SU1758794A2 - Преобразователь посто нного напр жени в посто нное - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках вторичного электропитани . Цель изобретени  - улучшение массогаба- ритных показателей и повышение КПД. В преобразователь введена цепь, состо ща  из последовательно соединенных дополнительных обмоток 17 и 18 силового трансформатора 5 и дроссел  10, и дополнительный диод 19. Улучшение массогабаритных показателей достигаетс  через уменьшение геометрических размеров силового трансформатора за счет расширени  диапазона изменени  индукции в его сердечнике, а повышение КПД - за счет уменьшени  активного сопротивлени  обмоток силового трансформатора, 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Ј

UO

Фиг/

VJ

(Л 00 VI

Ю

Ю

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках вторичного электропитани .

Цель изобретени  - улучшение массога- баритных показателей преобразовател  и повышение КПД.

На фиг. 1 показана принципиальна  схема предлагаемого преобразовател  посто нного напр жени  в посто нное; на фиг, 2 - пример ее использовани ; на фиг. 3 - диаграммы токов и напр жений в основных цеп х преобразовател , где индексы соответствуют элементам схемы.

Преобразователь посто нного напр жени  в посто нное содержит входные выводы 1, 2, первый и второй коммутирующие транзисторы 3, 4, силовой трансформатор 5. первый и второй ограничивающий диоды 6, 7, выпр мительный диод 8, рекуперацион- ный диод 9, трехобмоточный дроссель 10, конденсатор выходного фильтра 11. Один вывод первой обмотки 12 дроссел  10 соединен с катодом первого ограничивающего диода 6 и через первый коммутирующий транзистор 3 соединен с первым входным выводом 1 и катодом второго ограничивающего диода 7. Другой вывод первой обмотки

12дроссел  10 соединен с первым выводом первичной обмотки 13 силового трансформатора 5. Второй вывод первичной обмотки

13силового трансформатора 5 соединен с анодом второго ограничивающего дисца 7 и через второй коммутирующий транзистор 4 соединен с вторь,tw зходнь м выводом 2 и анодом первого ограничивающего диода б,

Один вывод второй обмотки 1 дроссел  10 соединен с катодом рекуперационно- го диода 9. Другой вывод второй обмотки 14 дроссел  10 соединен с одним выводом третьей обмотки 15 дроссел  10 и через выпр мительный диод 8 - с первым выводом вторичной обмотки 16 силового трансформатора 5. Второй вывод вторичной обмотки 16 силового трансформатора 5 соединен с анодом рекуперационного диода 9 и одним выводом конденсатора выходного фильтра 11. Другой вывод конденсаюра выходного фильтра 11 соединен с другим выводом третьей обмотки 15 дроссел  10.

Дополнительные обмотки 7 н 3 сило- вого трансформатора 5 и дроссе -10 соединены последовательно друг с другом л образуют цепочку, выосды которой подключены к выводам введенного диода 19, В цепь соединени  выводов дополнительно введенной цепочки и введенного диода 19 может быть включен введенный токоогра- ничивающий элемент 20 (показан пунктиром ). В качестве токоограничивающего элемента 20 может быть использован резистор . Дл  уменьшени  мощности, выдел емой в токоограничивающем элементе 20, последний может быть выполнен в виде последовательно соединенных резистора и

дроссел , Кроме того, энерги , затрачиваема  в токоограничивающем элементе, может использоватьс  во вспомогательных узлах преобразовател . Пример использовани  части этой энергии дл  формировани 

0 сигнала запуска устройства ограничени  зар дного тока входного фильтра преобразовател  показан на фиг. 2. В варианте по фиг, 2 преобразователь, кроме элементов, показанных на фиг. 1, содержит входной выпр 5 митель 21, входной фильтр 22 и устройство ограничени  зар дного тока входного фильтра 23.

Преобразователь посто нного напр жени  в посто нное (фиг. 1) работает следу0 ющим образом.

Коммутирующие транзисторы 3, 4 работают син/ронно. При подаче на базы коммутирующих транзисторов 3,4 положительных импульсов напр жени  начинает протекать

5 ток в первичной цепи преобразовател  (интервал времени ti - t2 на фиг, 3), который замыкаетс  по цепи 1-3-12-13-4-2-1. При этом во вторичной обмотке 16 силового трансформатора 5 возникает импульс на0 пр жени , открывающий выпр мительный диод 8 (фиг. 3), и энерги  из первичной цепи преобразовател  поступает на конденсатор выходного фильтра 11 ч нагрузку Контур протекани  тока соответственно 16-8-155 11--16. На этом же эгепе работы преобразовател  ток в первой обмотке 12 дроссел  10 и в первичней обмоле 13 силового трансформатора 5 нарастает. Происходит накопление энергии в дросселе 10 и

0 намагничивание сердечника силового трансформатора в пр мом направлении. При этом первый и второй ограничивающие диоды 6, 7, рекуперационный диод 9 и введенный диод 19 заперты.

