Преобразователь переменного напряжения в постоянное напряжение

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники, в частности к преобразовательной технике. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности преобразователя при коротком замыкании на нагрузке. Технический результат достигается тем, что в преобразователь переменного напряжения в постоянное напряжение, содержащий первую обмотку дросселя, подключенную к первому выходу источника переменного напряжения, введена вторая обмотка дросселя, намотанная встречно с первой, первый вывод которой подключен ко второму выходу источника переменного напряжения, второй вывод ее подключен к общей точке соединения первого и второго конденсаторов. 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники, в частности к преобразовательной технике.

Известен преобразователь напряжения, содержащий дроссель, первый вывод которого подключен к первому выходу источника переменного напряжения, второй вывод его подключен к общей точке первого и второго последовательно соединенных диодов, к свободным выводам которых подключены соответственно первый и второй выходные выводы, и первый и второй последовательно соединенные конденсаторы, общая точка соединения которых подключена ко второму выходу источника переменного напряжения, первый и второй транзисторы, входы которых подключены параллельно соответственно первому и второму диодам, управляющие входы их подключены соответственно к первому и второму выходам блока управления, вход которого подключен к выходу датчика тока, вход которого подключен ко второму выводу дросселя (см. з-ка Японии №6087666, Н02М 7/10, 1994).

Недостатком преобразователя является относительно низкая надежность, обусловленная бросками тока при коротком замыкании на нагрузке.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является преобразователь напряжения, содержащий дроссель, первый вывод которого подключен к первому выходному выводу источника переменного напряжения, второй вывод его подключен к общей точке соединения первого и второго последовательно включенных диодов, к свободным выводам которых подключены первый и второй последовательно соединенные конденсаторы и соответственно первый и второй выходные выводы, первый и второй транзисторы, входы которых подключены параллельно соответственно первому и второму диодам, управляющие входы их подключены соответственно к первому и второму выходам блока управления, первый вход которого подключен через блок контроля полярности напряжения к первому выходному выводу источника переменного напряжения и к первому входу компаратора, выход которого подключен ко второму входу блока управления, второй вход компаратора подключен к выходу датчика тока, вход которого подключен ко второму выходному выводу источника переменного напряжения и к общей точке соединения первого и второго конденсаторов (см. з-ка Японии №3256589, Н02М 7/10, 2002).

Недостатком преобразователя является относительно низкая надежность при значительном изменении сопротивления нагрузки.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности преобразователя при коротком замыкании на нагрузке.

Технический результат достигается тем, что в преобразователь переменного напряжения в постоянное напряжение, содержащий первую обмотку дросселя, первый вывод которой подключен к первому выходу источника переменного напряжения, второй вывод ее подключен к общей точке последовательно соединенных первого и второго диодов, свободные выводы которых подключены к последовательно соединенным первому и второму конденсаторам и к первому и второму выходам преобразователя соответственно, а также второй выход источника переменного напряжения, введена вторая обмотка дросселя, намотанная встречно с первой, первый вывод которой подключен ко второму выходу источника переменного напряжения, второй вывод ее подключен к общей точке соединения первого и второго конденсаторов.

Проведенные патентные исследования по патентной и научно-технической литературе дают основания предполагать, что до настоящего времени не известно предложенное техническое решение, что позволяет сделать вывод о наличии новизны у заявленного технического решения.

Использование совокупности признаков, отличающих заявленное техническое решение от известных при изучении данной и смежной областей раздела техники преобразования переменного напряжения в постоянное, с той же целью не выявлено, что обеспечивает заявленному техническому решению соответствие критерию «существенные отличия» (см. з-ка JP №2714104, МКИ Н02М 7/10, 1998; з-ка GB №2376816, МКИ Н02М 7/10, 2002; п. ЕР №0633652, МКИ Н02М 7/10,1995; п. US №5926383 НКИ 363-50, 1998).

На фиг.1 представлена схема предлагаемого преобразователя переменного напряжения в постоянное напряжение; на фиг.2 - эквивалентная схема преобразователя.

Преобразователь переменного напряжения в постоянное напряжение содержит источник 1 переменного напряжения, первый выход которого подключен к первому выводу первой 2-1 обмотки дросселя 2, второй вывод которой подключен к общей точке соединения последовательно включенных первого 3 и второго 4 диодов, свободные выводы которых подключены к последовательно соединенным первому 5 и второму 6 конденсаторам и соответственно к первому 7-1 и второму 7-2 выходам преобразователя, а также вторую 2-2 обмотку дросселя 2, намотанную встречно первой, подключенную первым выводом ко второму выходу источника 1, вторым выводом - к общей точке соединения конденсаторов 5 и 6.

Преобразователь работает следующим образом.

При положительном напряжении на источнике 1 (фиг.1) ток течет по цепи: первая 2-1 обмотка дросселя 2, диод 3, первый конденсатор 5, вторая 2-2 обмотка дросселя 2. Конденсатор 5 заряжается до напряжения, равного:

При отрицательной полярности напряжения на источнике 1 открывается диод 4 и ток течет по цепи: вторая 2-2 обмотка дросселя 2, второй конденсатор 6, диод 4, первая 2-1 обмотка дросселя 2. Конденсатор 6 заряжается до напряжения, равного:

Напряжение на нагрузке 7 (фиг.1) равно сумме напряжений U₅ и U₆:

Так как диоды 3 и 4 одинаковые, то можно принять, что U₃= U₄, тогда напряжение на нагрузке будет равно:

Основным преимуществом преобразователя является то, что ток нагрузки остается постоянным и практически не зависит от сопротивления нагрузки. Рассмотрим эквивалентную схему преобразователя (фиг.2). Ток нагрузки из эквивалентной схемы преобразователя определяется как:

где , L=L_2-1+L_2-2 - индуктивность дросселя 2

, f - рабочая частота преобразователя.

Из выражений (5) и (7) видно, что ток нагрузки I_н определяется в основном значением рабочей частоты f и индуктивностью L дросселя 2. С возрастанием частоты активное сопротивление нагрузки оказывает пренебрежимо малое влияние на ток нагрузки.

Преобразователь переменного напряжения в постоянное напряжение, содержащий первую обмотку дросселя, первый вывод которой подключен к первому выходу источника переменного напряжения, второй вывод ее подключен к общей точке последовательно соединенных первого и второго диодов, свободные выводы которых подключены к последовательно соединенным первому и второму конденсаторам и к первому и второму выходам преобразователя соответственно, а также второй выход источника переменного напряжения, отличающийся тем, что введена вторая обмотка дросселя, намотанная встречно с первой, первый вывод которой подключен ко второму выходу источника переменного напряжения, второй вывод ее подключен к общей точке соединения первого и второго конденсаторов.