Преобразователь постоянного напряжения в постоянное

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника питания . Цель изобретения - повышение КПД. Благодаря введению ограничительного дросселя 3, включенного между транзистором 2 и LC-фильтром из коденсатора 5 и дросселя 4, обеспечивается режим работы, при котором осуществляется передача энергии, накопленной дросселем 3 в конденсатор 5 LC-фильтра. При этом обеспечиваются включение демпфирующего конденсатора 6 через диод 7 между точкой соединения транзистора 2 с дросселем 3 и общей шиной и подключение конденсатора 6 через демпфирующий дроссель 9 и диод 8 к конденсатору 5. 1 ил. г

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

0gil .(И) А1 щ) H 02 M 3/135 н авта сн0мм СВИдВтеъств ские потери при его выключении, что снижает надежность и КПД из"за пере- дачи накопленной энергии демпфирую" щего дросселя, в нагрузку.

Известен преобразователь напряжения, содержащий два последовательно включенных двухобмоточных дросселя: накопительный и ограничительный.

Использование вторых обмоток дросселей позволяет, обеспечить передачу накопленной энергии на выход преобразо" вателя..

Этому решению присущи недостатки, связанные с индуктивностью рассеяния двухобмоточных дросселей. Практичес" ки не удается исключить в полной мере влияние индуктивности рассеяния на процессы выключения транзистора, особенно при работе с высокими нвпГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbITHRM

ПРИ fHHT СССР (21) 4709535/07. (22) 26.06.89 . (46) 23.05.92.Бюл.М 19 (71) Научно-производственное объединение "Плазма" (72) В.И.Пшеничников и А.В.Паршин (53) 621,314.1(088.8) (56) Моин В.С. и др. Стабилизированные транзисторные преобразователи.

М.: Энергия, I972, с.346, рис.9.18.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1653090, кл. Н 02 М 3/135, 1989. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Изобретение относится к .электротехнике и может быть использовано

Изобретение относится к электротехнике, в частности к вторичным источникам питания, и может быть использовано для питания стабилизированным . постоянным или импульсным напряжением систем радиотехнических устройств, изделий квантовой электроники и др..

Известен ключевой преобразователь постоянного напряжения в постоянное> в котором снижение динамических потель в регулирующем транзисторе при включении достигается введением демпфирующего дросселя, запасенная энергия которого с помощью дополнительного диода возвращается в нагрузку.

В этом преобразователе имеют место повышенные импульсные напряжения на регулирующем транзисторе и динамиче2 в качестве вторичного источника питания. Цель изобретения - повышение

КПД. Благодаря введению ограничительного дросселя 3, включенного между транзистором 2 и ЬС-фильтром из коденсатора 5 и дросселя 4> обеспечивается режим работы, прй котором осуществляется передача энергии, накопленной дросселем 3 в конденсатор 5 ЬС-фильтра. При этом обеспечиваются включение демпфирующего конденсатора 6 через диод 7 между точкой соединения транзистора 2 с дросселем 3 и общей шиной и подключение конденсатора 6 через демпфирующий дроссель 9 и диод 8 к конденсатору 5.

1 ил.

3 173597 ряжениями, когда требования к электропрочности ведут к росту индуктивности рассеяния. Даже небольшая индуктивность рассеяния влияет на рост динамических потерь при выключении быстродействующих транзисторов. Все это снижает надежность в работе пре образователя.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь, содержащий регулирующий транзистор, последовательно с которым соединены накопительные конденсатор и дроссель, образующие LC-фильтр, демпфирующий дрос15 сель с цепью откачки запасенной энер гии, первый коммутирующий диод, последовательно соединенные демпфирующий конденсатор и второй диод, включенные параллельно 1.С-фильтру, общая точка демпфирующего конденсатора и второго диода связана с цепью зарядки демпфирующего конденсатора, вклю чающей дополнительный дроссель„ третий диод и транзистор, и емкостный делитель входного питающего напряжения.

