Преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания для преобразования уровня и стабилизации постоянного напряжения. Цель - уменьшение массы и габаритов. Устр-во содержит две однотактные инверторные ячейки 1, 2, у которых одна пара выводов первичных обмоток 3, 4. силовых трансформаторов 5, 6 объединена, а другая подключена к разнополярным электродам рекуперационных диодов 7, 8 и через полупроводниковые ключи 9, 10 - к входным выводам. Силовые трансформаторы 5, 6 снабжены дополнительными обмотками i 16 СО 6 Е Фи2.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

IN) 01) (51) 4 Н 02 М 3/335

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ. Ь 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21,) 3819077/24-07 (22) 03. 12.84 (46) 15. 12.86. Бюп. II 46 (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) В.П. Мелешко и Н.М. Музыченко (53) 621.314.58 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 951596, кл. Н 02 M 3/335, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 978293, кл. Н 02 М 3/335, 198 1. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕПЬ ПОСТОЯННОГО НА ПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания для преобразования уровня и стабилизации постоянного напряжения.

Цель — уменьшение массы и габаритов.

Устр-во содержит две однотактные инверторные ячейки 1, 2, у которых одна пара выводов первичных обмоток

3, 4. силовых трансформаторов 5, 6 объединена, а другая подключена к разнополярным электродам рекуперационных диодов 7, 8 и через полупроводниковые ключи 9, IO — к входным выводам. Силовые трансформаторы 5, 6 снабжены дополнительными обмотками

18, 19, связанными с конденсаторами

13 и 14. При размагничивании магнитопровода силового трансформатора 5 происходит перемагничивание ет о магнитопровода, т.к. идет процесс заряда конденсатора .13 по цепи элементов 11-13-18-4-10-12, т.е. ток заряда конденсатора 13 протекает по обмотке 18 в направлении, противоположном протеканию тока на" магничивания этой обмотки. Отличи277314 тельные особенности работы схем, соответствующих зависимым пунктам ф-лы, заключаются в том, что напряжения на закрытых ключах 9, 10 могут быть развиты до значения, равного сумме напряжения источника питания и ЭДС самоиндукции обмоток 18, 19. Процесс размагничивания магнитопроводов транс. форматоров является более форсированным. 2 s.ï. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания для преобразования уровня и стабилизации постоянного напряжения.

Цель изобретения — уменьшение массы и габаритов.

На фиг. 1 приведена принципиальная

3 .электрическая схема преобразователя, на фиг ° 2 — то же, вариант.

Преобразователь постоянного напряжения (фиг.1) содержит две однотактные инверторные ячейки 1, 2, у которых одна пара выводов первичных обмоток 3, 4 силовых трансформаторов 5, 6 объединена, а другая подключена к разнополярным электродам рекуперационных диодов 7,8 и через полупроводниковые ключи 9, 10 — к входным питающим выводам 11, 12.преобразователя, к которым подключены одни выводы конденсаторов 13, 14 и вторые электроды соответствуюших рекуперационных диодов 7, 8. Управляющие электроды полупроводниковых ключей 9, 10 присоединены к задающему генератору 15, а вторичные обмотки 16, 17 силовых-трансформаторов 5, 6 связаны с выходом устройства.Кроме того, силовые трансформаторы 5, .б преобразователя содержат дополнительные обмотки 18, 19, которые объединенной парой выводов подключены к объединенной паре выводов первичных обмоток 3, 4,а другими выводами — к вторым выводам конденсаторов 13, 14.

В преобразователе по фиг ° 2 вторые электроды соответствующих рекуперационных диодов 7, 8 подключены к объединенным выводам конденсаторов 14 (15) и обмоток 19 (18) силовых трансформаторов 6 (5).

5 Преобразователь постоянного напряжения (фиг.1) работает следующим образом.

В исходном состоянии, до момента подачи входного питающего напряжения на выводы 11, 12, конденсаторы 13

14 разряжены, задающий генератор 15, предположим, выключен, полупроводниковые ключи 9, 10 заперты. Допустим, что магнитопроводы трансформаторов 5, 6 пблностью размагничены.

