Преобразователь постоянного напряжения
Изобретение относится к области преобразовательной техники и может использоваться для преобразования постоянного напряжения в переменное. .Цель изобретения - повышение надежности и КПД. Устройство содержит . включенную параллельно источнику питания , I последовательную цепь из обмотки 7 дросселя и конденсатора 8, параллельно которому включена цепь рекуперации энергии из последовательно соединенных обмотки 5 дросселя, днода 6 и-конденсатора 9. Параллельно конденсатору 9 включена последовательная цепь из обмотки 2 дросселя , параллельного LC-контура 3 и управляемого ключа 4. LC-контур 3 через элемент связи 10 соединен с нагрузкой 1I. За счет введения цепи рекуперации энергии и указанного соединения элементов устройства при i коммутации ключа 4 обеспечивается ограничение роста потенциала конел денсатора 9 путем отбора энергии от него обмоткой 7 дросселя. Это приводит к уменьшению коммутационных потерь энергии и достижению тем самым поставленной цели. 1 ил. to to 4;: о
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (5ц 4, Н 02 М 3/!35
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3718352/24-07 (22) 30.03.84 (46) 23.11.86. Бюл. Р 43 (72) Ю.А.Трубицын (53) 621.314.1(088.8) (56) Ромаш Э.М. Источники вторичного электропитания. P3A. — If.: Радио и связь, 1981, с.141, рис.8-3, 8-4.
Патент Франции !! - 2053131, кл. И 02 М 3/00, 197!.
Артым А.Д. Усилители класса Д и ключевые генераторы в радиосвязи и радиовещании. — If.: Связь, 1980, с.71, рис.4.2a.. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯБИОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к области преобразовательной техники и может использоваться для преобразования постоянного напряжения в переменное.
Цель изобретения — повышение надежности и КПД. Устройство содержит, „,SU„„1272419 A 1 включенную параллельно источнику питания,! последовательную цепь из обмотки 7 дросселя и конденсатора 8, параллельно которому включена цепь рекуперации энергии из последовательно соединенных обмотки 5 дросселя, диода 6 и конденсатора 9. Параллельно конденсатору 9 включена последовательная цепь из обмотки 2 дросселя, параллельного LC-контура 3 и управляемого ключа 4. LC-контур 3 через элемент связи 10 соединен с нагрузкой 11 За счет введения цепи рекуперации энергии и указанного соединения элементов устройства при коммутации ключа 4 обеспечивается ограничение роста потенциала кон- денсатора 9 путем отбора энергии от него обмоткой 7 дросселя. Это приводит к уменьшению коммутационных потерь энергии и достижению тем самым поставленной цели. 1 ил .
12724
Изобретение относится к преобра. эовательной технике и может быть использовано для преобразования постоянного напряжения в переменное.
Цель изобретения — расширение диапазона регулирования выходного напряжения, а также повышение надежности и КПД эа счет уменьшения коммутационных потерь энергии.
Иа чертеже изображена схема пред- 1О лагаемого преобразователя.
К входным выводам преобразователя подключен источник 1 питания. Первая обмотка 2- дросселя, параллельный
ЬС-контур 3 и управляемый ключ 4 сое— 15 динены последовательно. Вторая обмотка 5 дросселя и диод 6 образуют цепь рекуперации энергии. Третья обмотка 7 дросселя и конденсатор 8 соединены последовательно, образуя цепь, включенную параллельно источнику 1 питания. Цепь рекуперации соединена последовательно с конденсатором 9, образуя цепочку, вкЛюченную параллельно конденсатору 8. Последовательная цепь из первой обмотки 2 дросселя, параллельного контура 3 и управляемого ключа 4 включена параллельно конденсатору 9. Параллельный
LC-контур 3 через элемент 10 связи соединен с выводами для подключения нагрузки !f.
Преобразователь работает следующим образом.
В исходном состоянии конденсаторы 8 и 9 заряжены до напряжения, близкого к напряжению источника 1 питания, через обмотки 7 и 5 и диод 6.
Ключ 4 возбуждается импульсами с крутыми фронтами с частотой, близкой к 40 резонансной частоте LC-контура 3. В течение длительности импульса через открытй ключ 4 и обмотку 2 дросселя в контур 3 поступает энергия иэ конденсатора 9, поддерживающая в конту- 45 ре колебания на резонансной частоте.
При изменении длительности импульсов соответственно изменяется амплитуда первой гармоники тока, про.текающего в цепи ключа через обмотку
2 дросселя и колебательный контур 3, в результате чего достигается амплитудная модуляция колебаний в контуре.
