Преобразователь постоянного напряжения

Преобразователь постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 547939 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.07.75 (21) 2158840/07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.02.77. Бюллетень № 7 (46) Дата опубликования описания24.05.77 (51) M. Кл.е Н 02 М 3/135

/IG 05 F 1/56

Гасударственный комитет

Соввта Министров СССР по делам изобретений и открытий (63) УДК

621.316.722 (088.8) (72) Авторы изобретения Ю. П. Гончаров, H. B. Панасенко, JI. M. Темкина, д. М. Титов и Е. С. Галчинский

Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В, И. Ленина и Специальное конструкторское и технологическое бюро Харьковского завода "Электромашина" (71) Заявители (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к промьпцленной электронике и может применяться в устройствах электропитания двигателей постоянного тока, узлов автоматики и средств связи.

Известны схемы преобразователей постоянного напряжения, используемые в качестве регуляторов постоянного напряжения, а также в устройствах электропитания двигателей постоянного тока. Эти схемы содержат силовой и коммутирующий тиристоры, разрядный диод, шунтирующий нагрузку, и узел принудительной коммутации. 3а счет превышения напряжения на коммутирующем конденсаторе эти преобразователи обладают повышенными коммутационными потерями энергии.

Наиболее близок к изобретению преобразователь постоянного напряжения, содержащий импульсный трансформатор, начало первичной обмотки которого через последовательно соединенные коммутирующие дроссель и конденсатор, а конец— через стабилитрон и конденсатор соединены со входным зажимом, подключенным через встречно — по.-ледовательно соединенные силовой тиристор и разделительный диод к началу и через вспомогательный тиристор — к концу вторичной обмотки, соединенной с началом первичной обмотки и обратным диодом.

Недостатком преобразователя являются значительные коммутационные потери энергии, обусловленные повышенной установленной мощностью конденсаторов узла емкостной коммутации, что приводит к снижению к.п.д.

Цель изобретения — повьппение к.п.д. за счет уменьшения коммутационных потерь энергии в

10 конденсаторах узла емкостной коммутации.

Это достигается тем, что. в известном преобразователе постоянного напряжения первичная обмотка импульсного трансформатора снабжена двумя согласно последовательно включенными секциями, и начало первой и конец второй которых соединены с анодом обратного диода, а начало второй — с катодом вспомогательного тиристора и концом вторичной обмотки, а также через цепочку, состоящую из резистора и обратно включенного диода, рΠ— с концом первичной обмотки, связанным с точкой соединения коммутирующих дросселя и конденсатора через блокирующий конденсатор, На чертеже дана схема преобразователя постоянного напряжения.

Преобразователь содержит силовой управ547939 лясмый вентиль 1, соединенньй с нагрузкой 2, которая шунтирована разрядным диодом 3. Параллельно вентилю 1 подключен вспомогательный управляемый вентиль 4, соединенный через вторичную обмотку 5 импульсного трансформатора 6 и разделительный диод 7 с нагрузкой 2. Параллельно вентилю 4 через дополнительную секцию 8 первичной обмотки импульсного трансформатора 6 подсоединен обратньй диод 9. Соединенные последовательно коммутирующий конденсатор 10 и коммутирующий дроссель 11 подсоединены параллельно обратному диоду 9 через дополнительную секцию 12 первичной обмотки импульсного трансформатора 6. Параллельно конденсатору 10 через блокирующий конденсатор 13 подсоединен фильтровой конденсатор 14. К общей точке блокирующего и фильтрового конденсаторов подсоединена первичная обмотка секции 15 импульсного трансформатора 6 и размагничивающая цепочка, состоящая из последовательно соединенных диода 16 и резистора 17, второй вывод резистора 17 подсоединен к общей точке первичной и вторичной обмоток импульсного трансформатора.

Преобразователь работает следующим образом.

