Однотактный конвертор

Однотактный конвертор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республнк

<11907531 (61) ???????????????????????????? ?? ??????. ????????-???? (22) ???????????????? 160680 (21) 2941445>

Опубликовано 230282.Бюллетень ¹ 7 (51)M К з

G 05 F 1/64

Н 02 М 3/335

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Дата опубликования описания 230232 (72) Авторы изобретения

ДУплин А И Кондрашов A. В Минашкин и В.И. Пшеничников (71) Заявитель (54 ) ОДНОТАКТНЫЙ КОНВЕРТОР входному или когда выходное напряжение значительно меньше входного.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, содержащее включенный в силовую шину транзисторный ключ, включающий два последовательно (соединенных транзистора и схему управления, дополнительный источник напряжения на входе устройства, связанного через раэвязывающий диод с общей точкой транзисторов и LC-фильтр на выходе устройства, шунтированный обратным диодом (3) °

15 Недостатком данного устройства является повышенная масса и.габариты, так как -источник вспомогательных напряжений должен быть рассчитан на максимальное входное напряжение питания.

Цель изобретения — улучшение массо-габаритных характеристик конвертора.

Поставленная цель достигается тем, что в однотактном конверторе, содер25 жащем включенный в силовую шину транзисторный ключ, состоящий из двух последовательно соединенных транзисторов и блока управления, дополнительный источник напряжения на входе

30 конвертора, соединенный через развяИзобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам преобразования параметров электроэнергии и может быть использовано при разработке вторичных источников питания.

Известны схемы однотактных конверторов, состоящих из входного фильтра, последовательно соединенных транзисторов обратного диода и LC фильтра, в которых выравнивание напряжений на транзисторах обеспечивается параллельно включенными резисторами(1).

Основной недостаток таких схем заключается в отсутствии выравнивания напряжений между транзисторами в моменты их переключений.

Известны также однотактные конверторы с последовательно включенными. транзисторами, в которых выравнивание напряжений на закрытых транзисторах обеспечивается эа счет дополнительного источника напряжения, выполненного в виде выпрямителя, связанного со вторичной обмоткой дросселя фильтра (2).

Недостатком известных устройств является плохое выравнивание напряжений в режимах, когда выходное напряжение конвертора приближается к. (53) УДК 6 21 316. 722. . 1 (088. 8) 907531 эывающий диод с общей точкой транзисторов, и ЬС-фильтр на выходе конвертора, шунтированный обратным диодом, дополнительный источник напряжения выполнен в виде полумостового преобразователя постоянного напряжения в постоянное, входные и выходные конденсаторы фильтров которого включены согласно в последовательную цепочку, подключенную к входным зажимам конвертора.

На чертеже показана принципиальная схема конвертора.

Конвертор состоит иэ входного емкостного фильтра 1, включающего конденсаторы 1, 1 и 1>, транзисторов

2 и 3, обратного диода 4, блока 5 управления, выходного LC-фильтра 6, полумостового преобразователя, включающего в себя транзисторы 7 и 8 трансформатор 9 и выпрямитель 10, и раэвязывающего диода 11.

Конденсаторы 1„, 12 и 1з соединены между собой последовательно и подключены ко входу КОнвертора, в диаГОналь моста, образованного конденса- 25 торами 1, 12 и транзисторами 7 и 8, включена первичная обмотка трансформатора 9, вторичная обмотка которого через выпрямитель 10 нагружена на конденсатор 1 . Развязывающий диод 11 щ своим анодом связан с общей точкой конденсаторов 1 и 1, а катодом— с общей точкой трансформаторов 2 и 3, базы которых связаны с выходами схемы 5 управления. 35

Конвертор работает следующим образом.