Целью изобретения является повы. шение КПД преобразователя, Поставленная цель достигается тем, что в, известный преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий входной, выходной и общий выводы для подключения источника постоянного напряжения и нагрузки., регу" лирующий транзистор, первым выводом 35 подключенный к входному выводу, ЬСфильтр, между свободными выводами дросселя и кэнденсатора которого включен коммутирующий диод, причем общая точка соединения дросселя и конденса- 4Î . тора образует выходной вывод, а общая точка соединения конденсатора и коммутирующего паппа подключена к общему выводу, а также демпфирующий конденсатор, соединенный 45 одним выводом с вторым выводом транзистора, а другим выводом через первый диод - с общим выводом, а через последовательную цепочку из второго диода и демпфирующего дросселя - с 50 выходным выводом, дополнительно вве . ден ограничительный дроссель, включенный между вторым выводом регулирующего транзистора и общей точкой соединения коммутирующего диода с дроссе- Я лем фильтра. Такое включение ограничительного дросселя позволяет использовать накопленную дросселем энергию . для перезаряда демпфирующего конден-. сатора и частично - для передачи в нагрузку, что позволяет повысить КПД,j

На чертеже представлена схема преобразователя.

Преобразователь содержит подключенные к источнику питания 1 через регулирующий транзистор 2 последовательно соединенные ограничительный дроссель 3, дроссель 4 и конденсатор

«

5 LC-Фильтра. К точке соединения транзистора 2 с ограничительным дросселем 3 подключен демпфирующий,конденсатор 6, соединенный другим выводом через первый диод 7 с общей шиной и через последовательную цепочку из второго диода 8 и демпфирующего дросселя 9 — к конденсатору 5 LC-фильтра.

Между точкой соединения дросселей

3,4 включен коммутирующий диод 10.

Устройство работает следующим образом.

8 исходном состоянии напряжение на демпфирующем конденсаторе 6 и конденсаторе 5 LC-фильтра равно нулю, токи в дросселях 3,4,9 отсутствуют.

При включении регулирующего транзистора 2 происходит одновременная зарядка накопительного конденсатора

5 LC-Фильтра по цепи: источник питания 1 - регулирующий транзистор 2 " ограничительный дроссель 3 — дроссель

4 LC-фильтра и по цепи: источник питания 1 — транзистор 2 — демпфирующлй конденсатор 6 - второй диод 8демпфирующий дроссель 9 - конденсатор

« LC-фильтра. .За время открытого состояния транзистора 2 происходят линейнов нарастание тока в дросселе 3 и резонансная зарядка демпфирующего конденсатора 6.

При достижении напряжения на демпфирующем конденсаторе 6, равного суммарному напряжению источника. питания,1 и конденсатора 5> ток зарядки через демпфирующий конденсатор 6 прекращается„ а ток демпфирующего дросселя 9 замыкается через первый 7 и второй 8 диоды и накопительный конденсатор 5.

При этом оставшаяся запасенная энергия в дросселе 9 передается в конденсатор 5 LC-фильтра. Время передачи энергии дросселя 9 определяется исходным уровнем напряжения на конденсаторе 5; величиной его емкости и индуктивностью дросселя 9.

После снятия управляющего напряжения с регулирующего транзистора 2 на76 6

Lз

U =U сь с5 1.,+ L

Преобразователь постоянного напряжения s постоянное, содержащий входной, выходной и общий выводы для подключения источника постоянного напряжения и нагрузки, регулирующий транзистор, первым выводом подключенный к входному выводу, LC-фильтр, между свободными выводами дросселя и конденсатора которого включен коммутирующий диод, причем общая .точка соединения дросселя и конденсато" ра образует выходной вывод а общая точка соединения конденсатора и коммутирующего диода подключена к об" щему выводу, а также демпфирующий конденсатор, соединенный одним выводом с вторым выводом транзистора, а другим выводом через первый диод - с общим выводом, а через последовательную цепочку из второго диода и демпфирующего дросселя - с выходным выводом, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, в него дополнительно .введен ограничительный дроссель, включенный между вторым выводом регулирующего транзистора и общей точкой соединения коммути-.рующего диода с дросселем Фильтра.

