Бестрансформаторный повышающий преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах электропитания. Цель изобретения - расширение функци ональных возможностей. Устройство содержит накопительный конденсатор 1, зарядный 4 и разрядный 5 диоды, разрядный 2 и зарядный 11 ключи, ключ оц10 и вольтодобавочный узел 6, состоящий из п диодно-конденсаторных цепочек , соединенных по схеме умножения напряжения. Между разрядными диодами 7 и 9 этих цепочек включен конденсатор 8. Между разноименными выводами обкладок конденсаторов 8 смежных цепочек включены зарядные диоды 13 и 14, зашунтированные замыкающими контактами переключателя 16. Цепь из зарядного ключа 11, конденсатора 1 и зарядного диода 4 включена между положительным выходным к общим выводами . Разрядный диод 5 катодом подключен к аноду диода 4, а анодом - к дополнительному отрицательному вьгаоду. Конденсатор 8 первой цепочки через зарядный диод 12 и разрядный ключ 2 соединен с общим выводом. Катод диода 12 соединен с положительным выводом конденсатора 1. Общая точка соединеСЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИК

Аf (19) (11) (51) 4 Н 02 М 3 / 1 8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCH0lVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3889514/24-07 (22) 30.04.85 (46) 15.01.87. Бюл. Р 2 (72) В.А.Поляков (53) 621.314.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1001361, кл. H 02 М 3/18, 1981.

Авторское свидетельство СССР, М- 1119142, кл. Н 02 М 7/10, 1982. (54) БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫИ ПОВЬППАНЗЩИЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах электропитания.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей. Устройство содержит накопительный конденсатор 1, зарядный 4 и разрядный 5 диоды, разрядный 2 и зарядный 11 ключи, ключ

10 и вольтодобавочный узел 6, состоящий из и диодно-конденсаторных цепочек, соединенных по схеме умножения напряжения. Между разрядными диодами 7 и 9 этих цепочек включен конденсатор 8. Между разноименными выводами обкладок конденсаторов 8 смежных цепочек включены зарядные диоды 13 и 14, зашунтированные замыкающими контактами переключателя 16. Цепь из зарядного ключа 11, конденсатора 1 и зарядного диода 4 включена между положительным выходным и общим выводами. Разрядный диод 5 катодом подключен к аноду диода 4, а анодом — к дополнительному отрицательному выводу.

Конденсатор 8 первой цепочки через зарядный диод 12 и разрядный ключ 2 соединен с общим выводом. Катод диода

12 соединен с положительным выводом конденсатора 1. Общая точка соедине1283903 ния анодов диодов 7 через ключ 10 соединена с положительным входным выводом и анодом зарядного диода 15 пос.ледней цепочки. Общая точка соединения катодов диодов 9 соединена с положительным выходным выводом. Укаэан- ное соединение элементов устройства и использование дополнительно введен1

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах электропитания.

Цель изобретения — расширение функциональных возможноетей путем получения ряда одновременно дискретно регулируемых выходных напряжений с инвертируемой и неинвертируемой по отноше1ппо к входному напряжению полярностью и в (1 + 1/n) раз больших входного напряжения.

На чертеже представлена схема устройства.

Преобразователь содержит накопительный конденсатор 1, положительный вывод которого через ключевой элемент

2 (разрядный ключ) подключен к общему выводу 3 преобразователя. К этому же выводу подключен катод зарядного диода 4, анод которого соединен с отрицательным выводом накопительного конденсатора I и катодом разрядного диода 5. Анод разрядного диода 5 образует отрицательный выход инвертируемого напряжения. Вольтодобавочный узел 6 включен между положительным входным выводом преобразователя и пое ложительным выводом накопительного конденсатора 1 таким образом, что"и параллельно соединенных днодно-конденсаторных цепочек, в каждой из которых катод первого разрядного диода

7 соединен с отрицательным выводом конденсатора 8 цепочки, а положительный вывод этого конденсатора соединен с анодом второго разрядного диода 9: соединены со стороны анодов разрядных диодов 7 через ключевой элемент 10 к положительному входпему выводу и со стороны катодов разрядных диодов

9 цепочек — через зарядный ключ 11 к ных диодов 4 и 5, конденсатора 1, ключа 11 и переключателя 16 обеспечивают получение одновременно дискретно регулируемых рядов, полярность инвертируемого и неинвентируемого выходных напряжений в 1 + 1/и раз больших входного напряжения. Этим достигается поставленная цель. 1 ил.

2 положительному выводу накопительного конденсатора 1. Общая точка соединения катодов разрядных диодов 9 образуют положительный неинвертирующий выходной вывод преобразователя. Катод первого зарядного диода 12 соединен через ключевой элемент 2 (разрядный ключ) с общим выводом 3 преобразователя, а анод этого диода соединен с отрицательным выводом конденсатора

8 первой цепочки. Катод зарядного диода 13 подключен к положительному выводу конденсатора 8 первой цепочки, а его анод — к отрицательному. выводу конденсатора последующей цепочки.

