Преобразователь постоянного напряжения в постоянное

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

M АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 17.0 1,80 (21) 2869956/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51)N. Кл.

Н 02 M 3/335

Госурерстеаниый комитет СССР

Опубликовано 30,11q82. Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 30 .l 1,82 ао делам изобретений и открытий (53)УДК 621 314..58(088.8) ° Чц ч

С,Д,Рудык, B.Å.Tóð÷àíèíoâ, А.M.Tþðèí и А, .Чефрмии ., (72) Авторы изобретения

Ъ ь

4 с;; ры (71) Заявитель

Винницкий завод радиотехнической аппарат (54) ПРЕО6РАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к электротехнике и может быть. использовано во вторичных источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Известны преобразователи напряжения, преобразующие напряжение одного уровня в напряжение другого требуемого уровня 513 и (2 j.

Такие преобразователи находят широкое применение в источниках питания с бестрансформаторным входом (с промежуточным повышением частоты), питающихся от промышленной сети, однако укаэанные преобразовате-ли имеют большие габариты и недостаточно надежны в работе.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее два однотактных преобразователя, сдвоенных на общий выходной диодно-индуктивноемкостной фильтр,, каждый из которых состоит иэ коммутирующего транзистора, силового трансформатора с размагничивающей обмоткой и рекуперационного диода, ° причем входы преобразователей подключены параллельно к источнику питания (3 ).

Недостатком этого преобразовате« ля является наличие высокого напряжения, равного двойному напряжению источника питания (20п), на закрытых транзисторах в момент рекуперации энергии трансформатора через обмотку размагничивания, Это приводит к увеличению мгновенной рассеиваемой мощйости на коллекторах транзисторов, к потерям в обмотке размагнйчивания, снижает надежность:и

КПД преобразователя.

При этом величина напряжения на коллекторах закрытых транзисторов ограничивается уровнем 20п только в случае, если коэффициент индуктивной связи между первичной и размагничивающей обмотками силовых трансформаторов близок к единице, Для этого необходим бифилярный способ

3 97 намотки указанных обмоток. Трансформаторы в этом случае имеют значительные габариты и нетахнологичны, Отказ от бифилярного способа намотки приводит к тому, что при закрывании транзисторов имеет место выброс напряжения, обусловленный индуктивностью рассеяния первичной обмотки трансформатора. Напряжение на закрытых транзисторах устанавливается равным сумме двойного напряжения источника питания (20п) амплитуды упомянутого выброса, при этом возрастает мгновенная рассеиваемая ; мощность на коллекторах транзисторов, снижается надежность преобразователя и его КПД, В известный преобразователь с целью уменьшения выбросов вводятся специальные ограничители, выбросов, что усложняет схему, снижает КПД преобразователя, его весогабаритные показатели и надежность, Цель изобретения - улучшение весогабаритных показателей устройства, повышение его надежности и КПД, Поставленная .цель достигается тем, что в преобразователе постоянного напряжения в постоянное, содержащем две последовательно присоединенные к входным выводам инверторные ячейки, каждая иэ которых содержит ключевой элемент, подсоединенный к первичной обмотке выходного трансформатора, вторичная обмотка которого через соответствующий выпрямитель присоеди" нена к общему L-С-D-фильтру., выход которого присоединен к выходным выводам, причем точка присоединения каждого ключевого элемента с .одним из выводов первичной обмотки соответствующего выходного трансформатора подключена к соответствующему первому электроду рекуперационного диода, параллельно входным выводам присоединен введенный емкостной делитель напряжения, средняя точка которого соединена с другими выводами первичных обмоток выходных трансформаторов> а каждая из крайних точек этого делителя напряжения подключена к соответствующий вторым электродам рекуперационнык диодов.

На фиг. 1 приведена схема уст. ройства„ на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

В данном преобразователе напряжения к источнику питания подключены два последовательно соединенных од45

Процесс открывания и закрывания транзистора 9 протекает аналогично, В момент открывания транзистора 9 контур протекания тока в первичной обмотке трансформатора 11 замыкается по цепи 10-11-9-10, контур протекания тока во вторичной обмотке трансформатора замыкается по цепи 11-137-8-11. При закрывании транзистора

9 на первичной обмотке трансформатора 11 возникает ЭДС самоиндукции, под воздействием которой открывается диод 12, и рекуперация энергии, накопленной в трансформаторе 11 завремя открытого состояния транзистора 9 идет по контуру 11-12-2-11, Напряжение на закрытом коммутирующем транзисторе 9 и рекуперационном

