Преобразователь напряжения

Преобразователь напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий сглаживающий фнльт|р. выходом подключенный к полупроводниковому ключу и последовательно соединенному трансформатору с двумя одинаковыми первичными обмотками, причем одна из первычных обмоток подкл1йчена одним концом к положительному входному выводу преобразователя, а вторичные обмотки соединены с выходными выводами, о т л и ч а ю « и йс я тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей путем уменьшения уровня радиопомех без использования специальных фильтров, первичная обмотка трансформатора соединена другим концом с одним выводом полупроводникового ключа, второй вывод которого соединен с первьм § концом второй первичной обмотки, СП а второй конец обмотки с отрицательным входным выводом., ел Oi N о t/г./

СООЭ СОВЕТСКИХ

COUNI

РЕСПУБЛИК

„„SU„„ 56407 А

М 7 537 Н 02 М 3 335

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН ABTOPCHOMV CBMQETEflbCTBY

Фиг. l

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3414080/24-07 (22) 26.03.80 (46) 23.11.83. Бюл. 9 43 (72) А.A. Антонов, В.A. Шимченко, A.Â. Иванов и Е.А. Скворцов (53) 621.314.57(088.8) (56) 1. Волин М.Л. Паразитные процессы в радиоэлектронной аппарату- ре. М., Радио и связв ", 1981, с. 21, 44, 50-51.

2. Электронная техника в автоматике. Сборник под ред, Ю.И. Конева, вып. 12. М., Советское радио, 1981, с, 157-167.

3. Электронная техника в автоматике. Сборник под ред, lO.È. Конева, вып. 9. M. Советское радио, 1977, с. 154, рис. 1. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий сглаживающий фильтр, Выходом подключенный к полупроводниковому ключу и последовательно соединенному трансформатору с двумя одинаковыми первичными обмотками, причем одна иэ первычных обмоток подключена одним концом к положительному входному выводу преобразователя, а вторичные обмотки соединены с выходными выводами, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей путем уменьшения уровня радиопомех без использования специальных фильтров, первичная обмотка трансформатора соедине" на другим концом с одним выводом полупроводникового ключа, второй вывод которого соединен с первым Е концом второй первичной обмотки, а второй конец обмотки с отрицательным входным выводом.

1056407

Изобретение относится к вторичным источникам питания.

Известны преобразователи напряжения, содержащие полупроводниковые ключи, переключающиеся на повышенной частоте, что приводит к возникновению высокочастотных помех, которые оказывают влияние на устойчивость работы как самих преобразователей, так и потребителей питания. .Для устранения указанных радио- 10 помех используются известные методы (например, фильтрация) 11 7 н 2 .

Недостаток известных методов . устранения радиопомех заключается в увеличении массы и габаритов 35 преобразователей.

Наиболее близким техническим решением K изобретению является преобразователь напряжения, содер- . .жащий сглаживающий фильтр, выходом поДключенный к полупроводниковому ключу и последовательно соединенному трансформатору с двумя одинаковыми первичными обмотками, причем одна чз первичных обмоток подключена одним концом к положитель-! ному входному выводу преобразователя, а вторичные обмотки соединены с выходными выводами (3 ).

Недостаток известного устройства заключается в наличии специальных фильтров, увеличивающих массогабаритные показатели.

Целью Изобретения является улучшение.массогабаритных показателей путем уменьшения уровня радиопомех беэ использования специальных фильтров.

Для достижения поставленной цели в преобразователе напряжения, содержащем сглаживающий фильтр, выходом 40 подключенный к полупроводниковому ключу и последовательно соединенному трансформатору с двумя одинаковыми первичными обмотками, причем одна из первичных обмоток подключена одним 45

Концом к положительному выводу преобразователя, а вторичные обмотки соединены с выходными выводами,. первичная обмотка трансформатора соединена другим концом с одним выводом полупроводникового ключа, второй вывод которого соединен с первым концом второй первичной обмотки, а второй конец обмотки — с отрицательным входным выводом.

На фиг. 1 изображена блок-,.схема преобразователя напряжения на фиг.

2 - эквивалентная схема преобразователя с учетом паразитных связей.

Преобразователь напряжения содержит сетевой выпрямитель 1, сглаживаю-60 щий фильтр 2, полупроводниковый ключ

3 с последовательно соединенным трансформатором, 4 с двумя одинаковыми первичными обмотками 5 и 6 и вторичными обмотками 7 и 8, согласно-после-65 довательно или параллельно подклю ченнымн к выходным выводам преобразователя.

В эквивалентную схему (фиг. 2) введены комплекснье сопротивления

9 и 10 каждого провода сети переменного тока относительйо земли, комплексное сопротивление 11 между проводами сети переменного тека со стороны устройства электропитания, комплекс,ные сопротивления 12 н 13 выпря-, мнтельных диодов, комплексное сопротивление 14 сглаживающего

Фильтра, комплексные сопротивления

15 и 16 трансформаторов со стороны первичных обмоток, комплексное сопротивление 17 транзистора, комплексные сопротивления 18 и 19 между положительной н отрицательной шинами источника питания относительно корпуса устройства, комплексные сопротивления 20 и 21 коллектора и эмиттера электронного ключа относительно корпуса устройства, комплексное сопротивление 22 корпуса устройства относительно земли, корпус 23 устройства.

