор 8 не отпираются, и максимально

Е 42+ и

"Н „-,,l если прерыватель 2 и тиристор 8 отпираются сразу же в моменты t u соответственно (при этом тиристор

7 и разделительный диод 4 в работе не участвуют), гдето=- — — коэффициент заполнения, Е4 нремя н течение которого

1 дроссель 3 накапливает энергию (e, = t — t„);

Т вЂ” период работы.

Выходное напряжение при постоянном периоде (+s - о), (% 4W

u =E 4 3

wq (tq — и )

Ч/ Ь 2 2 4

2 где t — t — время проводящего сосо тояния тиристора 7; — время проводящего сос1 тояния прерывателя 2, — время, в течение кото5 2 рого открыт разделительный диод 4, — нремя проводящего сос4 тояния тиристора 8.

744868

Формула изобретения

ЦНИИПИ Заказ 3829/20 Тираж 783 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3а счет введения дополнительных обмоток дросселя и тиристоров удается расширить диапазон регулирования выходного напряжения и улучшить динамические характеристики преобразователя.

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий включенные последовательно между входными выводами прерыватель и первичную обмотку накопительного дросселя, ко вторичной обмотке которого через разделительный диод подключен фильтровой конденсатор, соединенный с выходными выводами, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования выходного напряжения и улучшения динамических характеристик, накопительный дроссель выполнен, по крайней мере, с двумя дополнительными обмотками, первая иэ которых через первый дополнительный тиристор подключена параллельно прерывателю, а вторая через второй дополнительный тиристор-параллельно разделительному диоду °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 267705, кл. Н 02 М 3/00.

2. Бирэниекс Л. В. Импульсные преобразователи постоянного тока. М., "Энергия", 1974, с. 105, рис. 5-1.

3. Патент COIA Р 3320511, кл. 321-2, 1967.