Преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания. Цель изобретения - повышение КПД. Преобразователь содержит полумостовой инвертор на силовых транзисторах 1 и 2 и входных конденсаторах 3 и 4. Ъ выходную цепь инвертора включен выходной трансформатор 6. Резонансный конденсатор 7 с дополнительным дросселем 8 образуют первый параллельный контур, настроенный на первую резонансную частоту. Резонансный дроссель 9 и дополнительный последовательный LC-контур 10 образуют второй параллельный контур, настроенный на вторую резонансную частоту, превышающую первую резонансную частоту. Благодаря этому общее входное сопротивление цепи, через которую нагрузка подключена к выходу инвертора, равно бесконечности как при первой, так и при второй резонансной частоте. Рабочая частота переключения силовых транзисторов 1 и 2 находится между первой и второй резонансными частотами и при ее изменении обеспечивается стабилизация (регулирова ние) выходного напряжения преобразователя , в частности при изменении нагрузки. 2 ил. $ (Л

союз советсних социАлистических

РЕСПУБЛИК (51) 5 Н 02 М 3/337, 3/338

К цОБЗМ

П)(таад((1. ь . "Л-:1!!Ий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГосудАРст8енный кОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4717952/07 (22) 11.07.89 (46) 23.06.91. Бюл. № 23 (71) Винницкий политехнический институт (72) В. А. Кравчук, Е. В. Яцик, В. И. Капица и В. С. Юрец (53) 621.314.58(088.8) (56) Патент США № 4017784, кл. Н 02 М 3/335, 1977.

Патент США № 4263642, кл. Н 02 М 3/335, 1981. (54 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯ Н НОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания. Цель изобретения — повышение КПД. Преобразователь содержит полумостовой инвертор на силовых транзисторах 1 и 2 и входных конденсаторах 3 и 4. В выходную цепь инверИзобретение относится к электротехнике может быть использовано в системах вторичного электропитания.

Цель изобретения — повышение КПД.

На фиг. представлена принципиальпая схема преобразователя постоянного напряжения; на фиг. 2 — временные диаграмм ы, и о я сн я ю щие е го р а боту.

Преобразователь постоянного напряжения (фиг. 1) состоит из силовых транзисторов и 2 и входных конденсаторов 3 и 4, образующих полумостовой инвертор, подключенный к входным выводам 5 преобразователя. В выходную цепь инвертора включены последовательно соединенные первичная обмотка выходного трансформатора 6 и параллельный контур, состоящий из резонансного конденсатора 7 и дополнитель,.SU 1658328 A 1 тора включен выходной трансформатор 6.

Резонансный конденсатор 7 с дополнительным дросселем 8 образуют первый параллельный контур, настроенный на первую резонансную частоту. Резонансный дроссель

9 и дополнительный последовательный

LC-контур 10 образуют второй параллельный контур, настроенный на вторую резонансную частоту, превышающую первую резонансную частоту. Благодаря этому общее входное сопротивление цепи, через которую нагрузка подключена к выходу инвертора, равно бесконечности как при первой, так и при второй резонансчой частоте. Рабочая частота переключения силовых транзисторов 1 и 2 находится между первой и второй резонансными частотами и при ее изменении обеспечивается стабилизация (регулирова ние) выходного напряжения преобразователя, в частности при изменении нагрузки. 2 ил.

С: ного дросселя 8. К вторичной обмотке выходного трансформатора 6 через параллельный контур, в одну из ветвей которого включен резонансный дроссель 9, а в другую — допол ни тельный последовательный контур 10, подключены выпрямитель 11 с фильтрующим конденсатором и нагрузка преобразователя 12.

На фиг. 2 изображены временные диаграммы напряжений и токов:

U g — напряжение на выходе полумостового инвертора;

16 — ток первичной обмотки трансформатора 6;

Uz — напряжение на конденсаторе 7;

Ig — ток дросселя 9;

Ii0 — ток LС-контура 10;

1658328 (J, — напряжение на входе выпрямителя 11.

Преобразователь постоянного напряжеи л (фи . 1) работает следующим обра11апряжение первичного источника питания, приложенное к входным выводам 5 преобразователя, поступает на емкостный делитель напряжения, поддерживающий в общей гочке соединения конденсаторов 3 и 4 этого делителя половину напряжения питания. Указанное напряжение прикладывается также к транзисторам 1 и 2, переключающнмся в противофазе с частотой коммутации. Отрицательный фронт напряжения (/ (фиг. 2) в момент времени 4 перезаряжает предварительно заряженный конденсатор

7 через трансформатор 6 (график U7, фиг. 2) . Формируемый элементами колебательной системы 7 — 10 преобразователя ток

16 (фиг. 2) представляет собой сумму первой и третьей гармоник. Ток первой гармоники формируется за счет резонанса напряжений, определяемого последовательным соединением параллельного контура 7 и 8 и параллельного контура 9 и 10. Ток первой гармоники формируется в основном индуктивностью дросселя 9 и конденсатором 7 (фиг. 2, I9). Третья гармоника тока (фиг. 2, l>o) формируется в основном LC-контуром

10, т. к. реактивные сопротивления контура 7 и 8 и реактивная проводимость резонансного дросселя 9 в области резонанса напряжений, задающего ток третьей гармоники, малы. В момент времени ti основной конденсатор 7 полностью переэаряжается и ток 16 спадает до нуля. На интервале времени t — t2 токи стремятся к бесконечности как при частоте резонанса контура из элементов 7 и 8, так и при более высокой частоте резонанса контура из элементов 9 и 10. Рабочая частота преобразователя находится в диапазоне между этими резонансными частотами. Большая крутизна

1о частотной характеристики позволяет расширить диапазон допустимого изменения нагрузки при стабилизации выходного напряжения при данной кратности изменения частоты.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения, содержащий подключенный к входным выводам полумостовой инвертор, в выходную

20 диагональ которого через резонансный конденсатор включена первичная обмотка выходного трансформатора, соединенного вторичной обмоткой через резонансный дроссель с входом выпрямителя, выход которого шунтнрован фильтрующим конденсатором и подключен к выходным выводам преобразователя, и дополнительный последовательный LC-контур, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, дополнительный последовательный 1.С-контур включен паЗо раллельно резонансному дросселю, а параллельно резонансному конденсатору включен введенный дополнительный дроссель.

1658328

Составитель В Моин

Редактор T. Куркова Техред А. Кравчук Корректор А. Обру чар

Заказ 24:35 Тираж;399 Подписное

В11ИИП11 Госl.<>I>< < «< пни<го « >»«x< п«и «>брег< ния и откр<<< ия«нри К 11! < .< .<,!

I I;3055, М<>сква, Ж:35, Раугнсл;<я наб.. д 4 5

1!роизнодс<я< нн<>-и<д«тег«,слий л<>»бин,<т «Патент>, г У>к< >р<>д, уя. Г;<г;<рин.<. 1П1