Преобразователь постоянного напряжения в постоянное
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания. Цель изобретения - исключение импульсных помех на входных шинах путем обеспечения непрерывного потребления энергии от источника входного напряжения. Устройство содержит трансформатор 3, одна из первичных обмоток которого через дополнительно введенный дроссель 19 подключена к одной из шин входного источника питания, дополнительная первичная обмотка 5 через конденсатор подключена к второй входной шине, а между одноименными выводами трех вторичных обмоток включены два разделительных конденсатора и две нагрузки 13, 14, шунтированные конденсаторами 15, 16 фильтра. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 М 3/335
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4414546/24-07 (22) 22.04.88 (46) 30.12,90. Бюл. ¹ 48 (71) Московский энергетический институт (72) А.Г.Поликарпов, Е,Ф.Сергиенко и В.М.Титкии .(53) 621.314.57 (088.8) (56) Поликарпов А.Г., Сергиенко Е,Ф., Чу С,K.
Магнитно-связанный сглаживающий фильтр для импульсных регуляторов и преобразователей постоянного напряжения.
ЭТв,А/Под ред. Ю.И.Конева, 1986, вып.17, с.121 — 127.
Авторское свидетельство СССР
¹ 1367112, кл. Н 02 М 3/335, 1985. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО
НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ. Ы 1617562 А1 (57) Изобретение относится к электро ехнике и может быть использовано в устройствах электропитания. Цель изобретения — исключение импульсных помех на входных шинах путем обеспечения непрерывного потребления энергии от источника входного напряжения. Устройство содержит трансформатор 3, одна из первичных обмоток которого через дополнительно введенный дроссель 19 подключена к одной из шин входного источника питания, дополнительная первичная обмотка 5 через конденсатор подключена к второй входной шине, а между одноименными выводами трех вторичных обмоток включены два разделительных конденсатора и две нагрузки 13. 14, шунтированные конденсаторами 15, 16 фильтра.
1 ил.
1617562
Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может найти применение в преобразователях постоянного напряжения с гальванической развязкой входных и выходных цепей с помощью трансформатора.
Цель изобретения — исключение импульсных помех на входных шинах путем обеспечения непрерывного потребления энергии от входного источника питания.
На чертеже схематически показан предложенный преобразователь, Преобразователь содержит соответственно отрицательную 1 и положительную 2 входные шины, трансформатор 3, соответственно первичную 4 и дополнительную обмотку 5 трансформатора. регулирующий ключ 6, дополнительный конденсатор 7, вторичные обмотки 8 — 10 трансформатора, разделительные конденсаторы 11 и 12, нагрузки 13 и 14, конденсаторы 15, 16 фильтра, диоды 17 и 18, дроссель 19.
Между шинами 1 и 2 последовательно включены дополнительный конденсатор 7, обмотки 5 и 4 трансформатора 3 и дроссель
19, причем соединены между собой концы обмоток 5 и 4, а точка их соединения через регулирующий ключ 6 подключена к шине 1.
Между началами вторичных обмоток 8 и 9 включены последовательно разделительные конденсаторы 11 и 12, а конец- с точкой соединения нагрузок 13 и 14. С началом обмотки 9 связан катод диода 17, анод которого подключен к концу обмотки 10, а к началу обмотки 10 подключен катод диода
18, анод которого соединен с концом обмотки 8.
Работа преобразователя в установившемся режиме при непрерывном изменении магнитного потока в сердечнике трансформатора сводится к следующему.
Поскольку усредненные за период работы напряжения на обмотках трансформатора и на обмотке дросселя 19 равны нулю, то конденсатор 7 заряжен до напряжения, равного входному (Е). Поля рность напряжений на разделительных конденсаторах 11 и
12 такова, что во включенном состоянии регулирующего ключа 6 диоды 17 и 18 закрыты. При этом происходят процессы передачи в нагрузки 13 и 14 энергии от входного источника питания Е, а также энергии, запасенной в конденсаторах 7, 11 и 12. Одновременно увеличивается энергия в магнитном поле сердечника трансформатора 3. Ток нагрузки 13 последовательно замыкается через обмотку 10, конденсатор 12 и обмотку 9, а ток нагрузки 14 — через обмотку 8, конденсатор 11 и обмотку 10. Конден5
50 саторы 11, 12 и 7 на этом этапе работы разряжаются.
