Преобразователь постоянного напряжения в постоянное

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

Б. А. Глебов и А. Г. Поликарпов (.(7I) Заявитель

Московский ордена Ленина энергетический институт (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к электротехнике, а именно регуляторам напряжения постоянного тока с импульсным принципом регулирования.

Известны преобразователи постоянного найряжения в постоянное, в которых связь между первичной и вторичной сторонами трансформаторная (1) к (2l.

Недостаток известных устройств — значительные потери мощности в ключевых и вентильных элементах этих схем.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий две двухтактиые преобразовательные ячейки с выходнымй трансформаторами, вторичные обмотки которых через выпрямители подключен к общим выходным выводам преобразователя, а также дроссель !З1.

Недостаток известного преобразователя состоит в потерях мощности связанных с насыщением сердечника силового трансформатора одной из ячеек, а также в том, что последовательно с каждой из нагрузок на вторичной стороне необходимо включать дроссель. Это йри числе нагрузок, большем единицы, вызывает ухудшение массогабаритных показателей устройства.

Цель изобретения — повышение КПД и уменьшение массы и габаритов устройства.

Для этого в преобразователе постоянного напряжения в постоянное, содержащем две двухтактные инверторные ячейки с выходными трансформаторами, вторичные обмотки которых через выпрямители подключены к общим выходным выводам преобразователя, а первичные обмотки связаны со входными выводами, и дроссель, ячейки соединены по входу параллельно и через обмотку указанного дросселя подключены к входным выводам преобразователя.

Исключение насыщения трансформатора в предлагаемом устройстве достигается эа счет того, что трансформаторы ячеек работают поочередно, т.е. с паузой.

Ток на вторичной стороне имеет ступенчатую форму, что позволяет исключить со вто690595

3 ричной стороны дросселя, оставив только конденсаторы для сглаживания напряжения.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 — алгоритм работы ключей, где состо»янию "Включен" силового ключа соответствует "1", а состоянию "Выключен"

"0"

В преобразователе между общими- шинами

1 и 2 питания включены два двухтактных усилителя мощности (две преобразовательные ячейки). Первая Hs преобразовательных ячеек вьаолнена на трансформаторе 3, первичная обмотка которого имеет секции 4 и 5, включенные последовательно. Общая точка секций пер вичной обмотка непосредственно подключена к шине 2 питания, а начало секции 5 и конец секции 4 соединены с шиной 1 питания через управляемые ключи 6 и 7, например, транзи сторнае. Вторая преобразовательная ячейка содержит трансформатор 8; в котором еекции

9 и 10 первичной обмотки соединены последова тельно, и их общая точка непосредственно со единена с шиной 2 питания, а начало секции К и конец секции 9 подключены к шине 1 питаййя через управляемые ключи 11 и 12, так - 2ч же, например, трайзисторные.

Шина 2 питанйя подключена к источнику

13 йитания через дроссель 14.

Нагрузка 15 на вторичной стороне усилителей мощности, щунтированная конденсатором

16, пoдключена ко вторичным обмоткам 17 и

18 трансформатора 3 через выпрямитель, образо ванйьж диодами 19 и 20, а ко вторичным об моткам 21 и 22 трансформатора 8 — через выпрямитель, образованный диодами 23 — 24; .

Усилители мощности выполнены с разнйми коэффициентами переда4и между йервичной и вторичной сторонами. Например п >нз, где . й17 /Ч,8 9lgq МД, 4= = - 2 "" — - 4О а

Силовые ключи 6, 7 и 11, 12 управляются сигналами с выхода устройства 25 управления.

Принцип действия предлагаемого преобразователя состоит в следующем.

Дроссель 14 выступает по, отношению к силовой цепи обеих преобразовательных ячеек в роли источника тока Tg-Когда открйт силовой ключ 6(7), в нагрузку передается мощность через диод 20 (19). Ток, протекающий 5о через диоды выпрямителя, подключенного на выходе первой преобразовательной ячейки, ра- вен 11 = 3п1.>

Открытое состояние ключа 6 первой преоб разовательной ячейки сменяется открытым состоянием ключа 11 второй ячейки (фиг.2), 4

Когда отркыт ключ 11 (12), в нагрузку

15 передается мощность через дион 24 (23) выпрямителя на вторичной стороне трансфор- . матора 8; Ток протекающий через диоды выпрямителя, равен 1, = 1 /n>. При этом на шине 2 устанавливается потенциал Чд/п, определяемый напряжением, трансформируемым иэ обмоток 22, 21 в обмотки 9 (10).

Напряжение Чн/п меньше, чем напряжение

1Чн/п, так как п >пэ. Поэтому, когда работают в течение времени силовые ключи первой ячейки, в дросселе 14 накаппивается энергия магнитного поля, а изменение магнитного потока ЬФ> в сердечнике определяется соотношением .,(ф Н) п, 2 Wgp в котором N p — число витков обмотки дросселя 14.

Когда работают в течение времени (1 — у)

2. силовые ключи второй преобразовательной ячейки, дроссель отдает накопленную энергию, а изменение магнитного потока равно ф ъЯ 1» 4

В установившемся режиме очевидно равенство ЬФ, + 6 Ф = О, и следовательйо

V. 1Z

fl т 37т-7 1 9 где

m-- Pf

Оу

Г 2

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает регулирование выходного (выпрямленного} напряжения в пределах от

»и мин пэБ Нра у = О) до уровня Чн мак

= п1Б йри у 1.

-- Преобразователь постоянного напряжения в постоянное Может бЫть выполнен и в мостовом варианте„что, менее выгодно энергетически, но позволяет снизить напряжения на запертых ключах преобразовательных ячеек.

Число нагрузок на вторичной стороне преобразователя не изменяет принципа действия устройства и может быть выбрано любым.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий две двухтактные инверторные ячейки с,выходными трансформаторами, вторичные обмотки которых через выпрямители подключены к общим выходным выводам преобразователя, а первичные обмотки связаны со входными выводами, а дроссель, о т л и ч а ю щ"и Й с я тем, что, с целью

1 °

Составитель В. Моин

Техред 3 .Фанта

Корректор В.Синицкая

Редактор Ю. Челюканов

Тираж 857 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1.13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6492/59

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 повьш ения КПД и уменьшения массы и габаритов, ячейки соединены по входу паваллельно и через обмотку указанного дросселя подключены к входным выводам преобразователя, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. В. С. Моин, Н. Н. Лаптев, Стабилизированные транзисторные пр образователи, М:, "Энергия", 1972, с. 283, рис 8 — 15,а.

2. Авторское свидетельство СССР М 377953, кл. Н 02 Р 13/16, 1972.

3. Заявка N 1963374/07, по которой принято положительное решение о выдаче авт. свид.