Преобразователь постоянного напряжения

Преобразователь постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике Цель изобретения - повьшение КПД. Преобразователь содержит силовой усилитель мощности 1 с выходным трансформатором 12 и вьшрямителем, блок управления 8, ключевой элемент 18, пусковую КС-цепь, конденсатор 20 которой зашунтирован первым стабилитроном 21 и резистивным датчиком тока 22, пороговый элемент 28 и RC-генератор коротких импульсов 25, зашунтированный вторым стабилитроном 26. Преобразователь рассчитан на запуск при пониженном напряжении в процессе плавного возрастания питающего напряжения от нуля до рабочего значения При появлении питающего напряжения происходит заряд конденсатора 20 до напряжения, заданного первым стабилитроном 21 . Цосле увеличения питающего напряжения до пускового уровня напряжение с резистивного датчика тока 22 через пороговый элемент 28 поступает на вход синхронизации RC-генератора коротких импульсов 25, вызывая его срабатьшание. По импуЛьсу этого генератора включается ключевой элемент 18, через который заряженный конденсатор 20 соединяется с питающим входом блока управления 8. После возбуждения преобразователя питание блока управления 8 рсуществля- , ется через вьтрямитель 15 от дополнительной обмотки 14 выходного транс- ; форматора 12. 2 ил.; сл

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄsuÄÄ » а1 (51) 4 Н 02 M 7/538

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4 117786/24-07 .(22) 09.06.86 (46) 15.08.88. Бюл. N 30 (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при

Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) Б.А.Лапин (53) 621.314. 058 (088.8) (56) Авторское. свидетельство СССР

Ф 509963, кл . Н 02 М 7/515, 1975.

Авторское свидетельство СССР

У 1124415, кп. Н 02 M 7/538, 1980. (54),IIPEÎBPAÇOBATEJIb ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повьппение КПД. Преобразователь содержит силовой усилитель мощности t с выходным трансформатором 12 и выпрямителем, блок управления 8, ключевой элемент 18, пусковую RC-цепь, конденсатор 20 которой зашунтирован первым стабилитроном 21 и резистивным датчи- ком тока 22, пороговый элемент 28 и

RC-генератор коротких импульсов 25, зашунтир ованный вторым стабилитроном

26. Преобразователь рассчитан на запуск при пониженном напряжении в процессе плавного возрастания питающего напряжения от нуля до рабочего значения. При появлении питающего напряжения происходит заряд конденсатора 20 до напряжения, заданного первым стабилитроном.21. После увеличения питающего напряжения до пускового уровня напряжение с резистивного датчика тока 22 через пороговый элемент

28 поступает на вход синхронизации

RC-генератора коротких импульсов 25, Й вызывая его срабатывание. По импульсу этого генератора включается .ключевой элемент 18, через который заряженный конденсатор 20 соединяется с питающим входом блока управления 8.

После возбуждения преобразователя питание блока управления 8 осуществля» ется через выпрямитель 15 от дополнительной обмотки 14 выходного трансформатора 12. 2 ил.

1417148

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода для преобразования постоянного напряжения.

Цель изобретения — повышение КПД и, расширение диапазона скорости нарастания питающего напряжения при пуске. 1Q

На фиг. 1 показана принципиальная схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 — схема емкостного накопителя.

Преобразователь постоянного напряжения (фиг. 1) содержит усилитель

1 мощности, образованный преобразова.тельными ячейками 2. 1-2.п. Преобразовательная ячейка выполнена на силовых транзисторах 3. 1-3.4, соединенных 20 по мостовой схеме. Управление транзисторами осуществляется через обмотки 4.1-4,4 управляющего трансформатора 5, первичная обмотка 4.-5 которого подключена к выходам 6 и 7 блока 8 управления. По питанию ячейки 2.12.п включены последовательно и соединены с входньыи выводами 9 и 10 пре-; образователя. Последовательно .с ячейками может быть включен токоограни- 30 чивающий дроссель, шунтированный обратным..диодом (на фиг. 1 показано пунктиром).

Выход каждой из ячеек 2.1-2.п соединен соответственно с первичными об-3g мотками 11.1-11.п выходного трансформатора 12. Обмотка 13 трансформатора предназначена для подключения нагрузки. Дополнительная обмотка 14 через выпрямитель 15 соединена с выводами gp

16 и 1.7 для питания блока 8 управления. При этом вывод 16 подключен к входному выводу 9 преобразователя, а вывод 17 через силовую цепь ключевого элемента 18 соединен со средней точкой пусковой последовательной RCцепи, образованной зарядным резистором 19 и емкостным накопителем 20.

Параллельно емкостному накопителю 20 включена последовательная цепочка, состоящая из стабилитрона 21 и резистивного датчика 22 тока. Между точкой соединения датчика 22 тока с емкостным накопителем 20 и входным выводом 9 преобразователя включена цепь питания (выводы 23 и 24) RC-генератора 25 коротких импульсов,. зашунтированного стабилитроном 26. Выход 27 и вывод 24 питания RC-генератора 25 соединен с цепью управления ключевого элемента 18. Параллельно датчику 22 тока подсоединены выводы цепи управления порогового элемента 28, выход которого подключен к входу 29 синхронизации RC-генератора 25. Пороговый элемент 28 выполнен на стабилитроне, 30 и транзисторе 3 1. Стабилитрон 30 и база транзистора 31 образуют вход, а коллектор транзистора 3 1 — выход порогового элемента 28. RC-генератор

25 содержит резисторы 32 и 33, конденсатор 34 и однопереходной транзистор 35. Резистор 32 соединен.с входом

29 синхронизации, точка соединения резистора 33 с первой базой транзистора 35 соединена с выходным выводом

27 RC-генератора. Выводы 23 и 24 цепи питания RC-генератора соединены соответственно с второй базой транзистора 35 и с общей точкой резистора 33 и конденсатора 34.

