Преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания. Цель изобретения - упрощение конструкции преобразователя . Первичная обмотка 9 выходного трансформатора 8 подключена к выходу коммутатора на транзисторах 1 и 2 через первичную обмотку 6 трансформатора 3 тока и дроссель 14 насыщения. Выход коммутатора шунтирован конденсатором 8 При выключении транзисторов 1 и 2 происходит перезаряд конденсатора 7, напряжение на них плавно нарастает, что уменьшает динамические потери. Потери при включении транзисторов 1 и 2 снижены благодаря ограничению тока силовой цепи дросселем 14 насыщения. Переключение транзисторов 1 и 2 происходит при выходе сердечника трансформатора 3 тока из насыщения 2 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 M 3/337

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР !; сг П

Ь Ж tl.j, ь -1 и

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0 (Я !

0р ,Сл) О ! .

7 г

I ! (21) 4496703/07 (22) 21.10,88 (46) 23,06.91. Бюл. М 23 (71) Иркутский государственный университет (72) А.П, Кошечкин (53) 621.314.58 (088.8) (56) Европейский патент

N- 0016538, кл. Н 02 M 3/335, 1980.

Авторское свидетельство СССР

М 1252877, кл. Н 02 М 3/337, 1984. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания, Цель изобрете„„ЯЦ„„1658327 А1 ния — упрощение конструкции преобразователя. Первичная обмотка 9 выходного трансформатора 8 подключена к выходу коммутатора на транзисторах 1 и 2 через первичную обмотку 6 трансформатора 3 тока и дроссель 14 насыщения. Выход коммутатора шунтирован конденсатором 8. При выключении транзисторов 1 и 2 происходит перезаряд конденсатора 7, напряжение на них плавно нарастает. что уменьшает динамические потери, Потери при включении транзисторов 1 и 2 снижены благодаря ограничению тока силовой цепи дросселем 14 насыщения, Переключение транзисторов 1 и 2 происходит при выходе сердечника трансформатора 3 тока из насыщения. 2 ил.

1658327

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания, Цель изобретения — упрощение преобразователя.

На фиг.1 приведена схема преобразователя; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие принцип его работы.

Преобразователь содержит коммутатор с силовыми транзисторами 1 и 2, трансформатор 3 тока с вторичными обмотками 4, 5 и первичной обмоткой Ь. Конденсатор 7 подключен к выходу коммутатора. Выходной трансформатор 8 имеет первичную 9 и вторичную 10 обмотки. Выпрямитель 11 и дроссель фильтра 12 подключают обмотку 10 к нагрузке 13.

Дроссель 14 насыщения включен между выводом первичной обмотки 9 выходного трансформатора и средней точкой источника питания. Обмотки 4 — 6 трансформатора 3 тока включены таким образом, чтобы обеспечивалась положительная обратная связь по току нагрузки. Дополнительные обмотки (фиг.1, штрих-пунктир) и резистор предназначены для обеспечения работы преобразователя только на холостом ходу, Дополнительные обмотки в номинальном режиме работы (начиная с 1н > 0,1 I нмакс) не оказывают влияния на работу преобразователя, Преобразователь работает в режиме автоколебаний. В исходном состоянии (до момента tp) транзистор 1 открыт, дроссель 14 насыщен, напряжение на конденсаторе 7 и первичной обмотке 9 равно+Е/2, ток в диагонали полумоста Iwg =1н 0, ток намагничивания переключающего трансформатора

3 равен (In I6 )« 1нп, 1 где 1н — ток нагрузки;

n=Wg / И/1о — коэффициент трансформации силового трансформатора 8; ! ь — приведенный ток базы.

В момент to трансформатор 3 насыщается, транзистор 1 закрывается, трк коллектора ответвляется в конденсатор 7. При соответствующем выборе конденсатора 7 напряжение на коллекторе транзистора эа время его выключения существенно не изменится, потери в транзисторе отсутствуют.

