Преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к преобра зоватепьной технике и может быть исiпользовано при разработке высоковольтных источников электропитания. Цель изобретения - повышение КПД и обеспечение режима стабилизации вы ходной мощности преобразователя.Преобразователь содержит узел управления 1,двухтактный транзисторный усилитель мощности 2 с выходным трансформатором 3, высоковольтная вторичная обмотка которого подключена к ииходному выпрямителю 4 с емкостным фильтром 5, причем вход питания преобразователя подключен к его входному выводу через дроссель 6. Выполнение выходного трансформатора с немагнитным зазором в сердечнике обеспечивает переключение диодов выпрямителя при нулейЬм . токе. Частота преобразования выбирается близкой к резонансной частоте трансформатора. Преобразова±епь используется при заряде накопителей индуктивных сверхпроводящих и акку муляторных, при согласовании элект- |ропитания с нагрузкой, при изменении ее в широких пределах, 2 ил. а (Л фие.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (5D 4 Н 02 М 3 337

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ 0л

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2518417/24-07; 3374417/24-07 (22) 10.08.77 (46) 15.11.87. Бюл. 9 42 (72) И.Е.Никитин, К.И.Кузин и Г.В.Огнев (53) 621.314.58 (088.8) (56) Додик С.Д. Источники питания на полупроводниковых приборах. М.:

Сов.радио, 1969, с.267.

Патент США М 3938024, кл. 321-2, 1976. (54 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к преобра зовательной технике и может быть ис пользовано при разработке высоко вольтных источников электропитания.

Цель изобретения повышение КПД и обеспечение режима стабилизации вы ходной мощности преобразователя.Преобразователь содержит узел управления I,äâóõòàêòíûé транзисторный усилитель мощности 2 с выходным трансформатором 3, высоковольтная вторичная обмотка которого подключена к выходному выпрямителю 4 с емкостным фильтром 5, причем вход питания преобразователя подключен к его входному выводу через дроссель 6. Выполнение выходного трансформатора с немагнитным зазором в сердечнике обеспечивает переключение диодов выпрямителя при нулевЬм . токе.

Частота преобразования выбирается близкой к резонансной частоте трансформатора. Преобразователь .используется при заряде накопителей индуктивных сверхпроводящих и акку муляторных, при согласовании элект ропитания с нагрузкой, при изменении ее в широких пределах. 2 ил.

q = Т/2t ., )1

При q С 1 отсечка тока происходить не будет, импульсы тока диода

15 примут трапецеидальную форму, а ток намагничивания — треугольную.

В то же время q = х

R х «ч- « » «

uf„L„„ а

Ьв

4 П н н

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке высоковольтных источников электропитания для преобразования постоянного напряжения.

Цель изобретения - повышение КПД и обеспечение режима стабилизации выходной мощности преобразователя. 10

На фиг.1 показана функциональная схема преобразователя; на фиг, 2 — . диаграммы напряжения, поясняющие принцип его работы.

Преобразователь содержит узел 1 управления, двухтактный транзисторный усилитель 2 мощности с выходным трансформатором 3, высоковольтная вторичная обмотка которого подключена к выходному выпрямителю 4 с ем- 20 костным фильтром 5, причем вход питания усилителя мощности подключен к входному выводу преобразователя через дроссель 6, а выходной трансформатор выполнен с немагнитным зазором в сердечнике.

Преобразователь работает следующим образом.

Благодаря включению линейного дросселя на входе преобразователя, 30 индуктивность которого больше индуктивности первичной обмотки трансформатора, входной ток преобразователя и коллекторные токи открытых транзис торов постоянны в течение полупериода и равны по модулю I<„ . Допустим, что в момент С =. 0 (фиг.2а) открылся один из транзисторов. В его коллекторной цепи протекает ток i

? „ = const. При открытом диоде 40 выпрямителя напряжение на вторичной обмотке постоянно и равно напряжению на нагрузке. Напряжение на первичной обмотке также постоянно (фиг.2 в) и ОтличнО QT нуля чтО привОдит к 45 изменению тока намагничивания трансформатора (фиг.2 a). Как только ток намагничивания в момент t ! достигнет значения I«, дальнейший его рост прекратится (скорость нарас- 50 тания станет равной нулю). Напряже ния на обмотках, пропорциональные скорости изменения тока намагничивания, также станут равны нулю (фиг, 2 в). При этом произойдет отсечка тока диода выпрямителя (фиг.2 б), Характер изменения напряжения на дросселе показан на фиг.2 г, Таким образом переключение диодов выпрямителя происходит при нулевом токе через них, что приводит к уменьшению потерь мощности в транзисторах и диодах и росту КПД преобразователя.

Из диаграмм напряжения следует, что указанный режим работы возможен при выполнении условия,что скважность импульсов q тока, поступающих на вход емкостного фильтра, больше единицы где К вЂ” коэффициент трансформа ции трансформатора;

f — частота преобразования;

L 1 -,индуктивность трансформатора, приведенная к первичной обмотке.

Частота преобразования выбирается близкой к резонансной частоте трансформатора с целью уменьшения токов заряда паразитной емкости трансформатора, а выбором индуктивности трансформатора путем введения зазора создается условие q ) 1. При этом выходная характеристика описывается гиперболой

Следовательно, преобразователь является стабилизатором мощности нагрузки с внутренней широтно-импульсной модуляцией.

Использование изобретения позволя-, ет повысить КПД преобразователя и обеспечить режим стабилизации выходной мощности, который используется, например, при заряде накопителей энергии.

Формула и з обретения

Преобразователь постоянного напряжения, содержащий узел управления, двухтактный транзисторный усилитель мощности с выходным трансформатором, вторичная обмотка которого через выпрямитель с емкостным фильтром подключена к выходным выводам преобразователя, и дроссель, включенный последовательно во входную питающую

3 . 1352596

4 цепь, отличающийся тем, мощности, сердечник выходного трансчто, с целью повышения КПД и обеспе- форматора выполнен с немагнитным чения режима стабилизации выходной зазором.

Lrz а)

Сук

Lgz

2)

Составитель В,Моин

Редактор Н.Слободяник Техред М.Ходанич Корректор И.Муска

Заказ 5573/54 Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4