Преобразователь постоянного напряжения в переменное

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублттк ()905965 (6f) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 2910 79 (21) 2833758/24-07 с лр заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 150282. Бюллетень ¹6

Дата опубликования описан и я 1 5 . 0 2 . 82 (И ) М. Кп. с

Н 02 М 7/537

Гоеударствеяиый комитет

СССР но делам изобретений и открмтяй ($3) УДК 621. 314. 58 (088. 8) (72) Автор изобретений

Б.А.Глебов

/

Московский ордена Ленина энергетический институт /

Ф (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении систем питания.

Известен преобразователь, содержащий последовательно соединенные по входу преобразовательные ячейки,включающие трансформатор, выходные обмотки которого соединены последовательно с нагрузкой, выравнивающие обмотки трансформаторов соединены попарно через ограничивающие резисторы, а параллельно ячейкам по питанию включены конденсаторы (11.

Недостатками такого преобразователя является возможность питания люсь одной нагрузки и наличие больших ..потерь в ограничивающих резисторах.

Известен преобразователь, содержащий последовательно соединенные по входу преобразовательные ячейки, каждая из которых содержит конденсатор, включенный параллельно ее входным выводам, трансформатор и выпрямитель, причем первая обмотка транСформатора и выпрямитель соединены последова» тельно в цепь, выводы которой подключены ко входным выводам предыду щей ячейки (2).

Такой преобразователь позволяет питать несколько гальванических раз- З0 вязанных нагрузок, однако при первоначальном включении возможна импульс ная перегрузка силовых транзисторов, а при работе в стационарном режиме не происходит выравнивание напряжений:питания:.. различных ячеек, так как, если напряжение на какой-либо ячейке меньше, чем на остальных, выпрямитель этой ячейки постоянно находится в запертом состЬянии и обмена энергии, необходимого для выравнивания напряжений между этой ячейкой и соседними, не происходит..

Цель изобретения — повышение надежности и уменьшение потерь энергии.

Поставленная цель достигается тем, что в каждую ячейку преобразбвателя введены дроссель с двумя обмотками, дополнительные выпрямитель и обмотка трансформатора, причем пер вая обмотка дросселя включена последовательно в упомянутую цепь, а вторая обмотка дросселя, дополнительная обмотка трансформатора н дополнитель ный выпрямитель соединены последовательно и включены между входными выводами последующей ячейки.

На чертеже представлена принципиальная схема преобразователя.

905965

Преобразователь содержит данную

К-ю и предыдущую (K-1) -ю ячейки иэ общего числа М, включенные последовательно по ..входу.

Эмиттеры транзисторов 1 и ? (К-1)-й ячейки соединены с отводом 3 перничной обмотки трансФорматора 4 5 следующей (К-й ) ячейки . Калле кт оры транзисторов 1 и 2 данной К-й ячейки соединены с выводами 5 и 6 первичной обмотки трансформатора данной ячейки непосредственно, а через выпрямитель 7 и двухфазную обмотку (палуобмотки) 8 и 9 дросселя 10 с отводом 3 первичной обмотки трансформатора предыдущей (К-1)-й ячейки.

Вторая обмотка 11 дросселя 1О через дополнительную обмотку 12 трансформатора соединена са входом дополнительного выпрямителя 13, выход которого — вывс>ды 14 и 15 включены между эмиттером транзисторон (К-1)-и и сле- 2О дующей К-й ячеек. Кроме того, между выводами 15 и 14 допалнительнага выпрямителя 13 включен конденсатор 16.

Пусть напряжение питания К-й ячейки (напряжение конденсатора 16) боль- 25 ше, чем напряжение питания .(К-1)-й ячейки. Тогда во время проводящего состояния транзистора, 1 в ячейке с номером К обмотке 9 дросселя 1О этой ячейки приложено напряженне„ равное разности между напряжениями питания ячеек с номерами K и (К-1).

