Регулируемый преобразователь постоян-ного напряжения

 

(11)851686

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт; свид-ву— (22) Заявлено 02.11.79 (21) 2835710/24-07 (51) М. Кл.з с присоединением заявки №вЂ”

Н 02 М 3/335

Гееударстееллмй кемитет

СССР

Ilo делам нзееретелие и еткрмтий (23) Приоритет— (53) УДК 621.314..58 (088.8) Опубликовано 30.07.81. Бюллетень №.28

Дата опубликования описания 05.08.81!

В. Ф. Басовский, А. А. Леонович и Н. Н. Демченко (72) Авторы. изобретения (71) Заявитель (54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к технике преобразования постоянного тока в постоянный, и может быть использовано в качестве многоканального централизованного стабилизированного источника питания радиоэлектронной аппаратуры.

Известен регулируемый преобразователь постоянного напряжения, содержащий инвертор с транзисторными ключами и выходным трансформатором (1) .

Недостатком известного устройства является ограниченная область применения изза высокого уровня пульсаций тока во входных шинах, а также применение преимущественно в одноканальных источниках питания из-за прямоугольно-ступенчатой формы переменного напряжения на обмотках выход- 15 ного трансформатора.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и функциональному назначению регулируемый преобразователь постоянного напряжения, содержащий дроссель, включенный последовательно в его входную цепь, и два инвертора с общим трансформатором, к обмотке которого подключен своим входом выпрямитель с конденсатором на выходе, причем каждый ключ одного инвертора выполнен на транзисторе, а второго — в виде последовательной цепи, содержащей транзистор и диод (2) .

Недостаток известного устройства ограниченная область применения из-за высокого уровня пульсаций тока во входных шинах, обусловленный тем, что дроссель преобразователя выполнен двухобмоточным, изза чего ток, потребляемый преобразователемизменяется дискретно.

Цель изобретения — снижение уровня входных пульсаций тока в преобразователе.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве каждый ключ первого инвертора одним выводом соединен с одноименным выводом соответствующего ему ключа второго инвертора, упомянутый дроссель включен двухполюсником.

На фиг. 1 представлена схема регулируемого преобразователя; на фиг. 2 — вариант исполнения двух ключей инвертора; на фиг.

3 и 4 — варианты исполнения устройства (мостовой и полумостовой).; на фиг. 5 приведены осциллограммы напряжений и токов в

851686

Устройство работает следующим образом.

В интервале времени Π—.t < (фиг. 5) открыты транзисторы ключей 3 и 7. При этом к ключу 7 приложено обратное напряжение и диод 16 закрыт. Через ключ 3 часть обмотки трансформатора 2 (от вывода 5 к среднему выводу) и дроссель 1 идет ток, величина которого равна среднему значению тока дросселя 1, потребляемого преобразователем.

В этом интервале времени ток нагрузки 20, приведенный к части первичной обмотки трансформатора 2, больше тока дросселя 1, и нагрузка 20 питается одновременно и то50

55 цепях преобразователя, где а — ток дросселя 1др, б — ток конденсатора 1, в — напряжение йа обмотке трансформатора Uqp.

Предлагаемое устройство (фиг. 1) содержит дроссель 1, включенный последовательно в его входную цепь, и два инвертора с общим трансформатором 2: первый инвертор — с ключами 3 и 4, соединенными с выводами 5 и 6 трансформатора 2, и второй— с ключами 7 и 8, соединенными с выводами

9 и 10 трансформатора 2. К обмотке 11 транс- о форматора 2 подключен своим входом выпрямитель 12 с конденсатором 13 на выходе

Ключи 3 и 4 первого инвертора выполнены на транзисторах; их базы соединены с широтно-импульсным модулятором 14. Ключ 7 второго инвертора состоит из последовательной цепи транзистора 15 и диода 16, ключ 8— из последовательной цепи транзистора 17 и диода 18. Базы транзисторов 15 и 17 соединены с генератором 19 прямоугольных импульсов. Отрицательные выводы ключей 3 и

4 соединены с отрицательными выводами

zo ключей 7 и 8 соответственно. Дроссель 1 выполнен однообмоточным и включен последовательно во входную шину преобразователя. Конденсатор 13 образует фильтр низких частот благодаря большой емкости. На- 25 грузкой преобразователя является резистор

20.

Вариант ключа 7 (фиг. 2) выполнен в виде последовательной цепи транзистора 15 и и диода 21, а ключа 8 — в виде последовательной цепи транзистора 17 и диода 21.

