Регулируемый понижающий конвертор
Иллюстрации
Реферат
ОГ1ИСАНИЕ „,ы, Союз Советских
Социалистичесиин
Республик
ИЗОБРЕТЕНИЯ с Ъ»
К АГИОР(:КОМУ (:УУИ ll:Òl:ËÜÑ1ÂÓ (61), 10!толнительное к авт. свнд-Ву (22) Заявлено 030576 (21) 2352404/07 (51) М. Кл 2
Н 02 И 3/18 ф Н 02 Р 13/18
С ИРНСоЕЛННЕНИЕМ ЗаЯВКИ № (2;3) Ирнорнтет
Гооудвратванный номнтвт
Соната увнннатрав СССР
l0 даиав нвоарвтанай в атнрытна (53) УДК 621. 314. 58 (088.8) (43) Опубликовано 050977. Ьтоллетень № 33 (45) Дата опубликования описания 281077 (72) Автор изобретения
Л. Г. Зотов (71) Заявитель
Новосибирский электротехнический институт (54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПОНИЖИОЩИИ КОНВЕРТОР
Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в системах электропитания для преобразования высокого постоянного напряжения в низкое регулируемое постоянное напряжение.
Известны регулируемые понижающие бестрансформаторные конверторы, содержащие конденсаторы, переключаемые с помощью диодов и управляемых ключей с последовательного соединения при заряде на параллельное соединение при разряде (1, 2 ) . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является конвертор (3), в котором параллельно выходным зажимам включены a цепочек, состоящих из последовательно соединенных разрядного диода, конденсатора и разрядного ключа, в — 1 зарядных дио- 20 дов, соединяющих разноименные выводы конденсаторов смежных цепочек, и зарядного ключа, присоединяющего разрядный диод и конденсатор первой цепочки к входным зажимам инвертора и управляемого от генератора импульсов.
Для регулирования выходного напряжения в таком конверторе изменяют скважность или частоту импульсов управления зарядным ключом. При этом в про- Зт цессе регулирования снижается КПЫ конвертора, так как зарядный ключ попадает в линейный режим.
Цель изобретения — повыаение Кч.l регулируемого конвертора.
Эта цель достигается тем, что пьт:а лельно раэряцным диодам rn последни.. цепочек, где отношение m/тт определ: т глубину регулирования, включены регнлирующие управляемые элементы.
На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого конвертора.
Конвертор содержит конденсаторнодиодные целочки с конденсаторами 1-6 и разрядными диодами 7-11, соединенные друг с другом диодами 12-23, зарядный ключ 24, .разрядные ключи 25-30, блок генератора импульсов 31, регулирующие элементы 32-34, подключенные параллельно к диодам 9-11 четырех последних конденсаторно-диодных цепочек и представляющие собой управляемые резисторы, сопротивления которых могут в зависимости от сигналов блока управления 35 изменяться плавно или скачкообразно в диапазоне величин, условно равных нулю и:бесконечности.
Регулирование выходного напряжения конвертора осуществляется подключением или отключением конденсаторно-диодных 5 7 1ЯБ 0
Заказ 3042/37
91 цепочек. Причем изменять выходное напряжение можно как дискретно, так и плавно, либо с одновременным использованием режимов плавного и дискретного регулирования. Режим регулирования определяется законом изменения сопротИвления регулирующих элементов 32-34, задаваемым блоком управления 35. Если сопротивления регулирующих элементов изменяются скачкообразно от нуля до бесконечности, то выходное напряжение изменяется дискретно. Если же они изменяются плавно, то имеет место режим плавного регулирования.
При дискретном регулировании вначале сопротивления всех регулирующих элементов минимальны. При этом конденсаторы 1-3 заряжаются приблизительно до одной трети входного напряжения, поддерживания на нагрузке, разряжаясь на нее впараллель, напряжение также примерно равное одной трети входного напряжения, а напряжение на конденсаторах 4-6 при этом равно нулю.
Для защиты разрядных ключей 28-30 от инверсного включения при разряде конденсаторов 1-3 на нагрузку служат диоды 36-38. Если сопротивление регулирующего элемента 32 сигналом блока управления 35 скачкообразно изменяется от нуля до бесконечности, происходит подключение конденсаторно-диодной цепочки, и напряжение на нагрузке становится равным одной четверти входного напряжения. Дальнейшее уменьшение выходного напряжения осуществляется скачкообразным увеличением сопротивлений регулирующих элементов 33, 34. В результате выходного напряжения преобразователя можно уменьшить в 2 раза по сравнению с первоначальным.
В общем случае глубина регулирования равна m/n где m — число цепочек, разрядный диод которых шунтирован регулирующим элементом, à n — общее число цепочек. Следовательно, при неизменном входном напряжении (Ug ) выходное напряжение можно изменять в
mjn раз. Причем изменение можно осу+ щ 4 ществлять как дискретно с шагом, равным U „/ï, так и плавно. Для плавного регулирования сопротивление регулирующего элемента поочередно каждой из,в цепочек изменяется плавно от нуля до бесконечности. При этом изменяется напряжение,до которого заряжается конденсатор последующей цепочки. В качестве регулирующих элементов могут использоваться транзисторы.
Потери мощности в предложенной схеме меньше, чем в прототипе (3), так как регулирующий элемент находится в линейном режиме только в диапазоне .одного интервала регулирования, равного Уа п .
Формула изобретения
1. Регулируемый понижающий конвертор, содержащий п параллельно подключенных к выходным выводам цепочек, состоящих иэ последовательно соединенных разрядного диода, конденсатора и разрядного ключа, n — 1 зарядных диодов, соединяющих разноименные выводы конденсаторов смежных цепочек, и зарядный ключ, соединяющий разрядный диод и конденсатор первой цепочки с входным выводом и управляемый от генерато30 ра импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД параллельно разрядным диодам m последР них цепочек, где отношение m/n определяет глубину регулирования, включены
35 управляемые регулирующие элементы.
2." Конвертор по п.1 о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве разрядных ключей использованы транзисторы, в коллекторную цепь каждого иэ кото40 рых включен блокирующий диод.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Авторское свидетельство 9 463204, кл. Н 02 М 3/18, 1972.
2. Патент США Р 3596369, кл.
321-15, 1970.
3. Патент США Р 3708742, кл.
321-15, 1973 °
ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4