Двухтактный преобразователь постоянного напряжения

Двухтактный преобразователь постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и автоматики. Цель изобретения - повышение надежности путем увеличения коэффициента заполнения импульсов выходного тока. На выходе полумостовой схемы на двух управляемых ключах, выполненных в виде согласнопоследовательно соединенных силового транзистора 1 (2) и силового диода 3 (4), включен резонансный контур в виде резонансного конденсатора 7 и двух обмоточных дросселей 8 и 9. Вторичные обмотки двухобмоточных дросселей 8 и 9 через выпрямительные диоды 10 и 11 подключены к выходу преобразователя (нагрузка РА, шунтированному фильтрующим конденсатором 12, Двухобмоточные дроссели 8 и 9 работают на протяжении полупериода поочередно, в первой части полупериода как трансформатор, передающий в нагрузку ток перезаряда резонансного конденсатора 7, а во второй части полупериода как дроссель, отдающий в нагрузку накопленную энергию в режиме обратного хода (размагничивания). При этом обеспечивается бестоковая коммутация силовых транзисторов 1 и 2. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (c>)s Н 02 M 3/335

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4437173/07 (22) 07.06,88 (46) 15.02,93, Бюл, М 6 (71) Московский институт электронной техники (72) Д.И. Панфилов и В.С. Сафанюк (56) Патент CLUA N 4017784, кл. 363-17, 1977.

Белов Г.А. Высокочастотные.тиристорно-транзисторные преобразователи постоянного напряжения. Энергоатомиздат, 1987, с. 17, рис. 8, (54) ДВУХТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и автоматики.

Цель изобретения — повышение надежности путем увеличения коэффициента заполнения импульсов выходного тока. На выходе

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и автоматики.

Цель изобретения — повышение надежности путем повышения коэффициента заполнения импульсов выходного тока.

На фиг, 1 приведена принципиальная схема преобразователя; на фиг. 2 и 3 — Вре-. менные диаграммы его работы.

Двухтактный преобразователь постоянного напряжения содержит два соединенных последовательно силовых управляемых ключа, состоящих из силовых транзисторов

1, 2 и согласно последовательно соединен- ных с ними силовых диодов 3,4, к источнику . первичного электропитания подключены два последовательно соединенных силовых конденсатора 5, 6. Между точкой соедине„„ Ж, 1796082 А3 полумостовой схемы на двух управляемых ключах, выполненных в виде согласнопоследовательно соединенных силового транзистора 1 (2) и силового диода 3 (4), включен резонансный контур в виде резонансного конденсатора 7 и двух обмоточных дросселей 8 и 9. Вторичные обмотки двухобмоточных дросселей 8 и 9 через выпрямительные диоды 10 и 11 подключены к выходу преобразователя (нагрузка Р4, шунтированному фильтрующим конденсатором 12, Двухобмоточные дроссели 8 и 9 работают на протяжении полупериода поочередно, в первой части полупериода как трансформатор, передающий в нагрузку ток перезаряда резо- нансного конденсатора 7, а во второй части полупериода как дроссель, отдающий в нагрузку накопленную энергию в режиме обратного хода (размагничивания). При этом обеспечивается бестоковая коммутация силовых транзисторов 1 и 2, 1 з.п. ф-лы, 3 ил. ния конденсаторов 5, 6 и общей точкой соединения силовых управляемых ключей включены последовательно резонансный конденсатор 7 и первичные обмотки двух . двухобмоточных дросселей 8, 9 во встречном направлении. Вторичные обмотки дросселей-через два выпрямительных диода 10, 11 подключены параллельно выходному фильтрующему конденсатору 12 и нагрузке.

Временные диаграммы работы преобразователя, показаны на фиг, 2 и 3 для разных значений входного и выходного напряжений. При достаточно низком выходном напряжении (когда очередное включение силового управляемого ключа производится во время передачи хотя бы одним трансформатором накопленной

1796082

10

20 ке первого дросселя 8 станет 0 вых К тр (где

50 энергии в нагрузку) преобразователь работает следующим образом (фиг. 2), В момент времени Т1 — при отпирании силового управляемого ключа 1 образуется колебательный контур, состоящий из резонансного конденсатора 7, первого дросселя