8293 4 нотактных преобразователя напряжения. Первый преобразователь состоит иэ коммутирующего транзистора 1, входного конденсатора 2, силового трансформатора ), рекуперационного диода 4 и однотактного выпрямителя

5, работающего на общий диодно-индуктивно-емкостной фильтр 6-7-8, второй — из коммутирующего транзистор

)o 9, входного конденсатора 10, силового трансформатора 11, рекуперационного диода 12 и однотактного выпрямителя 13, Транзисторы 1 и 9 работают пооче15 редно и управляются импульсами напряжения, сдвинутыми на половину периода коммутации устройства, Предположим, что транзистор 1 открыт, а транзистор 9 закрыт. При этом к первичной обмотке трансформатора

3 прикладывается напряжение, равное

0п, К закрытому диоду 4 приложено обратное напряжение Оп. Контур протекания тока первичной обмотки транс25 форматора 3 в этот момент времени замыкается по цепи 2-1-3-2.

При закрывании транзистора 1 на (первичной обмотке трансформатора 3 возникает ЗДС самоиндукции, под воз39 . действием которой открывается диод 4 и энергия, запасенная в трансформаторе во время открытого состояния транзистора 1, рекуперирует на емкость 10, При этом напряжение на конденсаторе 2, равное Оп!2, и ЗДС самоиндукции первичной обмотки трансформатора, равноеМпй, складываются, и к закрытому транзистору 1 прикладывается напряжение, равное напряжеwe источника питания.

978293

5 диоде 12 равно напряжению источника питания.

В течение времени р когда оба ком" мутирующих транзистора 1 и 9 закрыты, часть энергии, накопленной в индуктивности Фильтра р передается через шунтирующий диод 6 в нагрузку.

Таким образом к-закрытым коммутирующим транзисторам и рекуперационным диодам описываемого устройства при- ргр кладывается напряжение, равное U

В известном устройстве (33 размагничивание трансформатора осуществляется через дополнительную обмотку размагничивания, при этом имеют мес- 15 то паразитные выбросы напряжения на закрытых коммутирующих транзисторах преобразователя, обусловленные индуктивностью рассеяния трансформатора, 20

В предлагаемом устройстве исключается размагничивающая обмотка трансформатора в каждом из однотактных преобразователей. При переключении индуктивности трансформатора из сос- 25 тояния намагничивания к размагничиванию не происходит паразитного выброса напряжения, так как оба процесса протекают в одной обмотке трансформатора. ЗО

Исключение размагничивающей обмотки в трансформаторах дает возможность, упростив конструкцию трансФорматора, не только уменьшить его габариты и вес, но и повысить- КПД трансформатора, поскольку размагни чивающая обмотка в известном устройстве выполняется более тонким проводом, чем первичная обмотка, имеет большое сопротивление и вносит большие потери.

Отсутствие паразитного выброса, напряжения на закрытых коммутирующих транзисторах повышает надежность устройства и уменьшает мгновенную

45 .рассеиваемую мощность на коммутиру ющих транзисторах.

) 6

Предлагаемое техническое решение обеспечивает улучшение весогабаритных показателей, повышение надежности и КПД в сравнении с известным решением, Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий две последовательно .присоединенные к входным выводам однбфазные инверторf ные ячейки, каждая из которых содержит ключевой элемент, подсоединенный к первичной обмотке выходного трансформатора, вторичная обмотка которого через соответствующий выпрямитель присоединена к общему

L-С-D-Фильтру, выход которого подключен к выходным выводам, причем точка присоединения каждого ключевого элемента с одним из выводов первичной обмотки соответствующего выходного трансформатора подключена к GQQTветствующему первому электро., ду рекуперационного диода, о т л и,ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения весогабаритных показателей, КПД и надежности, параллельно входным выводам присоединен введенный емкостной делитель напряжения, средняя точка которого соединена с другими выводами первичных обмоток выходных трансформаторов, а каждая из крайних точек этого делителя напряжения подключена к соответствующим вторым электродам рекуперационных диодо в.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизЕ

1, Авторское, свидетельство СССР

1; g7664-, . кл. Н 02 И 7/537, 1976. ."л:=-ктронная техника в автоматике, Сборник, Под ре„ . И.П.Конева, 8 "Coa радио", 1977. вып. 9, cå 9$р рисо 1 0 о

3. "Электроника" р 1978, т. 51 р ; 3, с, 50-56.

978293 фиг. Z

Составитель Т. Ершова

Техред Е, Харитончик Корректор Н.Король

Редактор С ° Пекарь филиал ППП Патент, г. жгород, ул. Проектная, Заказ 923 /72 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113fl35, Москва, Н-35, Раушская наб., д. Й/5