Преобразователь постоянного напряжения

Преобразователь постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержагций несколько преобразовательных ячеек, соединенных параллельно как по входу так и по выходу, и общий блок управления с широтно-импульсным модулятором , выходы которого связаны с базами силовых транзисторов преобразовательных ячеек через управляющие трансформаторы и токоограничительнЬте элементы, о т л и-, чающийся тем, что, с целью повышения надежности путем выравнивания нагрузок преобразовательных ячеек, токоограничительный элемент вьтолнен регулируемым. 2.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что токоограничительный элемент выполнен в виде переменного резистора, включенного последовательно в цепь первичной обмотки управляющего трансформатора. 3.Преобразователь по п. 2, отличающийся тем,что укаS занный резистор вьтолнен в виде (О терморезистора и размещен на теплоотводящем радиаторе данной ячейки. с 4.Преобразователь по п. 2, о т личающийся тем, что в него введен датчик тока, а токоограничительный элемент вьтолнен в виде дополнительного транзистора, включенного через выпрямитель последовательно в цепь первичной обмотки управляющего трансформатора и подключенного по цепи эмиттер - бах за к выходу датчика тока, который включен последовательно в выходную цепь данной преобразовательной ячейки.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 Н 02 M 3 335

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3719005/24-07 (22) 02.04.84 (46) 23.09.85. Бюл. У 35 (72) Д.В. Авдеев, В.В. Авдеев, А.П. Пакидов и В.И. Тихонов (71) Ленинградский институт авиационного приборостроения (53) 621. 314. 58 (088. 8) (56) Глебов Б.А., Новиков А.А., Новикова Т.Н. Способ параметрического выравнивания выходных мощностей преобразователей в многоячейковых источниках питания. — Техническая электродинамика. Киев.:

1983, вып. 6, с. 43-47.

Пакидов А.П., Авдеев В.В. Структура стабилизированных транзисторных йреобразователей на унифицированных модулях. — Проблемы преобразовательной техники. Киев.: 1979, вып ° 3, с. 126, рис. 3. (54) (57) 1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий несколько преобразовательных ячеек, соединенных параллельно как по входу так и по выходу, и общий блок yriравления с широтно-импульсным модулятором, выходы которого связаны с базами силовых транзисторов преобразовательных ячеек через управляющие трансформаторы и токо„„Я0„„1181081 A ограничительнЬ|е элементы, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности путем выравнивания нагрузок преобразовательных ячеек, токоограничительный элемент выполнен регулируемым.

2. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что токоограничительный элемент выполнен в виде переменного резистора, включенного последовательно в цепь первичной обмотки: управляющего трансформатора.

3. Преобразователь по п. 2, о тл и ч а ю шийся тем, что указанный резистор выполнен в виде терморезистора и размещен на теплоотводящем радиаторе данной ячейки.

4. Преобразователь по п. 2, о т— л и ч а ю шийся тем, что в него введен датчик тока, а токоограничительный элемент выполнен в виде дополнительного транзистора, включенного через выпрямитель последовательно в цепь первичной обмотки управляющего трансформатора и подключенного по цепи эмиттер — база к выходу датчика тока, который включен последовательно в выходную цепь данной преобразовательной ячейки.

1181081

Изобретение отйосится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания для преобразования постоянного напряжения. 5

Цел ь и з о бр ет ения — и овыше ние надежности путем выравнивания нагрузок преобразовательных ячеек, входящих в преобразователь.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого преобразователя постоянного напряжения; на фиг. 2 — вариант выполнения токоуправляющего элемента.

30

Преобразователь постоянного напряжения содержит блок 1 управления с задающим 2 и ведомым 3 генераторами и включенные параллельно по входу и выходу преобразо вательные ячейки 4 постоянного напряжения в постоянное. Каждая из ячеек состоит иэ включенных последовательно инвертора, выполненно— го по двухтактной схеме на двух транзисторах 5 и 6 со средней точкой первичной обмотки выходного трансформатора 7, выпрямителя 8 и выходного фильтра 9. Базовые цепи транзисторов 5 и 6 инверторов в каждой преобразовательной ячейке 4 состоят,из управляющего трансфор— матора 10 канала задающего генератора и управляющего трансформатора- 11 канала ведомого генератора, вторичные обмотки 12 — 15, которых включены последовательно-согласно, причем в одном плече инвертора свободный вывод вторичной обмотки 13 трансформатора задающего 40 генератора, являющийся ее началом, а в другом 14 — являющийся ее концом, подключены к эмиттерам соответствующих транзисторов 5 и 6.