l 735" чинаются процессы его выключения, при запирании транзистора 2 ток ограничительного дросселя 3 и дросселя 4

LC-фильтра замыкается через конденсатор 5> второй диод 8 и демпфирующий конденсатор 6. Поскольку напря жение на демпфирующем конденсаторе 6 равно почти напряжению источника питания 1 за счет его разряда, то ток в дросселях 3,4 увеличивается.

При полной разрядк демпфирующего

;конденсатора 6 рост тока прекращается.„ При этом скорость нарастания напряжения на регулирующем транзисторе

2 за время его выключения определя" ется скоростью разрядки демпфирующего конденсатора 6.

Выбором величины емкости демпфирующего конденсатора 6 с учетом тока его разрядки достигается выключение транзистора 2 при низком коллектор. ном напряжении. После полного разряда демпфирующий конденсатор б перезаряжается током дросселей 3 и 4; При достижении напряжения на нем, равного где L u L — индуктивности соответь Ф ствующих дросселей 3, 4;

U — напряжение На конден. C5 саторе 5 LC-фильтра, начинает проводить коммутирующий диод 10; Тем самым обеспечивается пере35 дача оставшейся энергии ограничительного дросселя 3 в демпфирующий конденсатор б. Время передачи оставшейся энергии определяется .величинами индук- @> тивности и емкости соответственно дросселя 3, конденсатор 6 и уровнем напряжения на последнем.

Таким образом, к началу очередно-. го включения транзистора 2 ток в демпфирующем дросселе 9 равен нулю, а напряжение на демпфирующем конденсаторе

6 имеет противоположную полярность по сравнению с выходным напряжением.

При очередном включении регулирующего транзистора 2 процессы работы в преобразователе повторяются. При этом демпфирующий конденсатор 6 перезаряжается до уровня напряжения, оп. ределяемого уровнем напряжения на нем и разностью входного и выход"

Ы ного напряжений при исходном напряже нии на демпфирующем конденсаторе 6, превышающем выходное напряжение. Напряжение на конденсаторе 6.к моменту выключения будет равно входному питающему напряжению. Избыточная энергия в дросселе 9 через первый 7 и второй 8 диоды передается в конденсатор 5. Тем самым достигается выключение транзистора 2 при низких уровнях напряжений на нем.

Подключение демпфирующего дросселя 9 к конденсатору 5 LC ÔèëbTÐà га рантирует работу транзистора 2 с малыми потерями в широком диапазоне изменения тока нагрузки.

При несоблюдении этого условия напряжения на демпфирующем конденсаторе 6 перед выключением. транзистора

2 может быть ниже входного напряжения.

Это приводит к росту динамических потерь в транзисторе 2 при выключении, Таким образом, в предложенном преобразователе энергия, запасаемая в основных и дополнительных реактивных элементах, передается в нагрузку, что повышает КПД, а исключение теплорассеивающих элементов с сохранением лучшего использования регулирующего транзистора 2 по току повышает на" дежность преобразователя.

Формула изобретения

1735976

Составитель В.Пшеничников . Редактор Ъ.Иванова Техред М.дрык .. . Корректор М.Самборская еюееюееееюеееюеюююееююеюююЕю Е е юееюе

Заказ 1823 . Тираж . Подписное. ВНИКПИ Государсзвеняого коваютета во изобретениям.и открытиям при ГЕНТ СССР

113035, Москва, И-З5, Раувская яаб., д. 4/5

Проиаводстваииоввдатвласвий воибиввт «Патлат", г. удгород, ул. Гагарина, 101