Магнитно-связанный регулятор постоянного напряжения повышающего типа Российский патент 2025 года по МПК H02M3/158 

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к регуляторам постоянного напряжения и может быть использовано в системах вторичного электропитания для регулирования и стабилизации постоянного выходного напряжения.

Известны регуляторы постоянного напряжения, повышающие выходное напряжение по отношению к входному постоянному напряжению [1].

Недостатком известных регуляторов постоянного напряжения, повышающих выходное напряжение по отношению к входному постоянному напряжению, является отсутствие возможности получения выходного напряжения большего по величине, чем напряжения на регулирующем ключе.

Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому устройству повышающий регулятор постоянного напряжения [1].

Цель изобретения - формирование высокого выходного напряжения - больше напряжения на регулирующем ключе.

Поставленная цель достигается тем, что в магнитный элемент введена вторая дополнительная обмотка, второй шунтирующий диод и два конденсатора, вторая из которых подключена концом к первому выводу дополнительного введенного первого конденсатора, второй вывод которого подключен к общей точке соединения конца первой обмотки с положительным полюсом регулирующего ключа и анода первого шунтирующего диода, катод которого подключен к общей точке соединения начала второй обмотки с первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной, а конец второй обмотки подключен к общей точке соединения первого конденсатора с анодом второго шунтирующего диода, катод которого подключён к первому выводу конденсатора фильтра, второй вывод которого подключен к общей шине, параллельно конденсатору фильтра включена нагрузка.

На фиг.1 показана принципиальная электрическая схема предлагаемого магнитно-связанного регулятора постоянного напряжения повышающего типа.

На фиг.2 показана принципиальная электрическая схема предлагаемого магнитно-связанного регулятора постоянного напряжения повышающего типа с линейной индуктивностью.

В нем (фиг.1) силовой регулирующий ключ 1, линейная индуктивность 2 содержащая две обмотки 3,4, первая обмотка 3 из которых началом подключена к положительному выводу входного источника постоянного напряжения, концом к положительному полюсу регулирующего ключа 1, отрицательный полюс которого подключен к отрицательному выводу входного источника постоянного напряжения, образующему общую шину, а вторая обмотка 4 концом подключена к первому выводу вновь введенного первого конденсатора 6, второй вывод которого подключен к общей точке соединения регулирующего ключа с концом первой обмотки 3 и к аноду первого шунтирующего диода 7, катод которого подключен к началу второй обмотки 4, общая точка соединения начала второй обмотки и катода первого шунтирующего диода 7, соединена с вторым конденсатором 8, второй вывод которого подключен к общей шине, а конец второй обмотки 4 подключен к общей точке соединения первого конденсатора 6 с анодом второго шунтирующего диода 5, катод которого подключён к первому выводу конденсатора фильтра 9, второй вывод которого подключен к общей шине, параллельно конденсатору фильтра 9 включена нагрузка 10.

Принцип действия предлагаемого магнитно-связанного регулятора постоянного напряжения повышающего типа рассмотрим исходя из предположения идеальности ключевых элементов, установившегося режима работы и непрерывности изменения магнитного потока в сердечниках линейной индуктивности.

Обозначим через D относительную к периоду T длительность включенного состояния регулирующего ключа 1.

При замкнутом состоянии регулирующего ключа 1 в течение времени DT протекает процесс накопления магнитной энергии в линейной индуктивности 2 по первой обмотке 3 от источника входного постоянного напряжения и второй обмотки 4 от второго конденсатора 8.

После выключения регулирующего ключа 1 происходит переполюсовка эдс на всех обмотках магнитного элемента и включение шунтирующих диодов 7,5 находящихся в проводящем состоянии в течение времени (1-D)T, через которое второй конденсатор 8 заряжается до напряжения V_IN/(1-D) а первый конденсатор 6 до напряжения V_IND/(1-D) с одновременной передачей энергии в нагрузку через второй шунтирующий диод 5 в результате чего на нагрузке устанавливается напряжение V_IN(1+D)/(1-D), а на регулирующем ключе устанавливается напряжение V_IN/(1-D), что меньше выходного напряжения.

При введении дополнительной линейной индуктивности 11 последовательно с первой обмоткой 3 фиг.2 обеспечивается гладкое без пульсаций потребление тока от входного источника постоянного напряжения

Таким образом, в предлагаемом магнитно-связанном регуляторе постоянного напряжения повышающего типа осуществляется формирование высокого выходного напряжения - больше напряжения на регулирующем ключе с одновременным гладким без пульсаций потреблением тока от источника постоянного входного напряжения.

1. Поликарпов А.Г., Сергиенко Е.Ф. Однотактные преобразователи в устройствах электропитания РЭА, “Радио и связь”, 1989, стр. 6 рис. 1.2.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к регуляторам постоянного напряжения, и может быть использовано в системах вторичного электропитания для регулирования и стабилизации постоянного выходного напряжения. Цель изобретения - формирование высокого выходного напряжения - больше напряжения на регулирующем ключе. Устройство содержит регулирующий ключ 1, линейную индуктивность 2 содержащую две обмотки 3, 4, первая обмотка 3 из которых началом подключена к положительному выводу входного источника постоянного напряжения, концом к положительному полюсу регулирующего ключа 1, отрицательный полюс которого подключен к отрицательному выводу входного источника постоянного напряжения, образующему общую шину, а вторая обмотка 4 концом подключена к первому выводу вновь введенного первого конденсатора 6, второй вывод которого подключен к общей точке соединения регулирующего ключа с концом первой обмотки 3 и к аноду первого шунтирующего диода 7, катод которого подключен к началу второй обмотки 4, общая точка соединения начала второй обмотки и катода первого шунтирующего диода 7 соединена с вторым конденсатором 8, второй вывод которого подключен к общей шине, а конец второй обмотки 4 подключен к общей точке соединения первого конденсатора 6 с анодом второго шунтирующего диода 5, катод которого подключен к первому выводу конденсатора фильтра 9, второй вывод которого подключен к общей шине, параллельно конденсатору фильтра 9 включена нагрузка 10. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Магнитно-связанный регулятор постоянного напряжения повышающего типа, содержащий линейную индуктивность, первым полюсом подключенную к положительному выводу входного источника постоянного напряжения, другим полюсом через регулирующий ключ к отрицательному выводу входного источника постоянного напряжения, образующему общую шину, шунтирующий диод, подключенный анодом к общей точке соединения линейной индуктивности с регулирующим ключом, а катодом к образующему выходное напряжение выходному конденсатору с параллельно включенной нагрузкой, второй полюс которого подключен к общей шине, отличающийся тем, что в магнитно-связанном регуляторе постоянного напряжения повышающего типа линейная индуктивность выполнена в виде двухобмоточной линейной индуктивности, первая обмотка которой началом подключена к положительному выводу входного источника постоянного напряжения, концом к регулирующему ключу, подключенному к общей шине, введенная вторая обмотка концом подключена к первому выводу первого конденсатора, второй вывод которого подключен к общей точке соединения положительного полюса регулирующего ключа с концом первой обмотки, к которой подключен анод первого шунтирующего диода, катод которого подключен к общей точке соединения начала второй обмотки с первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого подключен к общей шине, при этом конец второй обмотки подключен к аноду второго шунтирующего диода, катод которого подключен к первому выводу конденсатора фильтра с параллельно включенной нагрузкой, второй вывод которого подключен к общей шине.

2. Магнитно-связанный регулятор постоянного напряжения повышающего типа по п.1, отличающийся тем, что последовательно с первой обмоткой магнитно-связанного магнитного элемента включена линейная индуктивность.