8, работающего в режиме накопительного дросселя, второго дросселя 9, работающего в режиме трансформатора источника первичного электропитания и силового управляемого ключа 1. При этом дроссель 9 трансформирует через диод 11 в нагрузку ток перезаряда (пунктирная линия фиг. 2а) резонансного конденсатора 7 через дроссель 8 и одновременно отдает в нагрузку энергию, накопленную в собственном магнитопроводе на протяжении предыдущего полупериода. когда он выполнял функции резонансного дросселя. К моменту времени

Т2, когда напряжение»а первичной обмотКтр — коэффициент трансформации двухобмоточных дросселей) открывается первый выпрямительный диод 10 и энергия, накопленная в первом дросселе 8 начинает также передаваться в нагрузку. 8 это же время прекращается перезаряд резонансного конденсатора 7 и ток через первый силовой управляемый ключ,1 спадает к нулю, обеспечивая возмо>кность его бестокового выключения. К моменту времени Т3 второй дроссель 9 передает всю запасенную энергию в нагрузку и обеспечивает возможность включения второго силового управляемого ключа 2,с нулевым начальным током (фиг, 2 б ).Далее первый и второй дроссели 8, 9 и выпрямительные диоды 10,11 меняются ролями и процессы повторяются, Если коэффициенты трансформации обоих трансформаторов одинаковы, то 80 время переключения силовых управляемых ключей и выпрямительных диодов скачков тока в нагрузке не будет (фиг. 2е).

При увеличении выходного напряжения выше определенного предела (когда оба дросселя передают всю запасенную энергию в нагрузку до начала очередного полупериода работы преобразователя), работа преобразователя изменяется (фиг, 3).

Формула изобретения

1. Двухтактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий два силовых управляемых ключа с односторонней проводимостью и два силовых конденсатора, соединенных по полумостовой схеме, в выходную цепь которой через резонансный

В течение первых нескольких периодов работы преобразователя происходит раскачка напряжения на резонансном конденсаторе 7 в последовательном колебательном контуре, состоящем из обоих силовых управляемых ключей 1, 2 (открываемых поочередно), двух последовательно включенных дросселей 8, 9 в режиме элементов резонансного контура, резонансного конденсатора 7 и источника первичного электропитания, до величины приведенного ко входу выходного напряжения, В дальнейших периодах работа преобразователя аналогична описанной выше, но при этом возрастает. величина энергии, передаваемой между реактивными элементами схемы и увеличивается максимальное значение напряжения на силовых управляемых ключах (фиг. 3a).

При работе преобразователя на короткозамкнутую нагрузку и в пусковом режиме, когда ток, передаваемый обоими трансформаторами в нагрузку не спадает к нулю перед началом следующего полупериода работы, амплитудная величина тока в каждом силовом управляемом ключе не превышает половины амплитудного значения приведенного тока нагрузки, так как последний складывается из двух разновеликих (изза равенства коэффициентов трансформации обоих дросселей) составляющих: трансформируемого тока силового управляемого ключа (тока перезаряда резонансного конденсатора) и тока, передаваемого в нагрузку дросселем на обратном ходе, Двухкратное снижение величины тока силовых управляемых ключей обеспечивает повышение надежности работы преобразователя в. динамических режимах.

В предложенном преобразователеулучшается электромагнитная совместимость, так как при непрерывном выходном токе обеспечивается бестоковая коммутация силовых ключей (фиг. 2бе).

Надежность повышена за счет повышения коэффициента заполнения импульсов выходного тока и снижения тем самым относительного значения тока через силовых ключи. конденсатор включен выходной магнитный узел, выход которого через выпрямитель подключен к выходным выводам преобразователя, между которыми включен фильтрующий конденсатор, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем повышения коэффициента заполнения им1796082

Хи

+ вх

На

Ипат

Ипат

Ит г

Оатт

Оаа пульсов выходного тока, выходной магнитный узел выполнен в виде двух двухобмоточных дросселей, первичные обмотки которых соединены между собой встречнопоследовательно, выпрямитель выполнен на двух выпрямительных диодах, первые одноименные выводы которых подключены к первому выходному выводу преобразователя, а их вторые выводы соединены соответственно с началами вторичных обмоток соответствующих двухобмоточных дросселей, концы вторичных обмоток которых соединены с вторым выходным выводом преобразователя.

2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что каждый силовой управляемый ключ выполнен в виде согласно последовательно соединенных силового транзистора и силового диода, 1796082

Редактор В. Фельдман

Заказ 447 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

ЕИу

-М

1

Составитель В.Моин

Техред М.Моргентал Корректор И.Шулла