Однотактный регулятор постоянного напряжения

Однотактный регулятор постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДатИЛЬСтВЬ

Союз Советских

Соцнапистичесиих

Республик

< 892613 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 240480 (21) 291 7 593/ 24-07 с присоелинением заявки М (23) Приоритет

{Ь! )М. Кл.

Н 02 М 3/26

1оеударстаениый комитет

СССР ао делан изо4ретеииЯ и открытиЯ

Опубликовано 23.1281. Бюллетень М 47

Дата опубликования описания 2312!81 (53) УДК 621.314 ° . 6 (088.8) (72) Авторы изобретения (А.Г.Поликарпов и Е.Ф.Сергиенко !

I !

Московский ордена Ленина энергетический институт (71) Заявитель (54) ОДНОТАКТНЫЙ РЕГУЛЯТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к регуляторам напряжения, обеспечивающим регулирование постоянного напряжения на нагрузке, гальванически отделенной трансформатором от цепи входного исS точника напряжения.

Известны однотактные регуляторы постоянного напряжения с трансформаторным выходом и нагрузкой, подключенной на вторичной стороне трансфор10 матора через выпрямитель и сглаживающий 1 С-фильтр 11, Недостатком известных однотактных регуляторов постоянного напряжения является ограниченный диапазон регулирования выходного напряжения и относительно большие массогабаритные показатели, обусловленные полной модуляцией напряжения, поступающего на вход фильтра.

Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому устройству однотактный регулятор постоянного напряжения, содержащий трансформатор, имеющий первичную обмотку, соединенную через управляемый ключ с входными выводами, обмотку вывода реактивной энергии, образующую после- довательную цепь с блокирующим диодом и выходную обмотку, при этом первый вывод выходной обмотки соединен с одним из выводов выпрямительного диода, второй вывод которого соединен с одноименным выводом шунтирующего диода и с входным выводом

LC-фильтра, а второй вывод выходной обмотки и выходные выводы С-фильтра образуют выходные выводы устройства (21... Недостатки регулятора состоят в том, что он имеет ограниченный диапазон регулирования выходного напряжения и относительно большие массогабаритные показатели LC èëüòðà, обусловленные полной модуляцией йапряжения, поступающего на вход фильтра.

892613

Цель изобретения — увеличение диапазона регулирования выходного напряжения и улучшении массогабаритных показателей при одной и той же мощности в нагрузке, Поставленная цель достигается тем, что в однотактном регуляторе постоянного напряжения между другим выводом шунтирующего диода и вторым выводом выходной обмотки включена последовательная цепь, причем шунтирующий и блокирующий диоды соединены согласно между собой, а между общей точкой этих диодов и вторым выводом выходной обмотки подключен дополнительно введенный конденсатор, и к общей точке выпрямительного и шунтирующего диодов подключен одноименный вывод дополнительного диода, другой вывод которого подключен к общей точке блокирующего диода и обмотки вывода реактивной энергии.

На фиг. 1 и 2 представлен предлагаемый однотактный регулятор постоянного напряжения.

В нем начало первичной обмотки 1. трансформатора 2 соединено с положительным полюсом входного источника напряжения, а конец первичной обмотки 1 через управляемый ключ 3 подключен к отрицательному полюсу вход— ного источника напряжения. Начало выходной обмотки 4 трансформатора 2 через выпрямительный диод 5 подключено к началу обмотки дросселя фильтра 6, конец которой через параллельное соединение конденсатора фильтра

7 и нагрузки 8 связан с концом выходной обмотки, Параллельно выходной обмотке 4 с выпрямительным диодом

5 включена цепочка, состоящая из

49 последовательного соединения шунтирующего диода 9 и конденсатора 10, а обмотка 11 вывода реактивной энергии с последовательно включенным блокирующим диодом 12 включена параллельно конденсатору 10.

В однотактном регуляторе постоянного напряжения (фиг.2) параллельно шунтирующему диоду 9 и блокирующему диоду 12, включенных последовательно Ж подключен дополнительный диод 13.

Принцип действия, предлагаемого однотактного, регулятора постоянного напряжения рассмотрим исходя иэ предположения идеальности ключевых эле- М ментов, установившегося режима работы и непрерывности изменения магнитных потоков в сердечнике дросселя фильтра 6 и трансформатора 2. Обозначим через т относительную (по отношению к периоду Т) длительность включенного состояния ключа 3. При включении ключа на время у Т протекает процесс передачи энергии через обмотку 4 трансформатора 2 и выпрямительный диод 5 в сглаживающий фильтр состав) ленный иэ дросселя 6, конденсатора ?, и нагрузки 8.

