Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в постоянное

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соаетскик

Социалистических

Республик (1 .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 07 ° 10. 80 (21) 299 1821/24-07 (51 1М. КЛ.З с присоединением заявки ¹â€”

Н 02 М 3/315

Н 02 P 13/16

Госуларствеииый комитет

СССР по аелам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 1Ы6.82. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 15.06. 82 (53) УДК 621.314.1 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Б. 3. Курчик, Ю.М. Рыжов, В. Н. Федоров и A.Н. Шварц.!

Ленинградский электротехнический институт связиим. проф. И.A. Бонч-Бруевича (7() Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах питания аппаратуры связи, в системах заряда емкостных накопителей и др.

Известны преобразователи постоянного напряжения в постоянное, выполненные íà 6ase автономного инвертора с трансформатором-дросселем, выпрямителем и фильтром (1). Однако такие преобразователи не ,обеспечивают работы в широком диапазоне изменения входного напряжения и сопротивления нагрузки.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь постоянного напряжения в постоянное с промежуточным преобразователем в переменный ток, выполненный также на базе автономного инвертора с трансформатОром, выпрямителем и фильтром, содержащий обмотку рекуперации энергии с обратным вентилем, и блок управления. В таком преобразователе отпирание вентилей производится в зависимости от величины тока нагрузки (2).

Однако в таком преобразователе трансформатор имеет повышенную установленную мощность, так как обмотка рекуперации должна быть рассчитана практически на полную мощность нагрузки .

Целью изобретения является упрощение и повеваение КПД путем уменьшения установленной мощности трансформатора при работе в широком диапазоне изменения входного напряжения и

10 сопротивления нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе постоянного напряжения в постоянное, выполненном на базе автономного инвертора с выпрямителем и емкостным фильтром, в котором автономный инвертор содержит силовые тиристоры, включенные между входными выводами последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора, средняя точка которой связана через коммутирующие конденсаторьт с входными выводами, обратные вентили, и блок управления с задающим генератором, обратные вентили выполнены управляющими и включены между одноименными выводами противолежащих силовых тиристоров, в цепь нагрузки введен датчик тока, а в блок управления введены компаратор, задатчик опорного напряжения, делитель частоты на два и два формирова936279 теля импульсов, причем один вход компаратора подключен к выходу датчика тока, другой к выходу зацатчика опорного напряжения, вход делителя частоты подключен к выходу компаратора, выходы ко входам соответствующих формирователей, выходы которых связаны с управляющими переходами соответствующих обратных вентилей.

На фиг. 1 приведена структурная схема преобразователя; на фиг. 2 временные диаграммы его работы.

Преобразователь содержит силовые тиристорно 1 и 2, включенные между входными выводами последовательно с 5 первичной обмоткой трансформатора.реактора 3, разделенный на две полуобмотки 4 и 5. Общая точка полуобмотоы через коммутирующие конденсаторы

6 и 7 связана с входными выводами. 2(}

Обратные (тиристоры) вентили 8 и 9 включены между одноименными выводами тиристоров 1 и 2. Вторичная обмотка

10 трансформатора 3 через диод 11 связана с фильтровым конденсатоРом 25

12 и нагрузкой 13. Последовательно в цепь нагрузки включен датчик тока

14 (например шун г) . Блок управления

15 содержит задающий генератор 16 выходы которого связаны с управляющими переходами тиристоров 1 и 2.

Выход датчика тока 14 подключен к одному иэ входов компаратора 17, к другому входу которого подключен выход задатчика опорного сигнала 18. Выход компаратора подключен ко входу делителя частоты на два 19. Выходы делителя через формирователи 20 и 21 связаны с управляющими переходами обратных вентилей 8 и 9.

При работе преобразователя в ус- 40 тановившемся режиме (фиг. 2) в момент времени t| подается сигнал управления на тиристор 1 и он отпирается. Конденсатор 6 начинает разряжаться, а 7 заряжаться. Когда напря- 45 жение на обмотке 10 реактора (трансформатора) 3 становится разным напря жению иа нагрузке 13, отпирается диод 11 (момент времени,tt1). Протекание тока через тиристо) 1 и полу- 50 обмотку 4 реактора прекращается, появляется снижающийся по линейному закону ток в обмотке 10 и диоде 11.

В момент времени ttt, когда напряжение иа шуите 14 достигает величины опорного напряжения эадатчика 18, в блоке управления 15 формируется импульс управления тиристором 9. При этом появляется ток в полуобмотке 5, конденсатор 6 переэаряжается по кон- О туру 6-5-9, а конденсатор 7 переэаряжается по контуру 7-5-9,через источник питания. Заканчивается этап в мОмент t+ снижения до нуля тока по,луобмотки 5. До момента t подачи

65 сигн ала управления на тирйстор 2 ток в обмотках реактора 3 отсутствует, а напряжение, на конденсаторах 6 и 7 неизменно ° Конденсатор 12 разряжается на нагрузку 13. Далее процессы повторяются аналогично, однако ток проводят тиристоры 2 и 8. При высокой частоте сигнала управления тиристорами 1 н 2, интервал t4t5 может отсутствовать. В этом случае протекание тока через тиристор 8 продолжается до момента отпирания тиристора 2.

Таким образом, управление обратныьы вентилями в зависимости от величины тока нагрузки позволяет исключить обмотку рекуперации и,обеспечивает возможность регулирования напряжения в широком диапазоне при высоком КПД.

Формула изобретения

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в постоянное с промежуточным преобразованием в переменный ток, вьнтолненный на базе автономного инвертора с выпрямителем и емкостным фильтром, причем автономный инвертор содержит силовые тиристоры, включенные между входними выводами последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора, средняя точка которой связана через коммутирующие конденсаторы с входными выводами, обратные вентили и блок управления с задающим генератором, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения КПД путем уменьшения установленной мощности трансформатора при широком диапазоне изменения входного напряжения и сопротивления нагрузки, в нем обратные вентили выполнены управляемыми и включены соответственно между катодиыми выводами и анодными выводами противолежащих силовых тиристоров, в цепь нагрузки введен датчик тока, а в блок управления — компаратор, задатчик опорного напряжения, делитель частоты на два и формирователи импульсов, причем один вход компаратора подключен к выходу датчика тока, другой - к выходу задатчика опорного напряжения, вход делителя частоты подключен к выходу компаратора, выходы — ко входам соответствующих формирователей, выходы которых связаны с управляющими переходами соответствующих обратных вентилей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Японии М 50-39808, кл. Н 02 М 3/10, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9 650178, кл. Н 02 М 3/35 1974.