Преобразователь постоянного напряжения в постоянное

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ,ПЬСТВУ ц635576

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.08.76 (21) 2392342/24-07 с присоединением заявки № (51) М. Кл.з

Н 02М 3/315 (43) Опубликовано 30.11.78. Бюллетень ¹ 44 по делам изобрегений (53) УДК 621.314.572 (088.8) и открытий (45) Дата опубликования описания 30.11.78

f .л

Г. А. Белов и А. М. Иванов (72) Авторы изобретения

Чувашский государственный университет им. (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к области преобразовательной техники и предназначено для преобразования постоянного напряжения одного уровня в постоянное напряжение другого уровня в мощных источниках электропитания.

Известны преобразователи постоянного напряжения в постоянное, содержащие последовательный резонансный инвертор на тиристорах, выпрямитель, включенный на выходе трансформатора инвертора, и емкостный сглаживающий фильтр. Однако такой преобразователь имеет ограниченный диапазон изменения тока нагрузки (1).

Известен преобразователь постоянного 15 напряжения (2), содержащий последовательный резонансный инвертор на тиристорах, выходной трансформатор, выпрямитель, емкостный сглаживающий фильтр и транзисторный коммутатор. Такой преобразователь отличается большим коэффициентом преобразования напряжения, возможностью работы на повышенных частотах, отсутствием постоянной составляющей тока в первичной обмотке трансформатора инвертора, большим диапазоном изменения тока нагрузки.

Недостатками известного преобразователя являются его сложность, большие габариты и масса из-за применения коммутато- 30

Государственный комитет (23) Приоритет ра, состоящего из четырех транзисторов, четырех диодов и дополнительного конденсатора.

Целью изобретения является уllpoIIIcIIIIL преобразователя, уменьшение его габаритов и массы. Поставленная цель достигается тем, что коммутатор объединяется с выходным выпрямителем, а именно транзисторы коммутатора присоединяются встречнопараллельно диодам выходного выпрямителя через общие для каждой группы транзисторов, соединенных одноименными выводами, диод и резистор. При этом отпадает надобность в двух диодах, дополнительный конденсатор исключается, т. к. его роль выполняется конденсатором фильтра преобразователя. Транзисторы коммутатора могут управляться как от задающего генератора, так и от трансформатора инвертора. В последнем случае требуемая мощность задающего генератора уменьшается и его габариты также уменьшаются, а схема упрощается.

На чертеже представлена схема преобразователя постоянного напряжения.

Преобразователь состоит из резонансного инвертора на тиристорах 1 — 4, последовательного контура из реактора 5 и конден. сатора 6, выходного трансформатора 7, выпрямителя на диодах 8 — 11 и конденсатора

635576

2)

l 2 сглажпваюп1его фильтря. Коммутатор выпал сн Ilа транзисторах 13 — 16, диодах

i7, 18 и резисторах 19, 20. Трансформаторы коммутатора управляются от задающего генератора либо от трансформатора инвентора через обмотки 21 — 24. Преобразователь нагружен на активное сопротивление 25, Выпрямитель может быть выполнен по двухполупериодной схеме с выводом нулевой точки трансформатора.

Преобразователь работает следующим образом.

При включении тиристоров 1 и 4 в колебательном контуре, состояшем из реактора

5 и конденсатора 6, формируется положительный импульс тока, а конденсатор б перезаряжается до напряжения с полярностью, обратной начальной. Одновременно с тиристорамп 1 и 4 отпираются диоды 8 и

11 выпрямителя, транзисторы 13 и 16 коммутатора. Конденсатор 12 фильтра заряжается через диоды 8 и 11. Протеканию тока нагрузки через транзисторы 13 и 16 коммутатора препятствуют диоды 17 и 18. По окончании полупериода колебаний транзисторы 1, 4 и диоды 8, 11 закрываются. Ток намагничивания трансформатора (втекавший до этого в конец первичной обмотки и достигший к этому врхеменн положительной величины) начинает протекать по цени вторичной обмотки: транзистор 13, диод 17, резистор 19, конденсатор 12, резистор 20, диод 18, транзистор 16. Таким образом, во время паузы напряжение на первичной обмотке трансформатора, определяемое приложенным ко вторичной обмотке напряжением конденсатора фильтра, сохраняет ту же величину и знак, что и в интервале открытого состояния тиристоров. Это обеспечивает поддержание обратного напряжения на закрывшихся тиристорах 1 и 4. С задержкой после момента окончания импульса тока, необходимой для восстановления запирающих свойств тиристоров 1 и 4, включаются тиристоры 2 и 3 и одновременно отпираются диоды 8, 9 и транзисторы 15 н 14. В колебательном контуре формируется отрицательный импульс тока, а конденсатор 6 снова псрсзаряжается. По окончании процесса перезаряда ток намагничивания трансформатора, втекавший в начало первичной обмотки. начинает замыкаться по цепи: транзистор 15, диод 17, резистор 19, конденсатор 12, резистор 20, диод 18, транзистор 14, вторичная обмотка трансформатора. На обмотках трансформатора поддерживается отрицательное напряжение.

Емкость конденсатора 12 выбирается такой, чтобы пульсации напряжения на нагрузке были малы Ilo сравненио с постоянной составляющей напряжения на нагрузке, поэтому во время паузы на тиристорах поддерживается практически постоянное обратное напряжение, обеспечивающее надежную коммутацию тиристоров. Резисторы 19 и 20 препятствуют намагничиванию сердечника трансформа-,ора во время паузы, если в качестве материала его используется пермаллой с высокой прямоугольностью петли гистерезиса. Если материалом сердечника является электротехническая сталь, резисторы можно исключить.

Таким образом, подсоединение транзисторов коммутатора встречно-параллельно диодам выпрямителя позволяет упростить преобразователь, улучшить его массо-габаритные показатели.

Формула изобретения

1. Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий последовательный резонансный инвертор на тиристорах, выпрямитель на диодах, подключенный ко в" îðè÷íîé обмотке трансформатора ипвертора и транзисторный коммутатор, подключенный по переменному току к обмотке трансформатора ппвертора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения его конструкции, уменьшения габаритов н веса, транзисторы коммутатора присоединены встречно-параллельно диодам выпрямителя через общие для каждой пары транзисторов, соединенных одноименными выводами, диод и резистор.

2. Преобразователь по п. 1, отл и ч а ющийся тем, что входы транзистора коммутатора присоединены к дополнительным обмоткам трансформатора ннвертора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лвторское свидстельство СССР № 458936, кл. Н 02М 7/52, 1975.

2. Лвторское свидетельство № 547941, кл. Н 02М 3/315, 1977.

635576

Редактор В. Левятов

Заказ 2058/14 Изд. № 744 Тираж 850 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

1 (2.

Составитель А. Сытин

Техред С. Антипенко Корректор Т. Добровольская