Входное переменное напряжение преобразуется сетевым выпрямителем

1 в постоянное напряжение и поступает на сглаживающий фильтр 2. При периодическом замыкании и размыкании полупроводникового ключа 3 с повышенной частотой к первичным обмоткам 5 и 6 трансформатора 4 прикладывается напряжение сглаживающего фильтра 2. Переменное напряжение с вторичных обмоток 7 и 8 трансформатора 4, включенных согласно-последовательно или параллельно,.поступает потребителю.

Основной причиной возникновения радиопомех являются скачки тока или напряжения, а источником радио-. помех могут быть как активные, так . и пассивные элементы, например трансформаторы н дроссели.

Гармонические составляющие напряжения и тока, возникающие при работе полупроводникового ключа 3, распрост раняются через параэитные емкости между выводами полулроводникового ключа 3 с присоединенными к нему элементами и корпусом устройства электропитания, которое (по технике безопасности) изолировано от сети переменного тока. Корпус преобразователя напряжения и питающие провода представляют собой противовес и антенну, между которыми включен генератор помех, вырабатывающий широкий спектр частот. од радиопомехой понимается помеха в диапазоне радночастот и разделяют ее на симметричную и несимметричную.

В данном преобразователе напряжения рассматривается подавление нессиметричной радиопомехи, которая может

1056407 4 воздействовать на приемное устройство как по проводам, так и путем электромагнитного излучения сетевыми проводами. Именно этот вид радиопомех наиболее трудно устранить из вестными методами (например, фильтрацией) без существенного увеличения габаритов и веса устройства.

Предположим, что транзистор идеальный элемент, то есть в открытом состоянии сопротивление его равно нулю, а в закрытом - бесконечно.

Как толъко транзистор открывается, к сопротивлениям 15 и 16 прикладывается напряжение сглаживающего фидътра (Еф), причем прн равенстве 15 сопротивлений 15 и 16 напряжения на ннх равны значению ф Еф, а полярности соответствуют указанным на Фиг. 2.

Скачки напряжения на сопротивлениях 15 и 16 создают токи в параэитных сопротивлениях и сопротивлениях

åõåaû.

При равных реактивных сопротивлениях 9 и 10, 12 и 13, 18 и 19, 20 и 21 суммарный ток через реактивное сопротивление 22 равен нулю, а токи через реактивные сопротивления 9 и 16 и равны, и противоположны по направлению, и следовательно компенсируют друг друга относительно земли, Отсутствие или компенсация токов между корпусом устройства и .землей, а также между сетевыми проводами и

seameN является непременным условием отсутствия излучаемых радиопомех.

Ток через сопротивление 11, на котором выделяется напряжение сизвеетричной проводной радиопомехи, ке равен нулю. Следовательно, симметричные проводные радиопомехи в нзоб- 40 ретении ке устраняются.

Если рассматривать в схеме фнг. 2 не идеалъный, а реальный транзистор. т.е. резистор сопротивления 8 — О, то это отразится толъко на велнчи- 45 не токов, а остальные соотношения. такие же, как и для идеального, транзистора.

При закрытом транзисторе к реактивным сопротивлениям 15 и 16 прикладываются равные напряжения противоположного знака. Величины этих напряжений зависят от типа иреобразователя, способа подключенкя нагрузки и ее характера. В преобраэователях постоянного напряжения с . прямым включением выпрямнтелького диода, то когда передача энергии происходит прк открытом состоянии полупроводникового ключа, напряжение на реактивных сопротивлениях 15 и 16 близко . к значению

1/2 Еф..

В преобразователях с . ."обратным" включением выпрямителъного диода энергия накапливается в транзксторе (дросселе) прн открытом состояник олупроводникового ключа и поступает в нагрузку прн закрытом ключе.

Напряжение на первичной обмотке завксит от коэффициента;трансформации и величины напряжения на нагрузке и может иркнкмать значения в пределах от нуля до бесконечности..В реальных устройствах параметры трансформаторов выбираются такими, чтобы напряжение при закрытом ключе было близко к значению 1/2 Еф, Характер нагрузки электронного ключа (трансформаторов или дросселей) не имеет значения. Не имеет значения и наличие паразитных параметров этих элементов, например индуктив-, кости рассеяния, межвитковой клк междуобмоточкой емкостей, Важко лишь, чтобы все основные и паразитные параметры двух первичных обмоток трансформатора .(кли дросселей). были одинаковыми, прн этом обмот.ки могут находиться и ка разных, сердечниках °

Для проводов, подходящих к источнику питания, количество траксформаторов ке имеет значения, но со стороны источника питания количество трансформаторов существенно, так как при этом внутри источника питания появляются дополнительные источники помех и пути распространения помех от этих источников, причем ка интересующих участках (корпус источника питания - земля, провод питания устройства — земля) радиопомехи компенсируются, что и является основной целью.

Таким образом, изобретение позволяет без помощи дополнительных фнлътров обеспечить уменьшение уровня радиопомех без увеличения массогабаритных показателей .

1056407

Составитель Н, Цишевская

Техред О.Неце Корректор Г. Решетннк

В

Редактор

A.шишкина

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

Заказ 9334/53 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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