Обратимый стабилизатор постоянногонапряжения

 

Союз Советских

Социапистических

Республик

О П И С А Н И Е (11849185

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Р ф Г (61) Дополнительное к авт. свид-ву

{51)M. Кл . (22) Заявлено 23. 07. 79 (21) 2800500/24-07 с присоединением заявки,%

G 05 F 5/00

Государстаенный камнтет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 23,07.81, Бюллетень № 27 {531УД1(621.316..722.1{088.8) па делам изобретений и вткрытнй

gl àòà опубликования описания 30. 07 . 81 (72) Авторы изобретения

Н.И.Дуплин и С.И.Орлов

Рязанский радиотехнический институт (71) Заявитель (54) ОБРАТИМЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

I

Изобретение относится к системам питания постоянного тока и может быть использовано при разработке вторичных источников питания.

Известны обратимые стабилизаторы

5 постоянного напряжения, регулирующий орган которых состоит из двух однотактных конвейеров и сглаживающего

1 С фильтра 11) .

Недостатком данных стабилизаторов является сравнительно узкий диапазон, изменения входных и выходных напряжений.

Известны также обратимые вольторе15 версивные стабилизаторы постоянного напряжения, регулирующий орган которых состоит из вольтодобавочного инвертора, прямого и обратного управля" емых выпрямителей и сглаживающего . LC-фильтра Г2) .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является об1 ратимый стабилизатор, содержащий систему электропитания, которая состоит из аккумулятора и источника ограниченной мощности и регулирутощего органа, состоящего из вольтодобавоч-. ного инвертора, прямого и обратного управляемых вентилей и сглаживающего фильтра, подключенного к источнику ограниченной мощности и выходным выводом 1.31.

Недостатками таких стабилизаторов являются их сравнительно низкие КПД и надежность.

Цель изобретения — увеличение КПД и надежности стабилизатора.

Указанная цель достигается тем, что общая точка одного выпрямителя соединена с общей точкой другого вы- . прямителя через дополнительно введенный сглаживающий дроссель.

На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого стабилизатора.

Стабилизатор состоит из аккумулятора 1, вольтодобавочного инвертора

849185 4 выходе стабилизатора устанавливается напряжение, равное

15

25

35

1 ) «20доб»

Р= 1g P

2, трансформатора 3, реверсивного выпрямителя 4, состоящего из прямого и обратного управляемых выпрямителей 5, 6 и 7, 8 сглаживающих дросселей 9 и 10, емкости 11 и нагрузки

12. Ко входу стабилизатора подключен аккумулятор l а к выходу — источник

13 ограниченной мощности. Инвертор 2 подключен к первичным полуобмоткам трансформатора 3, вторичные полуобмотки которого своими крайними выводами связаны с прямым и обратным управляемыми выпрямителями 5, 6 н 7, 8. Общая точка выпрямителя 5, 6 соединена с общей точкой выпрямителя 7, 8 через сглаживающий-дроссель

9. Кроме того, общая точка выпрямителя 7, 8 подключена ко входу сглаживающего LC-фильтра 10, 11, соединенного с нагрузкой 12.

Стабилизатор работает следующим образом.

Инвертор 2 обеспечивает на выходе трансформатора 3 прямоугольное напряжение О б добавки. В зависимости от соотношения мощности потребления нагрузкой 12 и мощности источника 13 стабилизатор может работать в двух разных режимах: режиме заряда и режиме разряда аккумулятора 1.

В обоих режимах транзисторы прямого 5, 6 и обратного 7, 8 выпрямителей переключаются синхронно и противофазно. Кроме того, транзисторы обоих выпрямителей, соединенные с одним и тем же выводом вторичной полуобмотки трансформатора, переключаются синхронно и синфаэно.