Базы транзисторов через рассасывающие диоды 16 и 17 подключены к общим точкам соответствующих вторичных обмоток 12, 13 и 14, 15 управляющих трансформаторов, а свободные выводы вторичных обмоток 12 и 15

50 трансформатора канала ведомого генератора подключены к эмиттерам насыщающих диодов 18 и 19. Первичная обмотка 20 трансформатора 10 подключена к задающему генератору 2, 55 а первичная обмотка 21 трансформатора 11 — к ведомому генератору 3 через токоограничительный элемент 22., К одному из выходных выводов преобразовательной ячейки 4 подключен датчик 23 тока. Элемент 22 может быть выполнен в виде регулируемого резистора. Кроме того, \ элемент 22 может быть выполнен в виде терморезистора, размещенного на теплоотводящем радиаторе преобразовательной ячейки, либо в виде дополнительного управляемого транзистора 24 и диодного моста 25 (фиг. 2), выводы постоянного тока которого подключены к коллектору и эмиттеру управляемого транзистора

24 и через смещающие резисторы 26 и 27 к его базе, а датчик тока в виде шунта, потенциальные плюсовый и минусовый выводы которого подключены соответственно к эмиттеру и базе транзистора 24, .причем первичная обмотка 21 трансформатора 11 подключена к выходу ведомого генератора 3. через выводы переменного тока диодного моста 25.

Преобразователь работает следующим образом.

Задающий 2 и ведомый 3 генераторы блока 1 управления вырабатывают две сдвинутые по фазе последовательности двухполярных прямоугольных импульсов напряжения, которые поступают в каждую преобразовательную ячейку 4 на первичные обмотки 20 и 2.1 трансформаторов 10 и 11, причем в каждой преобразовательной ячейке ток первичной обмотки 21 и вторичных обмоток 12 и 15 трансформатора 11 ограничивается установлЕнным в нем токоограничительным элементом 22. На вторичных обмотках 12-15 трансформаторов 10 и 11 эти последовательности суммируются. К база-эмиттерным переходам транзисторов 5 и 6 в противофазе, через токонасыщающие диоды 18 и 19 прикладывается суммарное напряжение вторичных обмоток 12-15 трансформаторов 10 и 11, а через рассасывающие диоды 16 и 17 — напряжение вторичных обмоток 14 и 13 трансформатора 10.

В том случае, когда напряжения на вторичных обмотках 12 и 13 или

14 и 15 имеют одинаковый знак, в одном из плеч инвертора транзистор 5 (б) отпирается током,. ограниченным элементом 22, через насьпцающий диод 18 (19), в другом плече инвертора транзистор 6 (5) остается запертым напряжением на вторичной обмотке 14 (13) трансформатора 10, приложенным к база— эмиттерному переходу транзистора

6 (5) через рассасывающий диод 17 (16). При разнополярном напряже— нии происходит запирание открытого транзистора 5 (6) напряжением вторичной обмотки 13 (14) транс— форматора 10, приложенным к базаэмиттерному переходу транзистора 5 (6), через рассасывающий диод 16 (17) .

При смене полярности суммарного напряжения отпирается другой транзистор 6 (5) . Таким образом, в инверторах преобразовательных яче— ек 4 осуществляется широтно-импульсная модуляция входного напряжения, которое затем трансформируется, выпрямляется и фильтруется соответственно последовательно включенными трансформаторами 7, выпрямителями 6 и выходными фильтрами 9.

Выходные токи преобразовательных ячеек 4 контролируются датчиками 23 тока и суммируются на общей нагрузке. Величина выходного тока каждой преобразовательной ячейки 4 зависит от угла открытого состояния транзисторов 5 и б, которые определяются углом управления и временем задержки на рассасывание избыточного. заряда неосновных носителей в базах при запирании транзисторов 5 и 6. Величина сопротивления элементов 22 подбирается таким образом, чтобы за счет изменений степени насыщения тран181081 4 зисторов 5 и 6 установились такие углы открытого состояния транзисторов, при которых выходные токи преобразовательных ячеек 4 оказались бы одинаковыми. В случае, если элемент 22 выполнен в виде регулируемого резистора, величина сопротивления этих резисторов устанавливается при ручной настройке в

I0 точке номинальной загрузки по току преобразователя постоянного напряжения в постоянное. Если элемент 22 выполнен в виде терморезистора, установленного на теплоотводящем ра15 диаторе преобразовательной ячейки, то выравнивание токов ячеек происходит автоматически эа счет того, что в преобразовательных ячейках 4 с большим выходным током тем20 пература радиатора вышее, а следовательно, выше сопротивление терморезистора, что приводит к уменьшению угла открытого .состояния транзисторов 5 и 6 данной ячейки и уменьше25 нию вследствие этого ее тока нагрузки.

Если токоограничительный элемент выполнен в виде диодного моста 25 с управляемым транзистором 24, ЗО а датчик тока — в виде шунта, то в преобразовательных ячейках с большим выходным током сопротивление управляемых транзисторов 24 будет больше, а следовательно, угол открытого состояния транзисторов 5

5 и 6 будет уменьшен, т.е. будет обеспечено автоматическое выравнивание нагрузок между ячейками и в результате повышение надежности ра-. боты преобразователя.

1181081

Составитель В. Моин

Редактор В. Петраш Техред О.Неце Корректор И. Эрцейи

Заказ 5945/57 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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