Преобразователь постоянного напряжения в постоянное

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий регулируемый преобразователь постоянного напряжения в переменное, управляемый выпрямитель, выполненный на двух парах прерывателей, задающий генератор с парой противофазных выходов, фазосдвигающий блок с , парой Противофазных выходов и фильтр, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения КПД, регулируемый преобразователь постоянного напряжения в переменное выполнен на двух двухтактных преобразовательных ячейках, входы которых включены параллельно, а выходы соединены последовательно в две цепочки и совместно с прерывателями включены между одним из входных выводов и фильтром по схеме выпрями-, теля со средней точкой, причем фазосдвигающий блок снабжен дополнительно двумя парами противофазных выходов, а к управляклцим входам i каждой двухтактной преобразовательной ячейки и. каждой пары прерыватеСЛ лей подключено по одной паре противофазных выходов задающего генераС тора и фазосдвигающего блока; 00 оо о: 00

„„SU„„1008863 . А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГЬ БЛИК

3(51) Н 02 И 3/335

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ йарой противофазных выходов и фильтр, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения КПД, регулируемый преобразователь постоянного напряжения в переменное выполнен на двух двухтактных преобразовательных ячейках, входы которых включены параллельно, а выходы соединены последовательно в две цепочки и совместно с прерывателями включены между одним из входных выводов и фильтром по схеме выпрями-. теля со средней .точкой, причем фазосдвигающий блок снабжен дополнительно двумя парами противофазных выходов, а к управляющим входам каждой двухтактной преобразовательQ ной ячейки и каждой пары прерывателей подключено по одной паре противофазных выходов задающего генератора и фааоодаигающего блока: (21)- 3002124/24-07 (22)05.11.80 (46) 30.03.83. Бюл. Р 12 (72) .С.С. Галанов, А.К. Тищенко и E.È. Шевченко (53) 321.314.58(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Y 611278, кл. Н 02 M 3/335, 1975

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2836866, кл. G 05 F 1/64, 1979. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий регулируемый преобразователь постоянного напряжения в переменное, управляемый выпрямитель, выполненный на двух парах прерывателей, задающий генератор с парой противофазных выходов, фазосдвигающий блок с г ф= „g ф т рдр,g

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !ц """ ""- -:

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ g,ц Ь Щ(4 "(@

1008863

Изобретение относится к .преобразовательной технике и может использоваться в автономных системах электропитания для стабилизации напряжения на нагрузке при изменении входного напряжения в диапазоне как ниже, так .и выше выходного напряжения регулятора.

Известны вольтореверсивные схемы регуляторов, осуществляющие подобное регулирование и состоящие из двух- 10 тактного преобразователя, управляе- . мого выпрямителя, включенного через фильтр между входом и выходом ре .гулятора, задающего генератора и фа". эосдвигающего блока $1) . 15

Недостатки таких регуляторов — повышенные потери.в преобразователе и повышенная масса фильтра вследствие того, что в течение полупериода работы преобразователя в регуляторе присутствуют режимы вольтодобавки и вольтовычитания, создающие повышенные пульсации на входе фильтра.

Наиболее близок к предлагаемому преобразователь постоянного напря.жения в постоянное, содержащий регу-. 25 лируемый преобразователь постоянного напряжения в переменное, управляемый выпрямитель, выполненный на двух парах прерывателей и задающий генератор с парой противофазных выходов, 30 фазосдвигающий блок с парой противофазных выходов и фильтр P).

Недостатком известного устройства является сложность схемы управления .транзисторами регулируемого преобразователя постоянного напряжения в переменное.

Цель изобретения — упрощение устройства. и повышение КПД.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователе постоянного напряжения в постоянное, содержащем регулируемый преобразователь постоянного напряжения в переменное, уп- 45 равляемый выпрямитель, выполненный на двух парах прерывателей, задающий генератор с парой противофазных выходов, фазосдвигающий блок с парой противофазных выходов и фильтр, регулируемый преобразователь постоянного напряжения в переменное выполнен на двух двухтактных преобразовательных ячейках, входы которых включены параллельно, а выходы соединены последовательно в две цепочки и совместно с прерывателями включены между одним из входных выводов и фильтром по схеме выпрямителя со средней точкой, причем фазосдвигающий блок снабжен дополнительно дву- 6О мя парами противофазных выходов, а к управляющим входам каждой двухтактной преобразовательной ячейки и каждой пары прерывателей подключено по одной паре противофазных,выходов эа- 65 дающего генератора и фаэосдвигающего блока.