Так обмотки 9 дросселя 10 нарастает постепенно и это означает постепенность нарастания тока, передаваемого через выпрямитель 7 ат К-й ячейки к {К-1)-й, а следовательно, постепенность нарастания тока транзистора 1 в К-й ячейке. Эта упрощает эащи у транзистора ключа от перегрузки по току. B частности, если 4О управление ячеек осуществляется па автогенераторной схеме, та переключение транзисторов происходит при

-достижении каллектарным такам граничного значения, определяемого конст- щ рукцией цепи положительной обратной связи, задающей базовый ток. Как только ток открытого транзистора, например 1, достигает указанного граничного значения, происходит ла- () виноабраэный процесс его запирания и отпирания ранее запертого. транзистора 2.. После отпирания транзистора 2 н

К-,й ячейке сначала имеет место от"

l дача энергии, накопленной в драсселе 10, и ток обмотки-8 уменьшается, а затем начинается нарастание тока через обмотку 9, причем эта нарас« тание, как и ранее через обмотку 8, происходит от нуля и с ограниченной скоростью. При этом процесс передачи энергии в конденсатор 16 (К-1) -й ячейки происходит аналогично.

Таким образом, при неравенстве напряжений на конденсаторах 16 ячеек осуществляется подзаряд кондечсатора ячейки, имеющей меньшее напряжение. Из-за использования в цепи связи между ячейками дросселя на1растание тока заряда конденсатора 16 в каждом такте работы ячейки, от которой поступает так, происходит от нуля и с ограниченной скоростью.Это обуславливает ограниченность токон, переключаемых транзисторами. При этом разница между напряжениями на конденсаторах 16 двух соседних ячеек падает на обмотке дросселя, то есть она не прикладывается к транзисторам ячейки, конденсатор 16 которой заряжен до большего напряжения, тем самым снижаются потери энергии при выравнивании напряжений между ячейками.

Через несколько периодов из-за описанного процесса происходит увеличение напряжения на конденсаторе 16 (К+1) -й ячейки и уменьшение напряжения на конденсаторе 16 К-й ячейки, т.е. ныравнинание напряжений.

3сли соотношение между напряжения» ми на конденсаторах 16 К-й и (К-1}-й ячеек обратна рассмотренному, та аналогичный процесс происходит в обратном направлении, т.е. от (К-1) -й ячейки и К-й.

Принцип действия не изменяется, если двухфазные обмотки трансформатора и дросселя заменены однофаэными, выпрямитель не является двухфазным, а ячейка и выпрямитель, например, выполнены по мостовой схеме.

Принцип действия схемы сохраняется, если трансформатор 4 и дроесель

10 ныполнены в виде единой конструкции, а последовательно соединенные обмотки (например 12 — 11) заменены одной общей обмоткой.

Повышение надежности работы предлагаемого устройства в сравнении с известным обусловлена дв)>мя основными причинами: нарастание токов, обеспечивающих выраннивание напряжений между ячейками в каждый такт работы ячейки, отдающей энергию, начинается от нуля и происходит с ограниченной скоростью) указанный процесс выравнивания происходит при любом соотношении напряжений на конденсаторах ячеек.

Уменьшение потерь энергии обусловлено тем, что разность напряжений питания двух соседних ячеек прикладывается к обмотке дросселя, а не к транзисторам ячейки, отдающей энер гию.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащий сое905965

Составитель В.Зарезанков

Редактор Л.Авраменко ТехредЛ.Пекарь КоРРектоР A. Дзятко

Эаказ 394/72 Тираж 718 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 диненные по входу последовательно преобразовательные ячейки, каждая из которых содержит конденсатор, включенный параллельно ее входным выво;дам, трансформатор и выпрямитель, ( причем первая обмотка трансформатора и выпрямитель соединены последова-. тельно .в цепь, выводы которой подключены ко входньм выводам предыдущей ячейки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и умеиыаения потерь энергии, в каждую ячейку введены дроссель с двумя обмотками, дополнительные выпрямитель и обмотка трансформатора, причем первая обмотка дросселя включена последователъно в упомянутую цепь, а вторая обмотка дросселя, дополнительная обмотка трансформатора и дополнительный выпрямитель соединены последовательно и включены между входными выводами последующей ячейки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Моин В.С., Лаптев Н.Н. Стаби-, лизированные транзисторные преобразователи. М., Энергия, 1972, с. 442, рис. 11-9g

2. Моин В.С., Лаптев Н.Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи. M. Энергия, 1972, с. 442, рис. 11-9е.