Преобразователь постоянного напряжения в постоянное транемот

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических Республик (11) 955429 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 18 . 02. 77 (21) 2453340/24-07 (511М.К . с присоединением заявки. 2454082/24-.07

Н 02 M 3/28

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет Опубликовано 30.08.82 Бюллетень ¹ 32 (531 УДК 6 21 ° 31 4. .1(088.8) Дата опубликования описания 30.08.82

I т, (72) Автор изобретения

Д.Н.Мотовилов (71) Заявитель

Ъ,р (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ПОСТОЯННОЕ "TPAHCMOT""

Изобретение относится к преобраэовательнс и технике,.в частности, к трансформаторным преобразователям, работающим при постоянном. токе в силовых обмотках и высокочастотном режиме изменения магнитного потока в сердечнике.

Известны преобразователи постоянного напряжения в постоянное, содержащие инвертор с выходным трансформатором и выпрямитель, подключенный к вторичной обмотке этого трансформатора. В этих преобразователях для повышения или понижения напряжения на нагрузке применяются различные сочетания последовательного включения нагрузки, источника питания и выхода выпрямителя $1) .

Однако наличие двух обмоток первичной и вторичной - приводит к .увеличению веса и габаритов преобразователя при значительной сложности.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий трансформатор, к средней точке обмотки которого подключена цепь из последовательно включенных выводов для подключения источника напряжения и нагрузки,.а к ее крайним выводам . подключена одна иэ диагоналей моста, два плеча которого образованы диодами, а два других плеча — управляемыми ключами, причем вторая диагональ этого моста образована участком упомянутой цепи. между общим. выводом для подключения источника напряжения и нагрузки и ее крайним выводом со стороны, противоположной обмотке трансформатора, а цепи управления управляемых ключей соединены с блоком управления.

В этом преобразователе, в зависимости от взаимного включения источника питания и нагрузки, обеспечивается повышение или понижение напряже-ния на нагрузке по отношению к напряжению источника питания (2).

Недостаток известного устройства состоит в недостаточно широких функциональных воэможностях и низком качестве энергии. Из-за протекания переменного тока по силовым обмоткам в нагрузку невозможно осуществить

25 сверхпроводящее исполнение обмоток и увеличивается количество гармоник тока на выходе.

Целью изобретения является улучшение качества электроэнергии и расшиЗ0 оен*е функциональных возможностей.

955429

Указанная цель достигается тем, что н преобразователе постоянного напряжения в постоянное, содержащем трансформатор, к средней точке обмотки которого подключена цепь иэ последовательно включенных выводов S для подключения источника напряжения и нагрузки, а к ее крайним выводам подключена одна иэ диагоналей моста, два плеча которого образованы диодаМи, а два других плеча — управляе- 10 мыми ключами, причем вторая диагональ этого моста образована участком упомянутой цепи между общим выводом ,для подключения источника напряжения и нагрузки и ее крайним выводом со стороны, протиноположной обмотке трансформатора, а цепи управления управляемых ключей соединены с блоком управления, трансформатор снабжен второй обмоткой, выполненной со средним выводом, и к каждому из ее крайних выводов псключен один нывод одного иэ двух дополнительно введенных управляемых ключей, другие выводы которых обЪеди-25 иены в общую точку, причем общая точка дополнительных управляемых

Ключей и средний вывод второй обмотки соединены с указанными выводами для подключения источника постоянного напряжения, а цепь управления дополнительных управляемых ключей соединена с указаннжп блоком управления.

На фиг. 1 представлена схема noi вышающего преобразователя ностоянногсз напряжения в постоянное; на фиг. 2 схема понижающего преобразонателя постоянного напряжения в постоянное.

В устройстве полностью управляемые ключи 1 и 2 подключены к соответст- 40 вуюким диодам 3 и 4, которые подключены к крайним выводам 5 и б первой обмотки трансформатора 7, к крайним выводам 8 и 9 второй обмотки которого подключены дополнительные управляед5 мые ключи 10 и 11. Выходы блока управления (не показано) подключены к цепям управления управляемых ключей.

Кроме того, преобразователь содержит нагрузку 12. N

Устройство содержит также полностью управляемые ключи 13 и 14, подключенные к крайним выводам 15 и 16 первой обмотки трансформатора, диоды 17-19, имеющие общую точку с соответствующими полностью управляемыми ключами, причем эта общая точка подключена к средней точке первой обмотки трансформатора, крайние выводы 20 и 21 второй обмотки трансформатора 17, к которым подключены дополнительные управляемые ключи 22 и 23. К средней точке, второй обмотки и общей точке соединения дополнительных управляемых ключей псдклю-tc H источник постоянного напряжения. 65

К средней точке первой обмотки .. трансформатора подключена цепь иэ последовательно включенных выводов для подключения источника постоянного напряжения и нагрузки 24. Причем указанные полностью управляемые ключи и соединенные с ними диоды образуют как бы электрический мост.

Преобразователь работает следующим образом (фиг. 1). С помощью полностью управляемых ключей 1 и 2 и диодов 3 и 4 входы обмоток 5 и 6 подключаются попеременно к "земле" и к источнику. Ключи 10 и 11 попеременно подключают обмотки 8 и 9 к источнику постоянного напряжения, работая синхронно с ключами 1 и 2. Это вызывает протекание пс обмотке 8(9) переменного тока намагничивания трансформатора. Наводимые им ЭДС в обмотках 5 и 6 равны половине ЭДС источника питания. Они вычитаются . иэ ЭДС источника питания и напряжение на нагрузке 12 равно половине напряжения источника.

Ток в нагрузку 12 поступает поровну из идентичных обмоток 5 и б через диод 5(б) и ключ 2(1).Вследствие постоянной величины и направления токов в силовых обмотках трансформатора 5 и 6 они могут быть выполнены сверхпрснсдящими, а гармоники тока в нагрузке отсутствуют. Это расширяет функциональные воэможности и улучшает качество энергии.

Преобразователь по фиг. 2 работает аналогично, с той лишь разницей, что ЭДС в обмотках 15 и 16 суммируется с ЭДС источника питания,и напряжение на нагрузке 24 в два раза больше, чем напряжение источника.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий трансформатор, к средней точке обмотки которого подключена цепь из последовательно включенных вынодов для подклю- чения источника напряжения и нагрузки, а к ее крайним выводам подключена одна из диагоналей моста, два плеча которого образованы диодами, а два других плеча — управляемыми ключами, причем вторая диагональ этого моста образована участком упомянутой цепи между общим ныводом для подключения источника напряжения и нагрузки и ее крайним выводом со стороны, противоположной обмотке трансформатора, а цепи управления управляемых ключей соединены с блоком управления, с т л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества электроэнергии и расширения функциональных возможностей, трансформатор снабжен второй обмоткой, выполненной со средним вынодсм, и к каждому из ее крайних вы955429

Составитель Ю. Андреев

Редактор A.Власенко Техред Л.. Пекарь

Корректор М . Демчик

Заказ 6468/72 Тираж 721

Вниипи Государственн6го комитета СССР по делам изобретениЯ и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 водов подключен один вывод одного из двух дополнительно введенных управ- ляемых ключей, другие выводы которых объединены в общую точку, причем общая точка дополнительных управляемых ключей и средний вывод второй обмотки соединены с укаэанными выводами для подключения источника напряжения, а цепь управления дополнительных управляемых ключей соединена с укаэанным блоком управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Моин В.С. и др. Стабилизированные транзисторные преобразователи, М., "Энергия", 1972, 9 71, рис.7.7.3.

2. Патент США М 3015771, кл. 321-15, 1962.