На фиг. 1 представлена схема одного из возможных вариантов реализации предлагаемого устройства; на фиг.2 эпюры напряжения, поясняющие принцип его работы.

Устройство содержит регулируемый преобразователь 1, выполненный на ячейках 2 и 3, входы которых подключены параллельно входным выводам 4, выходные обмотки преобразовательных ячеек 5,6 и 7,8 соединены последовательно и включены между входным выводом и фильтром 9 через две пары однонаправленных ключей, выполненных в виде диодно-транзисторных цепочек

10-13. Диодно-транзисторные цепочки

10 и 13 управляются противофаэно и подключены к задающему генератору

14, а цепочки 11 и 12 управляются также противофазно и подключены к соответствующим противофазным выходам фазосдвигающего блока 15, обеспечивающим фазовый сдвиг управляющего сигнала относительно выходного сигнала. задающего генератора. Фаэосдвигающий блок своими входами соединен с задающим генератором 14 и выходом 16 устройства. Преобразовательные ячейки 2 и 3 управляющими входами подключены к соответствующим парам противофаэных выходов фаэосдвигающего блока 15, сигнал на одном из которых получает фазовый сдвиг относительно выходного сигнала задающего генератора в режиме вольтодобавки, на другом — в режиме вольтовычитанйя.

На фиг. 2 приняты следующие обоззначения: U<< — U - напряжения на базах транзисторов цепочек 1013 соответственно; U, Up — напряжения на полуобмотках 5 и 7 (6 и 8);

Ц5 +ит=уррь — су арное напряжение полуобмоток 5 и 7 (6 и 8), равное напряжению добавки; U+- напряжение на .входе фильтра.

При входном напряжении Up устройства, равном выходному (потерями в диодно-транэисторых цепочках и фильтра пренебрегают), сдвиг фаз между напряжениями задающего генератора и фазосдвигающего блока 15 отсутствует (фиг. 2а). Ток нагрузки протекает одновременно через встречно включенные полуобмотки 5,7 и 6,8 и поочередно открываемые цепочки 10,12 и 11,13. Поскольку напряжение на полуобмотках 5,7 и 6,8 одинаковое, энергия ячейками 2 и 3 не преобразуется.

При отклонении входного напряжения в сторону меньше или больше выходного напряжения между выходными напряжениями задающего генератора

14 и фаэосдвигающего блока 15 появляются соответствующие фаэовые

1аО8863

Ю

И

ИЯ V&

Составитель Л. Устинкина

Редактор Л. Пчелинская Техред д.Aч Корректор A. Дэятко

Эаказ 2356/66 Тираж 685

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

-, Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 сдвиги (фиг., 2б и в)..При этом на интервале времени t ток нагрузки протекает, как и в -случае равенства входного и выходного напряжений, через обе полуобмотки 5,7 и- 6,8 и энергия от ячеек 2 и 3 не потребляется. На интервале времени tg ток нагрузки протекает поочередно через олуобмотки 5,7 и 6,8: и поочередно открываемые цепочки 10,11 и 12,13, причем в зависимости от знака от- 30 клонения входного напряжения суммарное напряжение полуобмоток 5,7 и 6,8 суммируется с входным или вычитается иэ него. Последнее обеспечивается тем, что в режиме вольтодобавки фазовый сдвиг получает преобразовательная ячейка 3 (U на .фиг. 2б)-, а в режиме вольтовычитания - преобразовательная ячейка 2 (U на фиг. 2в). В первом. случае ячейки 2 и 3 работают в режиме управляемого инвертора, а все устройство - в режиме вольтодобавки, во втором случае ячейки 2 и 3 работают в режиме рекуперации энергии из вторичной цепи в первичную, а все уст- ройство — в режиме вольтовычитания.

Регулирование выходного напряжения осуществляется путем изменения соотношения интервалов времени.tg u 2

Возможен вариант, при котором задающим. генератором управляется одна половина преобразовательных ячеек, а фазосдвигающим .устройством— другая половина преобразовательных ячеек и обе пары прерывателей. Физика процессов в данном случае остается прежней.

Выполнение преобразователя íà 2N двухтактных ячейках позволяет обеспечить равномерную нагрузку транзисторов ячеек, что повышает на.вдежность их работы, а управление транзисторами ячеек сигналами типа меандр позволяет упростить схему

1их управления и использовать токовые трансформаторы, что улучшает энергетические характеристики регулятора.