В течение рабочего цикла, когда ключ 4 открыт, в обмотках 5 и 7 наводится ЭДС, причем в обмотке 5 ЭДС наводится такой полярности, что ре19
2 куперационный диод 6 запирается, а
ЭДС на обмотке 7 суммируется с напряжением на конденсаторе 8, в результате чего часть энергии, запасенной в конденсаторе 9 и отобранной обмоткой 2 дросселя и обмоткой 7, возвра" щается в источник 1 питания.
При закрывании ключа 4 в обмотке
2 дросселя возникает ЭДС самоиндукции, которая наводит в обмотке 5 ЭДС, которая, суммируясь с напряжением на конденсаторе 8, открывает рекуперационный диод 6, Энергия, накопленная в обмотке 2 дросселя, через индуктивно связанную обмотку 5 и диод 6 возвращается обратной в конденсатор 9.
При коэффициенте трансформации между обмотками 2 н 5, равном единице, разряд дросселя происходит до уех пор, пока напряжение на обмотке 2 не станет равным величине 4Š— разности напряжений на конденсаторах 9 и 8. Так как в исходном состоянии потенциалы конденсаторов нриблиэительно равны
Е, величина выброса, обусловленного
ЭДС самоиндукции в обмотке 2 дросселя, приблизительно равна нулю.
В установившемся режиме напряжение на конденсаторе 9 превышает напряжение на конденсаторе 8 на величину .аЕ за счет дополнительного подзаряда конденсатора 9 энергией из цепи рекуперации. Величина AE зависит от соотношения составляющих энергии в энергетическом балансе преобразователя, который определяется выраже-. нием Э 63< + ЬЭН + ЛЭп + ЛЭ где ЛЭ вЂ” энергия, отдаваемая конденсатором 9 в течение рабочеФ го цикла;
4 Э q — энергия, запасаемая обмоткой 2 дросселя; Э д — энергия, отдаваемая в нагрузку, включая потери в
LC-контуре; Э„. — потери энергии в элементах преобразователя; .4Э7 — энергия, возвращаемая в источник 1 питания через обмотку 7.
После каждого рабочего цикла эа счет рекуперации энергии ЛЭ, конденсатор 9 получает дополнительный заряд, повышающий его потенциал. Ограничение роста потенциала конденсатора 9 и, следовательно, величины Е з 1272419 обеспечивается при выполнении усло- к вия д а3„+ 3„+ 3„+ 3, . P
Выполнение этого условия при любом л режиме работы преобразователя обес- з печивается отбором энергии от конден- по сатора 9 с помощью обмотки 7. Отбор ю энергии обмоткой 7 происходит в ос- ши новном только при малых уровнях на»,хо пряжеиия на контуре 3, так как в 10 ни этом режиме напряжение на обмотке 2 ше дросселя в рабочем цикле имеет значи- др тельную величину, и именно в этом ей режиме требуется ограничивать вели- по чину аЕ, так как 63 и 43я малы 15 ра по сравнению с A3„. Регулировать ве- и личину Е можно, изменяя коэффициент ле трансформации между обмотками 2 и 7. и
Составитель Ю.Спивак
Редактор А.Шишкина Техред Л.Сердюкова
Корректор,Т.Колб
Заказ 6345/52 Тираж 631 Подписное
ВНИИПИ Государственного .комитета,СССР по делам изобретений и открытий
ll3O35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4 о
Формула изобретения
Преобразователь постоянного напряжения, содержащий входные выводы для подключения источника питания, после довательно соединенные первую обмотку дросселя, параллельный LC-контур .и управляемый ключ, а также цепь реуперации энергии, состоящую из соеиненных последовательно диода и втоой обмотки дросселя, причем паралелъный ЛС-контур через элемент свяи соединен с выходными выводами для дключения нагрузки, о т л и ч ашийся тем, что, с целью расрения диапазона регулирования выдного напряжения, а также повышея надвкности и КПД за счет уменьния коммутационных потерь энергии, оссель дополнительно снабжен третьобмоткой и в преобразователь долнительно введены два конденсато, причем третья обмотка дросселя первый конденсатор соединены посдовательно, образуя цепь, включеную параллельно источнику питания, цепь рекуперации энергии соединена
26 последовательно с вторым конденсато-. ром, образуя цепочку, включенную параллельно первому конденсатору, а указанная последовательная цепь иэ первой обмотки дросселя, параллель25 ного LC-контура и управляемого ключа подключена параллельно второму конденсатору.
