Преобразователь постоянного напряжения

Преобразователь постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

H30spETEg Hg ""98з947

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 150781 (21) 3317507/24-07 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Р М К з

H 02 М 7/537

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 231?82. Бюллетень No 47 (Щggg 621.314.58 (088.88)

Дата опубликования описания 23.12.82 в..,A.Е.Кузнецов, М.А.Сиверс, С.В.Томашевич и М.A.Уткин. б

2 с .::

6 с

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М.И.Калинина / (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобрвтение относится к электротехнике и может быть использовано, например, в преобразователях постоянного напряжения в переменное, во вторичных источниках питания, в технологических электроустановках, в

° усилителях электрических сигналов.

Известны преобразователи, в которых дпя увеличения их мощности используется параллельное соединение ключевых элементов, в частности тиристоров или транзисторов. Для выравнивания токов ключевых элементов включаются резисторы Pt).

Недостатком этих устройств яв- . ляется снижение КПД из-за потребления мощности резисторами, выравнивающими токи ключевых элементов.

Наиболее близким к изобретению является преобразователь, в котором выравнивание токов обеспечивается двухобмоточными трансформаторами . без затрат полезной мощности; Устройство содержит N ключевых элементов, управляющие электроды которых соединены между собой, а второй электрод каждого из ключевых элементов подключен к началу первич ной обмотки одного из м двухобмоточных трансформаторов, начала вторичных обмоток которых соединены между. собой, при этом соединены между собой третьи электроды, а также конец вторичной обмотки соответственно первого, второго,... Я -ro двухобмоточного трансформатора с концом первичной обмотки второго,...,й-ro, первого двухобмоточного трансформа10 тора (21

Недостатком известного устройства является низкая надежность, обусловленная выходом иэ строя всего преобразователя при отказе в работе одного из ключевых элементов. Это.

15 объясняется тем, что если "сгорел" один из ключевых элементов, то обрывается одна из обмоток трансформатора и соответственно последователь.но с каждым из оставшихся ключевых элементов действует большая индуктивность (индуктивность холостого хода трансформатора), ограничивающая ток, из-за чего мощность преобразователя снижается практически до нуля.

Целью изобретения является повышение надежности за счет сохранения работоспособности прн выходе из строя одного из ключевых элементов.

Поставленная цель достигается

З0 тем, что в преобразователе, содер983947 жащем И ключевых элементов, управляющие электроды которых соединены между собой и подключены к задающему генератору, одни из силовых электродов подключены к началу первичных обмоток соответствующих двухоб- 5 моточных трансформаторов, начала вторичных обмоток каждого из которых соединены между собой и подключены через последовательно соединенные входные и выходные выводы к другим 10

50 б5 силовым электродам ключевых элементов, при этом соединены между собой соответственно конец вторичной обмотки первого, второго,..., N-ro двухобмоточного трансформатора с кон- цом первичной обмотки второго,..., N-ro, первого двухобмоточного трансформатора, между концами вторичной и первичной обмотки каждого из двухобмоточных трансформаторов включен диод в прямом направлении.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит N ключевых элементов 1.1, 1.2, 1.3,...1.М (первая цифра означает элемент, а вторая

его порядковый номер). При этом в качестве примера ключевые элементы выполнены на транзисторах. Управляющие электроды соединены между собой и подключены к задающему генератору 2.

Одни из силовых электродов каждого из ключевых элементов подсоединены к началам первичных обмоток (3,1, 3.2,...,3.N j соответствую- 35 щих двухобмоточных трансформаторов

4.1, 4,2,. ° .,4.N. Начала вторичных обмоток 5.1, 5.2, 5.3,...,.5.N двухобмоточных трансформаторов 4.1, 4.2, 4.3,...,4. соединены между собой и щ через источник б питания и нагрузку 7 подключены к соединенным вместе вторым силовым электродам в частности коллекторам транзисторов ) 1.1, 1.2, 1.3,...,1.N. Конец обмотки 5.1 соединен с концом обмотки 3 ° 2, конец обмотки 5.2 соединен с концом обмотки 3.3 и т.д., а конец обмотки

5. N соединен с концом обмотки 3.1.

Между концами обмоток 5.1 и 3,1,.

5.2 и 3.2 и 5.К и 3.N включены соответствующие диоды 8.1„...,8.И в прямом направлении.

В нормальном режиме преобразователя диоды 8.1 — 8.N в работе не участвуют„ поскольку напряжения, возникающие на обмотках трансформаторов

4.1 — 4.М из-за различия токов ключевых элементов малы и не превышают порога включения диода, Поясним, почему малы напряжения на обмотках трансформаторов 4.1 — 4.N . Если токи ключевых элементов одинаковы, то из-за того, что они протекают по первичной и вторичной обмотке каждого трансформатора в противоположных направлениях, их магнитные потоки взаимно компенсируются и напряжения на обмотках равны нулю, т.е. последовательно с каждым ключевым элементом 1.1 — 1.N действует нулевая индуктивность. Как только токи начинают различаться, сразу возникает разностный магнитный поток, который приводит к тому, что последовательно с ключевым элементом, ток которого больше, действует положительное сопротивление индуктивности, а у которого ток меньше — отрицательное сопротивление индуктивности. Это сразу же выравнивает токи ключевых элементов, не позволяя возрастать их различию. Таким образом, при наличии токов через ключевые элементы 1.1

1.N на обмотках трансформаторов 4.1

4.N всегда присутствуют незначительные напряжения.

Если один из ключевых элементов например 1.1, вышел из строя ("сгорел", т.е. имеет место разрыв ), то ток по обмотке 3.1 и 5.N стает равным нулю и последовательно с ключевыми элементами 1.2 — 1.й действует индуктивность, равная индуктивности холостого хода трансформатора. На обмотке 5.1 возникает большое напряжение, которое приводит к открыванию диода 8.1. Этот диод закорачивает концы обмоток 3.1 и 5.1, как бы отключая трансформатор 4.1, и ток ключевого элемента 1.2 протекает через обмотку 3.2, диод 8.1, обмотку 5.й. Тем самым восстанавливается ток через обмотку 5.N, соответственно уменьшается индуктивность, последовательно действующая с ключевыми элементами 1.2 — 1. N и преобразователь продолжает свою работу как и в нормальном режиме, только один из ключевых элементов в работе не участвует.

Таким образом, выход из строя одного из ключевых элементов не приводит к выходу из строя всего преобразователя, что повышает надежность всего устройства.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения, содержащий N ключевых элементов, управляющие электроды которых соединены между собой и подключены к задающему генератору, одни . из силовых электродов подключены к началу первичных обмоток соответствующих двухобмоточных трансформаторов, начала вторичных обмоток каждого из которых соединены между собой и подключены через последовательно соединенные входные и выходные выводы к другим силовым электродам

983947

Составитель Т.Ершова

Редактор Л.Филиппова Техред 3.Палий Корректор Е. Рошко

Заказ 9950/70 Тираж 72.1 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ключевых элементов, при этом соединены между собой соответственно конец вторичной обмотки первого второго,..., 14 -го двухобмоточного трансформатора с концом первичной обмотки второго, третьего,..., М -го, 5 первого двухобмоточного трансформатора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем сохранения работоспособности при выходе иэ строя одного иэ клю- 16 чевых элементов, между концами вторичной и первичной обмотки каждого иэ двухобмоточных трансформаторов включен диод в прямом направлении.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Моин В.С. и др. Стабилизированные транзисторные преобразователи. M., "Энергия", 1972, с. 438.

2. Патент CttlA 9 3.4б7851, кл. 321-27, 1967.