Преобразователь постоянного напряжения

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 040578 (21) 2611582/24-07 (51)М. КЛ.

Н 02 М 7/10

Н 05 В 41/29 с присоединением заявки И9

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытии (23) Приоритет

Опубликовано 30,10,80. бюллетень 11о 40

Дата опубликования описания 30.10.80 (53) УДК 621.314. . 1 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.М.Смирнов, С.В.Маблыгин и В.А.Капустин

J ФИ»

4 .;„„"--;.г :..-; (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано, например, для питания газоразрядных ламп, Из вестен преобразователь постоянного напряжения, обеспечивающий бе стран сформаторное повышение выходного напряжения (1) . Однако такой преобразователь требует полностью управляемых коммутирующих элементов, 10 способных коммутировать цепь с индуктивностью. Известен также преобразователь, содержащий тиристор с цепью коммутации и колебательный контур t 2) . Это устройство имеет огра- 15 ниченный уровень выходного напряжения, а наличие узла коммутации снижает

КПД преобразователя.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае- 20 мому зф»1»екту являйтся преобразователь (3), содержащий цепь из последовательно соединенных тиристора, дросселя и конденсатора, к которому через дополнительный тиристор под- 25 ключена цепь нагрузки. Третий тиристор включен параллельно дросселю.

Недостаток описанного преобразователя заключается в ограниченном .уровне выходного напряжения и низ- 30 ком КПД, так как энергия, накопления в дросселе, в процессе регулирования выходного напряжения рассеивается на резисторе, включенном последовательно с третьим тиристором.

Цель изобретения — повышение выходного напряжения и улучшение КПД преобразователя.

Достигается это тем, что в преобразователе, содержащем цепь иэ последовательно соединенных тиристора, дросселя и конденсатора, и второй тиристор, связанный одниМ силовым электродом с точкой соединения тиристора и дросселя последовательной цепи, причем выходные выводы преобразователя связаны g одной обкладкой конденсатора непосредственно, а с другой" через разделительный вентиль, другой силовой электрод второго тиристора связан с обкладкой конденсатора, подключенной к выходному выводу преобразователя, причем второй тиристор включен в проводящем по отношению к источнику питания направлении, а разделительный вентиль — в непроводящем, а параллельно выходным выводам преобразователя включен дополнительно введенный конденсе op, 775844

Формула изобретения

40 ц„=и+и; u -a. и

7 1 7 п- n I п

Принципиальная схема преобраэо вателя изображена на чертеже.

К входным выводам преобразователя подключен источник питания 1 и последовательная цепь из тиристора 2, дросселя 3 и конденсатора 4. Между катодом тиристора 2 и входным выво- 5 дбм включен тиристор 5. Параллельно конденсатору 4 подключен через разделительный вентиль 6 накопительный конденсатор 7. Параллельно конденсатору 7 включена нагрузка 8. для !О управления включением тиристоров 2 и

5 служит блок управления 9, формирующий пару импульсов, смещенных относнтельно друг друга на необходимый временной интервал и следующий на 15 определенной частоте.

При подключении импульсной нагрузки преобразователь работает следующим образом.

При поступлении на управляющий ;@ электрод тиристора 2 импульса с блока управления 9 тиристор 2 включается и конденсатор 4 заряжается синусоидальным током до напряжения, близкого к удвоенному напряжению источника 1. При измерении направления зарядного тока тиристор 2 автоматически включается и фиксирует напряжение на конденсаторе 4. Затем включается тиристор 5 и конденсатор 4

Начинает перезаряжаться. При равенстве напряжения на конденсаторах 4 и 7 откРывается вентиль 6 и энергия, накопленная в дросселе 3 в процессе перезаряда конденсатора 4, перекачивается в конденсаторы 4 и 7„ заряжая З5 их до одинакового напряжения полярНостью противоположной полярности источника 1.По окончании обмена энергией между дросселем 3 и конденсаторами 4 и 7 ток через тиристор 5 прек- 4g ращаетоя и тиристор 5 автоматически выключается. В первом такте конденсатор 4 заряжается без Учета потерь энергии до напряжени.я Ц„ =2Е, а конденсатор 7 до напряжения U+, = Ы „ =

U, где d= ас1 с4+с- Ф

U — остаточное напряжение на конденсаторе 4 после его переэаряда.

Ос

В следующем такте цикла заряда 40 конденсатора 7 конденсатор 4 зарядит. ся до напряжения Ц =2E +(, а конденсатор 7 до напряжения

7 41 +1+14 е

Можно показать, что напряжение на конденсаторах 4 и 7 в первом такте (и - 1,2,3, щ) цикла заряда определяется следующими выражениями

Иэ которых следует, что предлагаемый преобразователь позволяет многократ- 65 но умножать напряжение источника 1, так.как напряжение на накопительном конденсаторе 7 может достигать сколь угодно высоких значений.

При достижении напряжением на накопительном конденсаторе 7 заданного уровня блок управления 9 прекращает подачу импульсов на тиристоры 2 и 5 и заряд конденсатора 7 заканчивается. Затем производится разряд конденсатора 7 на импульсную нагрузку 8 и цикл заряда накопительного конденсатора 7 повторяется.

Преобразователь может работать также и от источника переменного напряжения. В этом случае для обеспечения работоспособности преобраэователя необходимо, чтобы собственная частота колебательного контура была значительно больше частоты питающего напряжения, а момент включения тнристора 2 должен быть синхронизирован с определенной фазой перемен- ной ЗДС.

Работа преобразователя на непрерывную нагрузку принципиально не отличается от вышеописанной за исключением того, что преобразователь в этом случае работает в непрерывном режиме, обеспечивая непрерывный отбор энергии от источника 1 и передачу ее в конденсатор 7 и нагрузку 8.

В тех случаях, когда для питания непрерывной нагрузки предьявляются повышенные требования к качеству питания, преобразователь может содержать Различные фильтровые цепи, включенные между конденсатором 7 и нагрузкой 8, Преобразователь постоянного напряжения, содержащий цепь из последовательно соединенных тиристора, дросселя и конденсатора, подключенную к входным выводам преобразователя, а также второй тиристор,связанный одним силовым электродом с точкой соединения тиристора и дросселя последователь ной цепи, выходные выводы преобраэователя связаны с одной обкладкой конденсатора непосредственно, а с другой — через разделительный вентиль, отличающий с я тем, что, с целью повышения уровня выходного напряжения и улучшений КПд преобразователя, другой силовой электрод второго тиристора связан с обкладкой конденсатора, подключенной к входному выводу преобразователя,причем второй тиристор включен в проводящем по отношению к источнику питания направлении, а разделительный вентиль — в непроводящем направлении и выполнен неуправляемым, а параллельно выходным выводам преобразователя включен дополнительно введенный конденсатор °

275844

Составитель Ю. Спивак

Редактор В.Левятов Тезсред E.Sàáóðêà Корректор Н.Бабинец

Заказ 7780/68 шараа-783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиЯ

113035, Иосква, 3-35, Рауаская наб., д. 4/5

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

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Патент CILIA 9 3263099,кл.307/109, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

9 421151, кл. Н 05 В 41/34, 1974. . 3 ° Авторское свидетельство СССР

В 233025у кл. H 02 М 3/155, 1967 °