При подаче напряжения питания коммутирующий конденсатор 10 заряжается через дроссель 11 секции 12, 8 первичной обмотки импульсного трансформатора 6, разделительньй диод 7 и нагрузку 2. Одновременно происходит заряд фильтрового конденсатора 14. С включением силового управляемого вентиля 1 к нагрузке 2 прикладывается напряжение питания и протекает выходной ток. При включении вспомогательного вентиля 4 заряженный конденсатор 14 подключается к секциям 15, 12, 8 первичной обмотки импульсного трансформатора и на вторичной обмотке 5 возникает напряжение переключения, которое переводит ток с силового вентиля 1 на вспомогательный вентиль 4. Одновременно с включением вентиля 4 начинается колебательньй процесс перезаряда конденсатора 10 в 1 С вЂ” контуре. При этом из напряжения на конденсаторе 10 вычитается напряжение секций 12, 8 первичной обмотки импульсного трансформатора, снижая переменную составляющую напряжения на коммутирующем конденсаторе 10. Коммутационные потери энергии, связанные с величиной пЕременной составляющей напряжения, таким образом снижаются, и это дает возможность уменьшить установленную мощность коммутирующего конденсатора 10, выбирая его на меньшее рабочее напряжение.

После изменения полярности напряжения на конденсаторе 10 его нарастающий отрицательньй ток начинает уменьшать до нуля ток вспомогательного вентиля 4. Избыток емкостного тока над током нагрузки будет замыкаться через диод 9. Введением э.д.с. секции 8 первичной обмотки импульсного трансформатора 6 в цепь обратного диода 9 на вспомогательный вентиль4 подается дополнительное обратное напряжение. Это приводит к уменьшению схемного времени выключения, необходимого для восстановления управляемости вспомогательного вентиля 4. Повышение величины обратного напряжения на вспомогательном вентиле 4 позволяет уменьшить установленную мощность коммутирующего конденсатора.

Введение блокирующего конденсатора 13 для связи конденсаторов 10 и 14 приводит к снижению переменной составляющей напряжения на фильтровом конденсаторе 14, так как трансформируемьй ток колебательного контура замыкается через блокирующий конденсатор 13. Одновременно снижается величина фильтрового конденсатора 14, так как параллельно ему оказываются подключенными эквивалентные конденсаторы 10 и 13. Таким образом, включение блокирующего конденсатора позволяет снизить установленную мощность и фильтрового конденсатора, уменьшая установленную мощность конденсаторов узла емкостной коммутации в целом.

Когда отрицательный емкостной ток снова станет равным току, протекавшему через вспомогательный вентиль 4, диод 9 выключается, К этому моменту основной вентиль 1 и вспомогательный вентиль 4 выключены, происходит дозаряд конденсатора 10 за счет энергии, накопленной в дросселе при протекании выходного тока. Затем напряжения на конденсаторах 10 и 14 выравниваются и начинается размагничивание сердечника импульсного трансформатора 6 через цепочку, состоящую из диода 16 и резистора 17. Энергия, накопленная в магнитном поле сердечника трансформатора 6, рассеивается в резисторе 17.

При последующем включении силового вентиля 1 процессы в схеме преобразователя повторяются.

Формула изобретения

5

Преобразователь постоянного напряжения, содержащий импульсный трансформатор, начало первичной обмотки которого через последовательно соединенные коммутирующие дроссель и конденсатор, а конец — через фильтровой конденсатор соединены со входным зажимом, подключенным через встречно — последовательно соединенные силовой тиристор и разделительный диод к началу и через вспомогательньй тиристор — к концу вторичной обмотки, причем первичная обмотка связана с обратным диодом, отличающийся тем, что, с целью повышения к.п.д., первичная обмотка импульсного трансформатора снабжена двумя согласно последовательно включенными секциями, начало первой и конец второй которых соединены с анодом обратного диода, а начало второй — с катодом вспомогательного тиристора и концом вторичной обмотки, а также через цепочку, состоящую из резистора и обратно включенного диода, — с концом первичной обмотки, связанным с точкой соединения коммутирующих дросселя и конденсатора через блокирующий конденсатор.

547939

Составитель И. Галиева

Техред 3. Фанта

Корректор С. Шекмар

Редактор Л. Гребенникова

Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проекта,4

Заказ 788/108 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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