После выключения регулирующего ключа 6 изменяется полярность напряжений на всех обмотках трансформатора, что приводит к отпиранию диодов 17 и 18, При этом энергия, накопленная на предыдущем этапе работы в трансформаторе, выводится в виде импульсов тока намагничивания, протекающих через диоды 17 и 18, восполняет потери энергии в конденсаторах 11 и 12 и поддерживает ток в нагрузках 13 и 14. Ток дросселя
18 замыкается через источник входного напряжения, обмотки 4 и 5 трансформатора 3 и конденсатор 7 и представляет собой часть постоянной составляющей тока намагничивания транформатора. Энергия, отбираемая на этом этапе работы 01 источника входного напряжения, восполняет потери энергии в конденсаторе 7.
Напряжение на конденсаторе 7 в установившемся режиме работы равно входному Е, Поэтому выходные напряжения на каждой из нагрузок при равных числах витков вторичных обмоток 8 — 10 и одинаковых первичных обмотках 4 и 5 определяются, как и в схеме прототипа, выражением
UH = Ey/(1 — у), гдето- относительная длительность проводящего состояния ключа 6, Воспользовавшись уравнением энергетического баланса lp=-2l U„, можно найти постоянный ток, потребляемый от источника входного напряжения lp=2l„у /(1 — y), Последовательная цепь, состоящая из дросселя
19, обмоток 4 и 5 трансформатора 3 и конденсатора 7, образует-магнитно связанный сглаживающий фильтр. Если количества витков обмоток 4 и 5 равны. а индуктивность дросселя 19 заметно превышает индук-,ивносгь рассеяния между обмотками 4 и 5, то в первом приближении без учета пульсаций напряжения на конденсаторе 7 пульсации входного тока равны нулю, а следовательно, отсутствуют пульсации напряжения на шинах входного источника. Применение известной методики позволяет определить двойную амплитуду пульсаций входного тока г при учете конечного значения емкости конденсатора 7. При этом закон изменения пульсаций входного тока носит непрерывный характер и, следовательно, импульсные помехи на шинах входного источника полностью исключается.
Таким образом, включение дросселя последовательно с первичной обмоткой трансформатора и введение дополнительной обмотки и дополнительного конденсатора позволяют обеспечить непрерывное потребление энергии от источника входного
1617562 напряжения и исключить импульсные помехи на входных шинах.
Составитель Н.Цишевская
Техред М.Моргентал Корректор Т,Палий
Редактор М.Келемеш
Заказ 4125 Тираж 500 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Формула изобретения
Преобразователь постоянного напря- 5 жения в постоянное, содержащий трансформатор, конец первичной обмотки которого через регулирующий ключ связан с одной входной шиной, между началами и концами двух вторичных обмоток трансфор- 10 матора последовательно включены соответственно два разделительных конденсатора и две цепи нагрузки, шунтированные конденсаторами фильтра, третья вторичная обмотка трансформатора своим началом 15 связана с точкой соединения разделительных конденсаторов, а концами — с точкой соединения цепей нагрузки, и между началом третьей и концом первой, а также началом второй и концом третьей вторичных обмоток включены диоды, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью исключения импульсных помех на входных шинах путем обеспечения непрерывного потребления энергии от входного источника питания, между второй входной шиной и началом первичной обмотки трансформатора включен дополнительно введенный дроссель, трансформатор имеет дополнительную обмотку, конец которой связан с одноименным выводом первичной обмотки, а начало дополнительной обмотки через дополнительно введенный конденсатор подключено к первой входной шине.