В интервале to — t1 конденсатор 7 разряжается практически постоянным (поскольку ток нагрузки хорошо сглажен)током нагрузки

Iwg= и1 н по цепи первичная обмотка 6— первичная обмотка 9 — дроссель 14 насыщения. Ток в диагонали полумоста имеет прежнее направление, поэтому дроссель 14 и трансформатор 3 остаются насыщенными.

Переходы база-эмиттер транзисторов 1,2 закрыты, весь ток нагрузки протекает по обмотке 9, поэтому рабочая точка трансформатора 3 переходит в область глубокого насыщения. Следовательно, выход трансформатора 3 в активный режим возможен только при Iwg = 0 (дифференцирующий трансформатор), В момент t1, когда напряжение на конденсаторе 7 достигает нуля, возникает ЭДС самоиндукции дросселя 12 в полярности. открывающей все диоды выпрямителя 11.

Ток нагрузки, поддерживаемый дросселем

12, переводится в цепь выпрямителя, минуя обмотки трансформатора 8, напряжения на которых равны нулю. Дроссель 12, нагрузка

13 и трансформатор 8 замыкаются накоротко выпрямителем. Ток Iwg в диагонали полумоста уменьшается, что приводит к выходу из насыщения дросселя 14 и к образованию колебательного контура 14Ст, В ходе колебательного процесса конденсатор

7 заряжается синусоидально снижающимся током. Полярность тока iwg остается прежней, чем обеспечивается насыщенный режим трансформатора 3.

В моМент 12 напряжение на конденсаторе 7 достигает значения -Е/2. а ток контура (равный току iwg ) — нулевого значения.

Трансформатор 3 выходит из насыщения, на

его обмотках формируются ЭДС, транзистор 2 открывается. Потери на включение в транзисторе отсутствуют, так как напряжение и ток коллектора близки к нулю. Колебательный процесс в контуре срывается. В интервале tz — тз к дросселю 14 приложено напряжение -Е/2; ток коллектора и напряжения на обмотках трансформатора 8 близки к нулю, Транзистор 2 открыт за счет энергии, накопленной в трансформаторе 3.

Ток коллектора достигает установившегося значения нп при насыщении дросселя 14.

При изменении сопротивления нагрузки 13 длительность интервалов tp-t1 — tz изменяется, так что к моменту включения транзистора конденсатор 7 всегда заряжен до направления +Е/2. Например, уменьшение тока нагрузки увеличивает длительность to-t1, так как конденсатор 7 разряжается медленнее. Интервал 11-12 при этом также возрастает, так как при меньшем токе нагрузки индуктивность дросселя 14 насыщения повышается. Оптимальный для коммутации транзисторов перезаряд конденсатора 7 осуществляется в два этапа. На первом этапе конденсатор 7 разряжается током нагрузки, благодаря действйю дросселя фильтра 12. На втором этапе конденсатор 7 заряжается током ко<С7

Составитель В. Моин

Техред М. Морге нтал Корректор М.Демчик

Редактор А, Мотыль

Заказ 1720 Тираж 395 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 лебательного контура, образованного им и дросселем 14 насыщения, При изменении нагрузки длительность обоих этапов изменяется: первого эа счет изменения разрядного тока конденсатора, второго эа счет изменения средней индуктивности дросселя 14 насыщения и частоты колебательного контура. Включение очередного транзистора происходит в момент выхода в активный режим переключающего трансформатора, что соответствует полному перезаряду конденсатора 7.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения, содержащий коммутатор с транзисторами и выходной трансформатор. первичная обмотка которого подключена к Rblходу коммутатора через последоватpëьно соединенные дроссель насыщения и пер5 вичную обмотку трансформатора тока, вторичная обмотка выходного трансформатора через выпрямитель и дроссель фильтра соединена с выходными выводами, а выход коммутатора шунтирован

10 конденсатором, отличающийся тем, что, с целью упрощения, выполнен с двумя вторичными обмотками, соединенными с управляющими входами транзисторов коммутатора, 15