Ключевой элемент 18 выполнен на транзисторе 36 и тиристорной оптопаре 37. Коллекторно-эмиттерный переход транзистора Зб образует силовую цепь ключевого элемента, а светодиод оптопары 37 - входную цепь.

Блок 8 управления может быть выполнен по любой известной схеме, вырабатывающей на выходах 6 и 7 переменное напряжение прямоугольной формы.

Емкостный накопитель 20 (фиг. 2) содержит конденсаторы 38.1-38.3, соединенные поочередно-последовательно с зарядными диодами 39.1 и 39. 2. Одноименные обкладки конденсаторов 38.138.3 объединены через разрядные диоды 40.1, 40.2 и 41.1, 41.2. При ис" пользовании такого накопителя в преобразователе постоянного напряжения конденсатор 38. 1 соединяется с зарядным резистором 19, конденсатор 38.3 с датчиком 22 тока, общая точка диодов 40.1 и 40.2 — с выходным выводом

9 преобразователя.

Преобразователь работает следующим образом.

При появлении возрастающего напряжения на входных выводах 9 и 10 преобразователя через резистор 19 происходит заряд емкостнога накопителя 20 по цепи 10-19-20-23-35-33-24-9 . После заряда накопителя 20 до напряжения стабилизации стабнлитрона 21 напряжение накопителя ограничивается на этом уровне, а ток начинает протекать по цепи 10-19-21-22-23-35-331417148

24-9, минуя накопитель 20, при этом для питания используется RC-генерато.,ра 25. Напряжение íà его выводах 23 и 24 ограничивается стабилитроном 26, По мере увеличения напряжения на входных выводах 9 и 1О пропорционально возрастает падение напряжения на датчике 22 тока. Когда оно несколько превысит напряжение стабилизации ста- 10 билитрона 30, транзистор 31 открывается, на вход 29 синхронизации поступает напряжение, вызывающее срабатывание RC-генератора 25. По выходному импульсу RC-генератора 25 включается 15 ключевой элемент 18. При этом блок 8 управления получает питание от заряженного емкостного накопителя 20.

Ток питания блока .8 управления замыкаетая по цепи: 20-36-17-16-26-20. В 20 результате IIpoHcxopHT возбуждение блока 8 управления. С выходов 6 и 7 блока 8 управления напряжение управления поступает на обмотки 4,1-4.5 трансформатора 5 управления, вызывая 25 возбуждение преобразовательных ячеек 2.1 -2.п. Вследствии этого на об- ., мотках выходного трансформатора 12 появляется переменное напряжение.

Напряжение дополнительной обмотки ЭО

14 выпрямляется выпрямителем 15 и используется для питания блока 8 управления.

При дальнейшем увеличении питающего напряжения.от пускового значе- 5 ния до рабочего в такой же пропорции возрастает напряжение на обмотках выходного трансформатора 12, а также на выходе выпрямителя 15 ° В процессе работы преобразователя ключевой элемент 4р

18 находится в открытом состоянии, так как через него протекает ток зарядного резистора 19.

В процессе заряда коцценсаторы .

38.1-38.3 емкостного накопителя 20 45 через диоды 39 ° 1 и 39.2 соединяются последовательно, а при разряде — параллельно через разрядные диоды 40.1, 40.2 и 41.1, 41.2. Последовательнопараллельное переключение конденсато- gg ров 38.1-38.3 позволяет уменьшить в ш раз зарядный ток накопителя, где

m - число конденсаторов, а также в

m раз снизить перегрузку по напряже,нию питания блока 8 управления.

В предлагаемом преобразователе поцесс пуска происходит при увеличении питающего напряжения до пускового значения, заданного выбором сопротивления датчика 22 тока и напряжения стабилитрона 30.

Запуск на пониженном напряжении существенно повышает надежность пускового режима, особенно эффективно при высоковольтной цепи питания.

В предлагаемом преобразователе в отличие от прототипа величина пускового напряжения не зависит от скорости нарастания питающего напряжения, поэтому для питания преобразователя мо.гут быть использованы источники с нестабилизированной скоростью нарастания напряжения, в том числе источники с ручной установкой выходного напряжения.

Ф ор мул а и з о б р е т е ни я

Преобразователь постоянного напряжения, содержащий усилитель мощности с выходным трансформатором, дополни-, тельная обмотка которого через выпрямитель соединена с питающими выводами блока управления, один из которых подключен к первому входному выводу преобразователя, а другой — через ключевой элемент соединен со средней точкой пусковой последовательной RCцепи, образованной емкостным накопителем и зарядным резистором, вывод которого соединен с вторым входным вь.водом преобразователя, а также

RC-генератор коротких импульсов, выход которого соединен с цепью управления ключевьщ элементом, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и расширения диапазона скорости нарастания питающего напряжения при пуске, в него введены первый стабилитрон, резистивный датчик тока, пороговый элемент и второй стабилитрон, причем первый стабилитрон и датчик тока соединены последовательно и подключены параллельно емкостно- му накопителю, цепь управления порогового элемента подключена параллельно датчику тока, а RC-генератор коротких импульсов снабжен входом синхронизации, соединенным с выходом порогового элемента, и включен по цепи питания параллельно с вторым стабилитроном между первым входным выводом преобразователя и точкой соединения резистивного датчика тока с емкостным накопителем.

1417148

Составитель В.Моин

РедактоР А.Лежнина ТехРед М. Ходанич

Корректор Л.Патай

Заказ 4076/55

Тираж б65

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

))3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятив, r. Ужгород, ул. Проектная, 4