Мостовой преобразователь (фиг. 3) содержит первый инвертор, выполненный на трансформаторе 2 и ключах 3, 4, 22 и 23; второй инвертор, выполненный на трансформаторе 2 и ключах 7, 8, 22 и 23. Положительный вывод ключа 3 соединен с положительным выводом ключа 7. Отрицательный вывод ключа 4 соединен с отрицательным выводом ключа 8.

Полумостовой преобразователь (фиг. 4) содержит первый инвертор, выполненный на 4О трансформаторе 2 и ключах 3 и 4; второй инвертор, выполненный на трансформаторе 2 и ключах 7 и 8. Положительный вывод ключа 3 соединен с положительным выводом ключа 7.

Отрицательный вывод ключа 4 соединен с отрицательным выводом ключа 8. ком дросселя 1 и током разряда конденсатора 13. При этом величина напряжения на части первичной полуобмотки трансформатора 2 ниже величины входного напряжения.

Соответственно в дросселе 1 накапливается энергия, а его ток возрастает. Величина изменения тока дросселя 1 тем меньше, чем выше индуктивность дросселя 1. Напряжение на конденсаторе 13 за счет большой его емкости в течение всего интервала времени

О вЂ,(ôèã. 5) остается практически неизменным. Соответственно ток нагрузки 20 также остается неизменным (при неизменной нагрузке, ток разряда конденсатора 13 убывает по абсолютной величине, а напряжение на обмотках трансформатора 2 (фиг. 5в) остается практически неизменным.

В интервале времени t 1 — t z (фиг. 5) ключ,3 закрыт, а транзистор 15 открыт. В момент времени t 1 коэффициент трансформации трансформатора 2 мгновенно изменяется но ток дросселя 1 (фиг. 5а) остается неизменным в силу закона непрерывности магнитного потока дросселя. Ток дросселя 1 проходит уже не через часть первичной полуобмотки, а через всю первичную полуобмотку трансформатора 2 (от вывода 9 к среднему выводу). В этом интервале времени величина тока нагрузки 20, приведенного уже ко всей первичной полуобмотке трансформатора 2, меньше величины тока дросселя 1. Соответственно нагрузка 20 питается лишь частью тока дросселя 1, а остальной частью его тока заряжается конденсатор 13.

При этом величина напряжения на первичной полуобмотке трансформатора 2 выше величины входного напряжения преобразователя. Соответственно дроссель 1 возвращает энергию, накопленную в интервале времени 0 — t (фиг. 5а), а ток его убывает.

Величина изменения тока дросселя 1 в ин- тервале времени t< — t (фиг. 5а) тем меньше, чем выше индуктивность дросселя l.

Напряжение на конденсаторе 13 за счет большой его емкости остается в течение— всего интервала времени 1 1 — 1 практически неизменным и равным напряжению в интервале времени 0 †t. Соответственно ток нагрузки 20 также остается неизменным (при неизменной нагрузке); ток заряда конденсатора 13 убывает, а напряжение на обмотках трансформатора 2 (фиг. 5) остается практически неизменным, таким же, как и в интервале времени 0 †q.

В интервалах времени t z — t з и t 3 — t (фиг. 5) в преобразователе происходят аналогичные процессы. При этом в интервале времени t t з открыты транзисторы ключей 4 и 8, а ключи 3 и 7 закрыты; в интервале времени 1з — 14 открыт только ключ 8.

Полярность напряжения на обмотках трансформатора изменилась, но его величина осталась такой же, как в интервале времени

0 — t2.

851686

Формула изобретения

Регулируемый преобразователь постоянного напряжения, содержащий дроссель включенный последовательно в его входную цепь, и два инвертора с общим трансформатором, к обмотке которого подключен своим входом выпрямитель с конденсатором на выходе, причем каждый ключ одного инвертора .выполнен на транзисторе, а второго — в виде последовательной цепи из транзистора и диода, отличающийся тем, что, с целью уменьшения входных пульсаций тока, каждый ключ первого инвертора одним выводом соединен с одноименным выводом соответствующего ему ключа второго иивертора, упомянутый дроссель включен двухполюсником.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 491941, кл. G 05 F 1/64, 1972.

2. Патент США № 3925715, кл. Н 321 — 2, Н 02 М 3/335, 1975.

851686

Ujp

Составитель Н. Цишевская

Редактор Л. Пчелинская Техред А. Бойкас Корректор Л. Иван

Заказ 6383/83 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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