5Когда импульсы напр жени  на базах

коммутирующих транзисторов 3, 4 стано- а гс  равными нулю, коммутирующие транзисторы 3, 4 закрываютс  (момент времени t2 на фиг. 3). В этот же момент времени

0 закрываетс  выпр мительный диод 8. Под действием ЭДС самоиндукции, возникающей на первичной обмотке 13 силового трансформатора 5, и ЭДС самоиндукции, возникающей на первой обмогке 12 дроссе5 л  10, открываетс  первый и второй ограничивающие диоды 6, 7 и начинаетс  процесс рекуперации энергии, накопленной в индуктивности намагничивани  силового трансформатора 5 и индуктивности дроссел  10. Пои этом на второй 14 и Tpf . ей 15 обмотках

дроссел  10 возникают импульсы напр жени , открывающие рекуперационный диод 9, и часть энергии, накопленной в индуктивности дроссел  10 на предыдущем этапе работы преобразовател , передаетс  на конденсатор выходного фильтра 11 и нагрузку . Контур протекани  тока соответственно 15-11-9-14-15.

Рекупераци  энергии, накопленной в индуктивности намагничивани  силового трансформатора 5, идет на интервале времени т.2 - ta (см. временные диаграммы на фиг, 3). При этом напр жение на первом и втором коммутирующих транзисторах 3, 4 фиксируетс  на уровне Un, где Un - напр - жение источника питани  преобразовател . В момент времени тз указанный процесс рекуперации энергии, накопленной в индуктивности намагничивани  силового трансформатора 5, прекращаетс .

На интервале времени гз -14 продолжаетс  передача -энергии, накопленной в индуктивности дроссел  10 на конденсатор выходного фильтра 11 и нагрузку преобразовател . Контур протекани  тока соответ- ственно 15-11-9-14-15. На интервале времени г - t4 ток во второй 14 и в третьей 15 обмотках дроссел  10 падает.

Одновременно с описанными процессами на интервале времени 12 - t/j за счет ЭДС самоиндукции на дополнительной обмотке 18 дроссел  10 начинает протекать ток по цепи 18-17-19-18. При этом происходит намагничивание сердечника силового трансформатора 5 в обратном направлении путем протекани  намагничивающего тока по его дополнительной обмотке 17. Введенный токоограничивающий элемент 20 ограничивает ток коммутирующих транзисторов 3, 4 при насыщении сердечника силового трансформатора 5 в обратном направлении. Кроме того, он позвол ет выбирать диапазон размаха индукции в сердечнике силового трансформатора, соответствующий максимальной величине его магнитной про- ницаемости, за счет чего могут быть уменьшены ток и потери в коммутирующих транзисторах.

В момент времени м вновь открываетс  первый и второй коммутирующие транзисторы 3, 4. Рекуперационный диод 9 и введенный диод 19 закрываютс , все процессы повтор ютс .

Работа преобразовател  по фиг. 2 аналогична описанной. Отличительной особенностью данного преобразовател   вл етс  то, что энерги , рассеиваема  в токоограни- чивающем элементе 20, здесь используетс  дл  формировани  сигнала запуска устройства ограничени  зар дного тока преобразовател .

В дросселе 10 совмещены функции преобразовани  напр жени  по уровню, обеспечени  гальванической разв зки и фильтрации выходного напр жени  преобразовател .

Изменением отношени  числа витков второй 14 и третьей 15 обмоток дроссел  10 обеспечиваетс  перераспределение функций преобразовани  энергии первичной сети между силовым трансформатором 5 и дросселем 10.

Условием безразрывности тока конденсатора 11  вл етс  равенство отношени  числа витков между обмотками 12 и 14 отношению числа витков между обмотками 13 и 16.

Claims (3)

1.Преобразователь посто нного напр жени  в посто нное по авт. св. № 1676029, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  массогабаритных показателей и повышени  КПД, в него дополнительно введены цепь, состо ща  из последовательно соединенных дополнительных обмоток силового трансформатора и дроссел  и дополнительный диод, выводы которого св заны с выводами указанной цепи.

2.Преобразователь по п. отличающийс  тем, что выводы введенной цепи подключены непосредственно к выводам дополнительного диода.

3.Преобразователь поп. 1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что выводы введенной цепи подключены к выводам дополнительного диода через токоограничивающий элемент.

-frj,

M W

Ua Ы

(9

Vuz.Z