Импульсный преобразователь постоянного напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<и) 7487 1 6

Ф б:-: дФ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 130577 (21) 2485864/24-07 (51)М. Кл.2

Н 02 М 3/135//

G 05 F 3/08 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.07,80.Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 1 507,80 (53) УДК 621 . 3.14.. 12 (088. 8) С.В. Шаблыгин, П.Н. Поляк и A.Þ. Лукичев (72) Авторы изобретения

Московский институт. электронной техники (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано для регулирования напряжения на нагрузке, питающейся от источника постоянного .напряжения.

Известны импульсные преобразователи постоянного напряжения, содержащие либо полностью управляемый ключ в цепи нагрузки (1), либо тиристор с узлом коммутации (2). Полностью управляемый ключ имеет довольно ограниченную коммутируемую мощность. При использовании тиристора с узлом коммутации," диапазон регулирования как правило ограничен и зависит от характеристик этого узла.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство, содержащее тиристор, один силовой электрод которого соединен с выво/. дом для цепи нагрузки, а другойс выводом для источника питания,последовательную цепь из коммутирующих дросселя и конденсатора, подключенную параллельно тиристору, обратный вентиль, связанный с выводами для цепи нагрузки, и блок управления (3) Недостаток этого устройства состоит в том, что диапазон регулирования в области малых токов ограничен. Так например, если преобразователь питает обмбтку возбуждения генератора постоянного тока, нагрузкой которого, в частности, являются осветительйые приборы, частота комто мутации не может быть Менее 48 Гц.

В противном случае будут ощущаться неприятные для глаза мигания .

Однако при указанном ограничении частоты коммутации невозможно регу 5 лирование в области малых токов нагрузки.

Цель изобретения заключается в расширении диапазона регулирования в области малых токов .

Достигается это тем, что в пред лагаемом устройстве последовательно с обратным вентилем включен дополнительно введенный транзистор таким образом, что его коллектор сое25 динен с анодом вентиля, а эмиттер с точкой соединения тиристора и коммутирующего дросселя, параллельно которому включена последовательная цепь из дополнительных конденса30 тора и диода, к точке соединения кото748716 рых подключена базовая:цепь транзистора.

Схема предложенного преобразователя приведена на чертеже.Тиристор 1 связан силовыми электродами с цепью нагрузки 2 и источником питания 3.

Последовательно с обратным вентилем

4 включен транзистор 5. Цепь из коммутирующих дросселя 6 и конденсатора 7 включена параллельно тиристору 1. Параллельно дросселю 6 включена цепь из дополнительных конденсатора 8 и диода 9. К точке их соединения подключена через резистор 10 база транзистора 5. Управляется тиристор 1 от блока 11 управления °

Работает устройство следующим образом.

Регулирование напряжения осуществляется изменением частоты коммутации тиристора 1.

Включение тирйстора 1 осуществляется запускающими импульсами блока

11. Ранее заряженный от источника питания 3 коммутирующий конденсатор

7 перезаряжается благодаря дросселю 6 до обратной полярности, и к тиристору 1 прикладывается обратное напряжение, вызывая его эапирание.

ЭДС самоиндукции дросселя 6, в процессе колебательного переэаряда конденсатора 7, заряжает конденсатор 8 таким образом, что егс обкладка,связанная с эмиттером транзистора 5, положительна. Далее конденсатор 7 переэаряжается до прямой полярности через источник 3 и цепь нагрузки 2.

При индуктивном характере нагрузки ток перезаряда практически остается неизменным и равным току нагрузки дО" начала коммутации. С началом пере« заряда копденсатора 7 через источник питания 3, конденсатор 8 начинает разряжаться через переход змиттербаза транзистора 5 и резистор 10.

В цепи вентиля 4,однако,так не протекает,так как он смещен в обратном направлении до тех пор, пока напряжение аноц-катод тиристора 1 не станет равно напряжению источника питания 3 (падение напряжения на активном сопротивлении нагрузки не учтено) . При равенстве указанных напряжений появится ток в цепи вентиля 4. Время от момента начала разряда конденсатора 8 до момента появления тока в цепи вентиля 4 обратно пропорционально току нагрузки.

Таким образом по мере снижения частоты коммутации, т.е. Уменьшения тока нагрузки, снижается величина тока базы транзистора, в момент появления коллекторного тока. По5 стоянная времени разряда конденсатора 8 и максимальное (пиковое) значение тока базы транзистора 5 выбираются таким образом, чтобы при большей частоте коммутации транзистор 5 не выходил иэ режима насыщения. По мере снижения частоты, т.е. уменьшении тока нагрузки транзистор

5 в некоторый момент на интервале непроводящего состояния тиристора

1 выходит из насыщения, вводя в цепь вентиля 4 дополнительное сопротивление, что приводит к снижению среднего значения тока нагрузки.

Таким образом, при равной с прототипом частоте коммутации, данное

2О устройство позволяет получить меньшие значения тока нагрузки.

Формула изобретения

Импульсный преобразователь постоянного напряжения, содержащий тиристор, один силовой электрод которого соединен с выводом для цепи нагрузки„ а другой — с выводом для источника питания, последовательную цепь иэ коммутирующих дросселя и конденсатора,подключенную параллельно тиристору, обратный вентиль, связанный с выводами для цепи нагрузки, и блок управления тиристором, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования в области малых токов, последовательно с обратным вентилем включен дополни40 тельно введенный транзистор, так что. его коллектор соединен с анодом вентиля,а эмиттер — с точкой соединения тиристора и коммутирующего дросселя, параллельно которому включена последовательная цепь из дополнительных конденсатора и диода, к точке соединения которых подключена базовая цепь транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 80722, кл. 21d,12/ОЬ, 1948.

2. Авторское свидетельство СССР

9 369661, кл. Н 02 М 3/315, 1970.

3. Патент США 9 3019355, 1962.

748716

Составитель Ю. Спивак

РедактоР КУзнецова ТехРеД М Кузьма Корректор М. Шароши

Заказ 4257/46 Тираж 783 ., Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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