Блок 5 управления переключает транзисторы 2 и 3 таким образом, что момент включения транзистора 3 опережает момент включения транзистора 2, 4О а момент выключения транзистора 3 отстает от момента выключения транзистора 2. При таком управлении транзистор 2 переключается внутри интервала открытого состояния транэисто- 45 ра 3. Всякий раз, когда транзистор 3 оказывается открытым при закрытом состоянии транзистора 2, ток дросселя фильтра 6 протекает по раэвязывающему диоду 11, а к закрытому транзис- 5р тору 2 прикладывается напряжение, равное величине (U +U g+U ) -1 ъ=()п "U g, где U<, U и U — йапряжение на конденсаторах l, 12 И 1 З соответственно. для того, чтобы к закрытому тран- 55 зистору 2 в таком режиме работы прикладывалось напряжение, равное величине 0,5 Uq, необходимо выполнение

U = 0,5 UII HJIH U = Ц(+ 02 °

Так как конденсатор 1 по отношению к конденсаторам 1 и 1 2 разряжается 4О дополнительным током, протекающим по диоду 11, то напряжение U стремится в процессе работы к уменьшению, а напряжение U è U < стремятся к возрастанию.

Выполнение условия и- =О +U =0 5 + э 1 2 обеспечивается работой полумостового преобразователя (транзисторы 7 и

8, трансформатор 9, конденсаторы 1 и 12, выпрямитель 10) . Всякий раэ, когда напряжение (U+ + U2) становится выше напряжения U, дйоды выпрямителя 10 открываются, и конденсатор

1 начинает подзаряжаться дополнительным током, приведенное значение которого на первичной стороне трансформатора 9 обеспечивает разряд излишне заряженных конденсаторов 1 и 1 . При Aг0,5<9 ???????????? ?????? ?????? ???????????????????? ??????????????. u un ??>=U +U2=0,5> . Следует заметить, что работа .преобразователя не может привести к неконтролируемому рОсту напряжения U, так как при U>7g (U< +U ) диоды выпрямителя 10 закрыты.

Отличия и преимущества предлагаемогО устройства по сравнению с известным состоят в следующем.

В известном устройстве дополнительный преобразователь напряжения расчитан на полное напряжение питания, что в случае применения во всей схеме одинакового типа транзисторов требует четырех транзисторов для полумостового варианта (или восьми транзисторов для мостовой схемы). В предлагаемом устройстве входное напряжение преобразователя не может превысить величины 0,5 U а потому число транзисторов в нем сокращено до двух, что упрощает схему и снижает ее массу и габариты. Следует заметить, что при построении преобразователя, рассчитанного на полное напряжение питания, необходимо вновь применять определенные меры по выравниванию напряжений на последовательно включенных транзисторах преобразователя, что также усложняет схему.

Вторым отличием предлагаемого устройства является то, что конденсаторы 1„, 12 и 1> одновременно выполняют роль входного фильтра конвертора, входных плеч полумостового преобразователя и выходного фильтра преобразователя, тогда как в известной схеме все эти функции выполняются отдельными конденсаторами, что ведет к ухудшению массы и габаритов схемы.

То,что входной фильтр предлагаемого конвертора выполнен из трех последовательно включенных конденсаторов, не ведет к росту установленной мощности фильтра, так как конденсаторы.

1 и 1 2 выбираются на рабочее напря1 жение 0,25 Un, а конденсатор 13 на напряжение 0,5 U>. На практике (при U< 600 В) последовательное соединение электрических конденсаторов часто бывает необходимым из-эа отсутствия элементов с достаточно высоким напряжением.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным ха907531

Формула изобретения

Составитель О . Мещерякова

Редактор В. Данко Техред А.Вабинец Корректор М. Шароши

Тираж 908 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 590/57

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 рактеризуется меньшей массой и габаритами, что и делает это устройство более предпочтительным для применения.

Однотактный конвертор, содержащий включенный в силовую шину транзисторный ключ, состоящий из двух последовательно соединенных транзисторов и блока управления, дополнительный источник напряжения на входе конвертора, соединенный через развязывающий диод с общей точкой транзисторов,. и ЬС-фильтр на выходе конвертора, шунтированный обратным диодом, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения массо-габаритных характеристик устройства, дополнительный источник напряжения выполнен в виде полумостового преобразователя постоянного напряжения в постоянное, входные и выходные конденсаторы фильтров которого включены согласно в последовательную цепочку, подключенную к входным зажимам конвертора.

И"точники Информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Коссов О.A. Усилители мощности на транзисторах. М., Энергия, 1970 °

2 ° Электронная техника и автоматика. Под. ред. Ю.И. Конева. Вып. 11, М., Сов. радио, 1980, с. 44.

3. Авторское свидетельство СССР

9 675554, кл. Н 02 М 3/155, 1977.