После подачи входного напряжения на выводы 11, 12 происходит заряд конденсаторов 13, 14 по цепи элементов 11-13-18- 19-14-12. Одновременно с зарядом конденсаторов 13, 14 их зарядный ток, проходя по обмоткам 18, 19 силовых трансформаторов 5, б,устанавливает магнитное состояние магнитопроводов 5, 6 в области отрицательных значений индукции.

После пуска задающего генератора

15 высокочастотные импульсные сиг" налы в противофазе поступают на управляющие электроды полупроводниковых ключей 9, 10. Допустим, что ключ

9 открыт, а ключ 10 закрыт. В этом случае происходит разряд конденсатора 13 по цепи элементов 13-9-3-1813. Разрядный ток конденсатора 13, З5,проходя по обмоткам 3 и 18 трансфор. матора 5, наводит в них ЭДС, сумма которых с заданным коэффициентом трансформации передается во вторичную цепь.

1277314 В момент смены фаз управляющих сигналов на ключах 9, 10, ключ 9 запирается. При этом напряжения ЭДС самоиндукции, возникшие на обмотках

3 и 18 трансформатора 5, в сумме 5 равные U>/2, складываются с напряжением на конденсаторе 13, и к закрытому ключу 9 прикладывается напряжение, равное U>. Под воздействием ЭДС самоиндукции, возникшей на обмотке 3, диод 7 открывается и энергия, запасенная трансформатором

5 за время открытого состояния полупроводникового ключа 9, частично рекуперирует на конденсатор 14, дозаряжая его. Ток дозаряда при этом замыкается по цепи элементов 3-1914-7-3, т.е. по обмотке 19 трансформатора 6 он течет в направлении,противоположном протеканию тока намагничивания по этой обмотке во время замкнутого состояния полупроводникового ключа 10. Таким образом, при размагничивании магнитопровода силового трансформатора 5 происходит перемагничивание магнитопровода силового трансформатора 6. Энергия, запасенная трансформатором 5, частично передается и во вторичную цепь, так .как ток рекуперации также протекает 30 и по цепи элементов 3-4-10-7-3.

Кроме того, при размагничивании магнитопровода силового трансформатора 5 одновременно происходит и процесс перемагничивания магнитопро- З вода этого трансформатора, так как в этот полупериод идет процесс заряда конденсатора 13 по. цепи элементов 1113-18-4-10-12, т.е. ток заряда конденсатора 13 протекает по 40 обмотке 18 трансформатора 5 в направлении, противоположном протеканию тока намагничивания по этой обмотке во время замкнутого состояния ключа 9. ° 45

Процессы, происходящие в преобразователе при открывании и закрыва-. нии полупроводникового ключа 10,про-! текают аналогично.

Согласно фиг,2 в преобразователе напряжения на закрытых ключах 9, 10 могут развиться до значения, равного сумме напряжения источника питания — U è ЭДС самоиндукции обмоток 18, 19 силовых трансформаторов 5, 6. Процесс размагничивания магнитопроводов трансформаторов в этом случае является более форсированным.

Формула изобретения

1. Преобразователь постоянного напряжения, содержащий две последовательно включенные по цепи питания инверторные ячейки, у которых одна пара выводов первичных обмоток силовых трансформаторов объединена, а другая подключена к разнополярным первым электродам рекуперационных диодов и через полупроводниковые ключи — к входным питающим выводам преобразователя, и два конденсатора, кажцый из которых включен в цепь, шунтирующую цепь питания соответствующей ячейки, о т л и ч а ю щ и й-. с я тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов, в силовой трансформатор каждой ячейки введена дополнительная обмотка, включенная последовательно с конденсаторомэтой ячейки, а цепи вторых электродов рекуперационных диодов подключены к соответствующим входным питающим выводам.

2. Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что один вывод конденсатора данной ячейки соединен с входным питающим выводом преобразователя, к которому подключен второй электрод рекуперационного диода другой ячейки.

3. Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что конденсатор данной ячейки одним выводом подключен к точке соединения первичных обмоток силовых трансформаторов ячеек, а другим выводом — к второму электроду рекуперационного диода другой ячейки.

1277314

Составитель В. Моин

Редактор Н. Швыдкая Техред Л.Олейник Корректор С. Шекмар

Заказ 6756/53

Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г ° Ужгород, ул. Проектная,4