Управляемый ступенчатый преобразователь постоянного тока в постоянный для питания емкостной нагрузки

ОПИСАHИЕ 705614

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскни

Соцналнстнческнх

Республни (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 22.07.76 (21) 2390996/24-07 (51) М. Кл. с присоединением заявки № —. (23) Приоритет—

Н 02 М 3/335

Гасударстаеннмй июмнтет

СССР на делам изобретений

N OTKPbltMN

Опубликовано 25.12.79. Бюллетень № 47 (53) УДК 621.314..57 (088.8) Дата опубликования описания 26.12.79

И. Е. Никитин, Г. В. Огнев и К. И. Кузин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УГ1РАВЛЯЕМЫЙ СТУПЕНЧАТЫЛ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО ТОКА В ПОСТОЯННЫЛ ДЛЯ ПИТАНИЯ

ЕМКОСТНОИ НАГРУЗКИ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, в частности, в качестве вторичного источника питания цветных барьерных электроннолучевых трубок (ЭЛТ):

Известные устройства для питания цветных барьерных ЭЛТ обладают пониженным

КПД за счет потерь энергии в цепи разряда 11 — 2).

Известен также управляемый ступенчатый преобразователь постоянного тока в постоянный для питания емкостной нагруз:ки, который содержит цепочку из и последовательно включенных конденсаторов, которая через цепочку из и последовательно включенных управляемых ключевых элементов связана с выходными выводами преобразователя, управляемого конвертора и узла разряда, а управляющие входы двух последних и ключевых элементов соединены с соответствующими выходными выводами блока управления, причем конденсаторы цепочки соединены с соответствующими ключевыми элементами через разделительные диоды 13).

Известное устройство также обладает пониженным КПД за счет потерь энергии в цепи разряда.

Цель изобретения — повышение КПД устройства.

5 Поставленная цель достигается тем, что управляемый ступенчатый преобразователь постоянного тока в постоянный для питания емкостной нагрузки, содержащий цепочку из и последовательно включенных конденса10 торов, которая черезцепочку из п последовательно включенных управляемых ключевых элементов связана с выходными выводами преобразователя, управляемого конвертора и узла разряда, а управляющие входы двух последних и ключевых элементов соединены с соответствующими выходными выводами блока управления, причем конденсаторы цепочки соединены с соответствующими ключевыми элементами через разделительные диоды, он снабжен импульсным трансформатором, первичная обмотка которого через узел разряда подключена к выходным выводам, а вторичная через выпрямитель к указанной цепи из n --- -последовательно включенных конденсаторов.

705614

На чертеже представлен преобразователь, структурная схема.

Преобразователь содержит источник 1 зарядного напряжения, конденсаторы 2, управляемые ключевые элементы 3, разделительные диоды 4, управляемый конвертор 5, узел 6 разряда, блок 7 управления, импульсный трансформатор 8 с первичной обмоткой

9 и вторичной 10, выпрямитель на диоде 1.

Выход преобразователя подключен к емкостной нагрузке 12.

Источник постоянного напряжения подсоединен к цепочке из и последовательно включенных конденсаторов 2, которые через

- цепочку из и последовательно включенных управляемых ключевых элементов 3 подсое.- динены к нагрузке 12, к которой, s свою очередь; подсоединен управляемый конвертор 5 и через обмотку 9 трансформатора 8 подсоединен узел 6 разряда. Вторичная обмотка 10 трансформатора 8 подсоединена через диод ll к цепочке из и конденсаторбв

2, причем конденсаторы 2 через диоды 4 соединены с соответствующими ключевыми элементами 3. Блок 7 управления подсоединен к управляемым ключевым элементам 3; управляемому конвертору 5 и узлу 6 разряда.

Преобразователь работает следующим образом.

Пусть на емкостной нагрузке необходимо получить j уровень напряжения, равный приближенно суммарному напряжению на конденсаторах 2. Для этого с блока управления йбдаются управляющие импульсы на ключи

3, которые открываются и практически мгновенно заряжают емкость. нагрузки 12 до заданного уровня, так как суммарная емкость конденсаторов 2 выбирается на одиндва порядка больше емкости нагрузки 12.

Одновременно с блока 7 управления подает- ся управляющий импульс на конвертор 5, причем на выходе последнего формируетсй заданный j уровень. Так как емкость нагрузки быстро заряжается -от дополнительного источника, то для конвертора не существует инерционного звена на выходе. При достижении заданного уровня ключи 3 отключаются и заданный уровень поддерживается. с помощью конвертора 5. Пусть теперь на выходе необходимо получить К уровень, равный примерно суммарному напряжению на конденсаторах 2п — 1 и 2п. Для этого с блока управления подается управляющий импульс на конвертор 5, на выходе которого формируется заданный уровень, и на устройство 6 разряда, которое разряжает емкостную нагрузку 12 до заданного уровня.

При этом энергия, выделяемая при разряде с помощью импульсного трансформатора 8 . через диод 11, передается в конденсаторы

2. Коэффициент трансформации выбирается таким, что при напряжении на выходе, равным приблизительно сумме напряжений на конденсаторах (2n, 2п — 1), напряжение

Формула изобретения

Управляемый ступенчатый преобразователь постоянного тока в постоянный для питания емкостной нагрузки, содержащий

3$ цепочку из и последовательно включенных конденсаторов, которая через цепочку из п последовательно включенных управляемых ключевых элементов связана с выходными выводами преобразователя, управляемого

4 конвертора и узла разряда, а управляющие входы двух последних и кл1очевых элементов соединены с соответствующими выходными выводами блока управления, причем конденсаторы цепочки соединены с соответствующими ключевыми элементами через разделительные диоды, отличающийся тем, что с целью повышения КПД, он снабжен им-. пульсным трансформатором, первичная обмотка которого через узел разряда подклю- . чена к выходным выводам, а вторичная через выпрямитель к указанной цепи из и последовательно включенных конденсаторов ..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3159190, кл. 323/22Т, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 408290, кл. G 05 F 1/56, 1972, 3. Авторское .свидетельство по заявке № 2322702/07. юо

И на вторичной обмотке 10 превышало выходное -напряжение зарядного источника l.

Так как обычно на выходе зарядного источника установлен" выпрямитель, а емкость конденсаторов 2 выбирается на два порядка больше емкости нагрузки 12, то напряжение на конденсаторах 2 незначительно поднимается, а затем при следующей команде перехода на другой уровень энерГия, запасенная в конденсаторе 2, передается опять в нагрузку 12. При этом КПД преобразо1 вателя значительно возрастает, что особенно важно при переключении уровней с частотой порядка нескольких килогерц.

Размагничивание трансформатора 8 может быть достигнуто всеми известными способами, например, с помощью диода 13, или с помощью дополнительной обмотки 14 и диода l5, В этом случае КПД еще балыке возрастает..

В качестве управляемых ключей целе в сообразно применять управляемые элементы с тиристорным эффектом, т. е. такие элементы, которые при «нулевых» токах отключаются.

Диоды 4 являются разделительными и

: служат для исключения шунтирования кон > денсаторов 2 ключами 3.

Введение импульсного трансформатора

8 позволило значительно поднять КПД устройства.

7066!4

Составнтель Ю. Андреев

Редактор Ю. Челвканов Твхред К. Шуфрнч Корректор И. Задерновска»

Заказ 804950 Тнравг 852 Подписное

ЦН И И П И Государственного «ом итета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская иаб., д, 4/5

Филиал ППП к Патента, г. Ужгород, ул. Проектная, 4