В режиме разряда аккумулятора нагрузка 12 потребляет мощность большую, чем мощность, которую способен отдать источник 13. Недостаток энергии покрывается за счет раэ45 ряда аккумулятора 1. Ток аккумулятора протекает по прямому выпрямителю и дросселям 9 и 10. Стабилизация выходного напряжения U =U осуществляется за счет изменения фазо,50 вого сдвига между моментами переключения транзисторов инвертора и моментами переключения транзисторов прямого и обратного выпрямителей.

Поэтому в течение одной части каждого полупериода работы инвертора 2 наблюдается сложение напряжений Одк и 1Е а в течение второй части—

Ъм 1 вычитание Одо из Ощ„. При этом на

О „, (1 АКК+Ц Об) +(Ояко-U Оп)(т-ц

1 где t — время, в течение которого наблюдается сложение напряжений

Од1 и Од б

Т вЂ” период коммутации транзисторов.

В известном стабилизаторе, в котором общие точки выпрямителей объединены, одновременное переключение транзисторов выпрямителей сопровождается протеканием по ним "сквозных" токов, что вызывает существенную подгрузку инвертора и снижение КПД. Наличие "сквозных" токов объясняется тем, что транзисторы выпрямителей не могут мгновенно закрыться, что .приводит к образованию короткозамкнутых контуров, включающих в себя одно плечо прямого и одно плечо обратного выпрямителей.

В предлагаемом стабилизаторе внут1 ри аналогичного контура включен дроссель 9, который практически исключает

tl протекание по выпрямителям сквозных" токов. Пусть, например, в неко-. торый момент времени t при указанной полярности напряжения О- на баАО зы транзисторов 5 и 7 приходят запирающие сигналы, а на базы транзисторов 6 и 8 — отпирающие. Транзисторы 6 и 8 открываются практически мгновенно, а транзисторы 5 и. 7 определенное время еще находятся в открытом состоянии. Поэтому через откры тые транзисторы 5 и 8 к дросселю 9 приложится напряжение, что вызывает протекание внутри контура 5-9-8 дополнительного тока.«20доб — t

1 ) где L — индуктивность дросселя 9.

За время рассасывания tp ток достигает своей максимальной величины

После закрытия транзистора 5 ток протекает ко контуру 6-9-8 в соответствии с законом

849185

1. Авторское

Ф 160?29, кл. G

2. Авторское

N34О022,,кл. Н

3. Авторское

Ф 347751, кл. G

b свидетельство СССР

05 F l/54, 1964. свидетельство СССР

02 J 7/32, !972 свидетельство СССР

05 F 5/00, 1972.

Составитель Т. Ершова

Техред А. Ач

Редактор С.Родикова

Корректор Г.Назаровд

Заказ 6092/62 Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ 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 где Ul и U — напряжение на открытых транзисторе и диоде.

Так как выбором 1 всегда можно добиться, чтобы значение i=i(tp) было значительно меньше величин рабочих токов обоих выпрямителей, то ю обеспечиваются условия для существенного снижения мощности потерь в выпрямителе и инверторе. Кроме того, 10 устранение "сквозных" токов исключает перегрузку транзисторов, а следовательно, повышает надежность всего стабилизатора.

Нетрудно убедиться, что "сквозные токи в. схеме отсутствуют и при работе стабилизатора в режиме заряда аккумулятора, когда зарядный ток протекает по выпрямителю 7, 8 °

При необходимости общие точки обо- 20 их выпрямителей могут меняться местами подключения к дросселям 19 и 10.

Формула изобретения

Обратимый стабилизатор постоянного напряжения, содержащий систему электропитания, которая состоит из аккумулятора и источника ограниченной мощности,и регулирующего органа, состоящего из вольтодобавочного инвертора, прямого и обратного управляемых вентилей и сглаживающего фильтра, подключенного к источнику ограниченной мощности и выходным выводам, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности стабилизатора, общая точка. одного выпрямителя соединена с общей точкой другого выпрямителя через дополнительно введенный сглаживающий дроссель.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе