Преобразователь переменного напряжения в постоянное для питания @ нагрузок

Преобразователь переменного напряжения в постоянное для питания @ нагрузок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.06 80 (21) 2941782/24-07

Р М g> з

Н 02 М 7/155 с присоединением заявки №»»

Госуаарртвяиный комитет

С ССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет0

Опубликовано 0703.82.Бюллетень ¹ 9

1ЩУДК 621;314 ° 6 (088. 8) Дата опубликования описания 070382 (72) Автор изобретения

@ В..Карташев

1 (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ПОСТОЯННОЕ ДЛЯ ПИТАНИЯ п НАГРУЗОК

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания для преобразования переменного напряжения в постоянное.

Известны преобразователи перемен- . ного напряжения в постоянное, где основным узлом преобразования является однотактный выпрямитель, а нагрузка подключена параллельно к выходному выводу выпрямителя fl).

По однофазной схеме в однотаитном выпрямителе протекает импульс тока в течение одной половины периода,. в двухфазной - в течение первой половины периода через один диод, а в течение второй половины периода че. рез другой диоу. Однофазный выпрямитель нагружает полупериоды переменного напряжения на обмотках трансформатора несимметрично и искажает форму тока через обмотки трансфор» матора. Таким образом, сильно падает коэффициент использования трансформатора и увеличиваются .габариты, вес, и Стоимость трансформатора. Поэтому применение однотактных однофазных выпрямителей в более мощных устройствах .обычно затруднено. Предпочтительнее применять двухфазные выпрямители, поскольку . трансформатор нагружен симметрично, т.е. во время обоих полупериодов через диоды протекают равномерные токи-и имеется улучшенная форма кривой токов в первичных и вторичных обмотках трансформатора, Высркий коэффициент использования трансформатора и большое значение коэффициента мощности. Ток протекает через диод в те моменты времени,. когда он включен .в проводящем направлении под воздействием приложенного к нему прямого напряжения. Исходя иэ этого двухфазную схему выпрямителя можно рассматривать как сочетание двух однофазных, у которых питающие напряжения сдвинуты по фазе на

180о друг относительно друга и работают на общую нагрузку. Оба полупериода нагружаются равномерно, и учитывая, что диоды одинаковые, вели чины импульсного тока.через диоды выпрямителей равны. За период протекает через каждый диод один импульс тока. Следовательно, если за" менить общую нагрузку двумя отдельНо подключенными на эти однофазные выпрямители нагрузки или нагрузить один источник питания (обмотка трансЗ0 форматора) двумя параллельно подклю911672 ченныьы нагрузками через два противофазно подключенные диоды, то при равенстве нагрузок, т.е. при равенстве нагрузочных токов, эти .два однофаэных выпрямителя в сумме работают на трансформатор как один двухфазный выпрямитель.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь переменного напряжения в постоянное для питания n . >() нагрузок, содержащий трансформатор с первичной и вторичной обмотками, п коммутируюцих элементов, и диодноемкостных цепочек, каждая иэ которых общей точкой через отдельный коммутирующий элемент. подключена к ° соответствующему выходному выводу(2).

Недостатком этого преобразователя являются значительные потери мощHocTH Ha pHoaax выпрямителя 3G счет протекания по ним суммы токов всех и нагрузок, что приводит к снижению коэффициента: полезного действия (КПД), особенно при малых выходных напряжениях, и усложнению устройства.

Цель изобретения -повышение КПД и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе переменного напряжения в постоянное для питания и нагрузок, содержащем трансформатор с первичной и вторичной обмотками, и коммутирующих элементов,,и диодно-емкостных цепочек, каждая из которых общей точкой через отдельный коммутирующий элемент подключена к З5 соответствующему выходному выводу, каждая из диодно-емкостных цепочек параллельно подключена к выходным выводам вторичной обмотки трансформатора, причем сумма нагрузочных то- 40 ков первых k нагрузок равна сумме нагрузочных токов остальных (n-k) нагрузок.

Кроме того, к выводу вторичной обмотки трансформатора каждый из диодов первых k диодно-емкостных цепочек подключен одной полярностью, а каждый из диодов (n-k) диодноемкостных цепочек - противоположной полярностью.

t5

В данном преобразователе предусмотрено также выполнение вторичнОй обмотки в виде двух последовательно соециненных секций, причем каждый из диодов первых k диодно-емкостных 55 цепочек подключен к началу одной секции, а каждый из диодов (n-k) диодно-емкостных цепочек подключен той же полярностью к Концу другой секции вторичной обмотки. 60

На фиг. 1 и 2 представлены схемы преобразователя переменного напряжения в постоянное для питания и нагрузок; на фиг. 3 и 4 — схем конденсаторного накопителя.

Переменное напряжение со вторичной обмотки трансформатора 1 выпрямляется и разделительными диодами 2, сглаживается конденсаторными накопи-, телями 3 в виде конденсатора и подается через и коммутирующих элементов

4 на и нагрузок 5, вторые выводы которых подключены к обцей шине 6,, при равенстве сумм нагрузочных токов первых k нагрузок 5 и нагрузочных токов остальных (n — к) нагрузок 5, причем первые k диоды 2 выводом одной полярности, а остальные (n-k) диоды 2 выводом другой полярности .подключены к выводу вторичной обмотки трансформатора 1.

Вторичная обмотка трансформатора

1 может быть в двух секциях (фиг.2), причем первые k диоды 2 выводом одной полярности подключены к началу одной секции, а остальные (n-k) диоды 2 выводом этой же полярности подключены к концу другой секции

-вторичной обмотки трансформатора 1.

В случае отключения на каком-либо из первых k выходов одной или нескольких нагрузок 5 одновременно, отключается на каком-либо остальном из (n-k) выходов одна или несколько нагрузок 5, чтобы соблюдалось равенство сумм нагрузочных токов в первой и .второй группе нагрузок 5. Напряжение на конденсаторах накопителей

3 отключенных выходов возрастает почти до амплитудного значения, однако от вторичной обмотки трансформатора 1 эти напряжения отделены диодами 2. Таким образом, эти напряжения не могут повлиять на напряжение вторичной обмотки трансформатора 1, а следовательно, на другие входы преобразователя.

Для повышения фильтруюцих свойств конденсаторного накопителя 3 после-, довательно конденсатору 7 накопителя 3 подключен либо резистор 8 (Фиг. 3), либо индуктивность 9 (Фиг. 4). Условия преобразования предусматривают, что характер нагрузочных токов известен и суцествует возможность их сгруппировать по нагрузочным токам. Если число и довольно болвшое, такое группирование всегда возможно., Практическим примером группирования нагрузок является электрическая схема, состоящая из и логических микросхем. Изменением логического состояния микросхем изменяются и режимы элементов электрической схемы, и, следовательно, потребляемая ими моцность, которая отражается в нагрузочных токах, определена изменениями уровней. Кроме того, при скачкообразных переходах от одного логического состояния в другие могут дополнительно появиться импульсы тока значительной амплитуды, 911672

Формула изобретения

1. Преобразователь переменного напряжения s постоянное для питания и нагрузок, содержащий трансформатор с первичной и вторичной обмотка35 в том числе н малой длительности, которые оказывают влияние на другие микросхемы, вызывая, например, ч ерез . цепь питания изменения их состояния.

Иногда используются для устранения подобных B3BHMHHK влияний дополнительные схемные средства, например применение и отдельных узлов питания.

Каждая логическая микросхема имеет определенное количество логических состояний, следовательно, и определенное количество уровней нагрузочных токов. Анализ показывает, что в .большинстве случаев известна и временная последовательность уровней нагрузочных токов. После чакого анализа можно сравнивать характер нагрузочных токов каждой микросхемы и, следовательно, группировать их на две группы так, чтобы суммы нагрузочных токов первой и второй групп были равны. Требования .< точности 20 суммарных токов не жесткие. Практи-. чески достаточна точность 10%, при

: которой КПД преобразователя еще не ,падает и изменения формы кривой на» ,пряжения в обмотках- трансформатора 25 незначительны..

Применение в преобразователе в, качестве выпрямительных диодов раз« ! делительных диодов позволяет существенно повысить КПД преобразователя и упростить его. ми, и коммутирующих элементов, и диодно-емкостных цепочек, каждая из которых общей точкой через отдельный коммутирующий элемент подключена к соответствующему выходному выводу, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и упрощения, каждая из диодно-емкостных цепочек параллельно подключена к выходным выводам вторичной обмотки трансформатора, причем сумма нагрузочных токов первых k нагрузок равна сумме нагрузочных токов остальных (n-х) нагрузок.

2. Преобразователь по п. 1, о тЯ л и ч а ю шийся тем, что к выводу вторичной обмотки трансформатора каждый из диодов первых k диодноемкостных цепочек подключен одной полярностью, а каждый -из диодов (n-k) диодно-емкостных цепочек — противоположной полярностью..

3. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что вторичная обмотка "грансформатора выполнена в виде двух последовательно соединенных секций, причем каждый из диодов первых k диодно-емкостных цепочек подключен к началу одной секции, а каядый из диодов (n-k) диодноемкостных цепочек подключен,той же полярностью к концу другой секции вторичной обмотки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Рогинский В.В. Расчет устройств .электропитания аппаратуры электросвязи. М., Связь > 1972, с.,43-51, 96-95, рис. 2.1, табл. 2.1.

2. Авторское свидетельство СССР

9 633123, кл.. К 02 М.7/06, 1975.

911672 !

I .

Arc. e7

Ф

Подписное

Тираж 719

ВНИИПИ Заказ 1796

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