Аналогичным образом включен зарядный диод 14 между парой конденсаторов следующих смежных цепочек. Зарядный диод 15 подключен анодом к положительному входному выводу преобразователя, а катодом — к положительному выводу конденсатора последней цепочки, Параллельно зарядным диодам 13 и

14 подключены соответствующие замыкающие контакты переключателя 16. Ключи

2, 10, 11 могут быть выполнены на транзисторах, периодически управляемых от генератора импульсов (не показано). Переключателем 16 является соответствующее количество тумблеров или контактов вольтреле для автоматического регулирования выходного напряжения.

Преобразователь работает следую35 щим образом.

В один полупериод коммутации клю.чей замкнут разрядный ключ 2 и разомкнуты зарядный ключ 11 и ключ 10, происходит заряд конденсаторов 8 всех цепочек ll вольтодобавочного узла

6 при их последовательном соединении

12839О3 через диоды .12-15 от источника питания, подключенного к входным выводам преобразователя. Конденсаторы 8 цепочек заряжаются до напряжения Е/и (без учета падения напряжения на клю- .5 че 2 и диодах 12-15), где Š— напряжение на входных выводах преобразователя. Напряжение с накопительного конденсатора 1, заряженного в предыдущий полупериод, поступает через 10 разрядный ключ 2 и разрядный диод 5 на полярный инвертируемый выход преобразователя.

Во второй полупериод коммутации 15 замкнуты ключ 10 и зарядный ключ 11, а разрядный ключ 2 разомкнут. Происходит заряд накопительного конденсатора 1 через зарядный диод 4 и зарядный ключ 11 от источника питания. При20 этом конденсаторы 8 цепочек и через разрядные диоды цепочек 7 и 9 оказываются соединенными параллельно и включены последовательно с источником питания Е. Поэтому конденсатор 1 за- 25 ряжается до напряжения Е(1 + 1/n), не учитывая падение напряжения на ключе 11 и диоде 4, а на неинвертируемом выходе с положительной полярностью образуется напряжение Е(1 + 30

+ 1/n). Регулирование напряжения на инвертируемом и неинвертируемом выходах осуществляется поочередным замыканием контактов переключателя 16, подключенных параллельно диодам 13 и 14 вольтодобавочного узла, соединяющих разнополярные выводы конденсаторов смежных цепочек. При замыкании контактов, закорачивающих один из диодов (диод 13), конденсаторы 8 цепс- 10 чек "и-2" и "n-1" оказываются соединенными последовательно как при заряде, так и при разряде, т.е. вольтодобавочное напряжение становится равным E/n-l. При закорачивании всех ди- 15 одов, соединяющих разнополярные выводы конденсаторов 8 смежных цепочек, вольтодобавочное напряжение становится равным Е. Следовательно при поочередном замыкании контактов переклю- 50 чателя 16 вольтодобавочное напряжение ступенчато изменяется от Е/и до Е, а напряжение на выходах преобраэова" теля одновременно изменяется от Е х х (1 + 1/и) до 2Е (без учета падения напряжения на ключах и диодах преобразователя). Предлагаемый преобразователь является однотактным преобразователем напряжения. Для уменьшения" пульсации входного тока и напряжения на выходах преобразователя при добав. ленин аналогичного плеча преобразователь может быть выполнен по двухтактной схеме. Пульсация выходного напряжения на инвертируемом и неинвертируемом выходах может быть уменьшена также включением соответствующих сглаживающих фильтров (конденсаторов) °

Формула изобретения

Бестрансформаторный повышающий преобразователь постоянного напряжения, содержащий общий, а также положительные входной и выходной выводы для подключения, соответственно источника постоянного напряжения и нагрузки, первый ключевой элемент, одним выводом соединенный с общим выводом, и диодно-конденсаторный вольтодобавочный узел, выполненный в виде параллельно соединенных цепочек, состоящих каждая из последовательно соединенных первого разрядного диода, конденсатора и второго разрядного диода, причем между выводами разноименных обкладок конденсаторов смежных цепочек включен зарядный диод, общая точка соединения катодов одних разрядных диодов соединена с положительным выходным выводом, а общая точка соединения анодов других разрядных диодов через второй ключевой элемент соединена с положительным входным выводом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем получения ряда одновременно дискретно регулируемых выходных напряжений с инвертируемой и неинвертируемой по отношению к входному напряжению по-. лярностью и в (1 + l/n) раз больших входного напряжения, введен дополнительный зарядный диод, через переход анод-катод которого отрицательный вывод конденсатора первой цепочки co" единен со свободным выкодом первого ключевого элемента и с общей точкой соединения дополнительно введенных накопительного конденсатора и зарядного ключа, причем свободный вывод дополнительного зарядного ключа соединен с положительным выходным выводом, свободный вывод накопительного конденсатора соединен с катодом одного дополнительно введенного разрядного.диода, анод которого образует

1289903

Составитель Л.Устинкина

Техред M.Коданич Корректор В,Бутяга

Редактор A.Äoëèíè÷

Заказ 7454/54 Тираж 661 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 дополнительный отрицательный выходной вывод, и с анодом другого дополнительно введенного зарядного диода, катодом соединенного с общим выводом, а параллельно каждому из зарядных ди- 5 одов, соединяющих разноименные о6кладки конденсаторов указанных цепочек, подключен один из замыкающих контактов дополнительно введенного переключателя.