Одновременно с прямой передачей энергии от источника входного напряжения в Нагрузку протекает процесс накопления энергии в сердечнике трансформатора 2. При выключении ключа 3, возникающая ЭДС на обмотках трансформатора 2 и дросселя 6 приводят к запиранию выпрямительного диода 5 и включению шунтирующего диода

9 и блокирующего диода 12, которые I при включенном состоянии ключа были выключены.

На этом интервале времени, равном (1 - 2.) Т, выводится энергия из дросселя 6 в нагрузку и из трансформатора 2 в конденсатор 10. Поскольку к дросселю 6 прикладывается разность напряжений UH- U, то пульсации тока в дросселе могут быть существенно уменьшены, а следовательно, могут быть, уменьшены индуктивность дросселя 6 и величина конденсатора фильтра

7, т.е. улучшены массогабаритные показатели сглаживающего фильтра. Через конденсатор 10 протекает разностный ток пульсаций трансформатора 2 и дросселя 6.

На интервале времени (1 - 2" )Т среднее значение тока дросселя 6, равное току нагрузки, протекает через два последовательно включенные диода 9 и 12, что снижает КПД. Для устранения указанного недостатка параллельно последовательно включенным диодам 9 и 12 подключен диод 13, (фиг.2)..В этом случае, среднее значение тока дросселя 6 протекает только через диод 13, а пульсации токов трансформатора 2 и дросселя 6 замы-, каются через диоды 1 2 и 9, причем диоды 12 и 9 включаются в работу последовательно. Когда пульсация тока трансформатора 2 превышает пульсацию

-тока дросселя 6 включается диод 12, а диод 9 при этом выключен. На этом интервале времени конденсатор 1О под— заряжается. Когда пульсации трансформатора 2 становятся меньше пульсации дросселя 6 диол 12 нчк. п>чае I

892613

<. .я, а диод 9 включается и коцдеисатор

1О разряжает<.я. Таким образом, эа время (1 — 1" ) I половину этого временного отрезка проводят диод 12, а вторую половину диод 9, причем через 5 указанные диоды текут только раэностные токи пульсаций трансформатора 2 и дросселя 6, а средний ток дросселя

6 течет через один диод 13, что и позволяет повысить КПД регулятора.

Предлагаемый однотактный регулятор постоянного напряжения позволяет по сравнению с известным устройством увеличить диапазон регулирования выходного напряжения U = Е(n 1 + n ) у, вместо 11!! = En у в известном, при1 чем не только за счет и, но и за счет диапазона изменения . (в известном gW O,5).

Кроме расширения диапазона регу- 20 лирования, предлагаемый однотактный регулятор постоянного напряжения позволяет уменьшить массогабаритные показатели сглаживающего фильтра за счет введения регулируемого напряжения U = Еп ф! -g ) на конденсаторе 10, включенного в цепь шунтирующего диода.

Формула изобретения

1. Однотактный регулятор постоянного напряжения, содержащий трансформатор, имеющий первичную обмотку, соединенную через управляемый ключ ,с входными выводами, обмотку вывода реактивной энергии, образующий последовательную цепь с блокирующим диодом и выходную обмотку, при этом первыт вывод выходной обмотки соединен с одним из выводов выпрямительного диода, второй вывод которого соединен с одноименным выводом шунтирующего диода и с входным выводом

1 С-фильтра, а второй вывод выходной обмотки и выходные выводы LC-фильтра образуют выходные выводы устройства, отличающийся,тем, что, с целью увеличения диапазона регулирования и улучшения массогабаритных показателей между другими выводами шунтирующего диода и вторым выводом выходной обмотки включена последовательная цепь, причем шунтирующий и блокирующий диоды соединены согласно между собой, а между общей точкой этих диодов и вторым выводом выходной обмотки подключен дополнительно введенный конденсатор.

2. Регулятор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения КПД, к общей точке выпрямительного и шунтирующего диодов подключен одноименный вывод дополнительного диода, другой вывод которого подключен к общей точке блокирующего диода и обмотки вывода реактивной энергии.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Электронная техника в автома-!! тике. Под ред. И.И. Конева. И., Сов, радио", 1977, М! 9, с. 83-97.

2. Электронная техника в автоматике. Под ред. И.И. Конева. M., Сов, )радио", 1977, с. 87, рис. 4.

89 2613

Со с тав итель И. Голов и нова

Редактор Н.Кончицкая Техред Ж, Кастелевич Коррекi,р L.Ðoøêî

Заказ 11275/80 Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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