Транзисторный конвертор Советский патент 1983 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть испопь- зовано во вторичных источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры, а также в устройствах автоматики, вычис лительной техники, электропривода, радиоашта ра тост рое ния.

Известен конвертор, состоящий из и вертора с нулевым выводом и подключенной к его выходу первичной oб oткoй трансформатора, ко вторичной обмотке которого подключен вход диодного выпрямителя, на выходе которого включен фильтр, общего экрана, подключенного к из входных вйводов конвертора, экраны обмоток трансформатора подключены к нулевому выводу инвертора и средней точке первичной обмотки (для первичной обмотки) и к подстроенным конденсаторам (для вторичной обмотки)l

Недостатками устройства являются наличие на выходе конвертора высокочастотных помех других частот, чем те, которые устранены схемой, т.е. локальный характер подавления помех в трансформаторе, невозможность подавления несимметричной составляющей высокочастотной помехи, обусловленной трансформаторными ЭДС, наведенными между общим экраном конвертора и его выводами, а также увеличенные установленная мощность и габариты трансформатора и как следствие, масса и габариты конвертора.

Известен конвертор, состоящий из входного фильтра, входного выпрямителя, подключенного к выходу входного фильтра инвертора, подключенного к выходу вход- tjtoro выпрямители через контур постоянногу тсйса, трансформатор, включенный на выходе инвертора, ко вторичной ойлотке которого подключен выходной выпрямител к выходу которого подсоединен выходной фильтр конвертора. Для снижения уровня высокочастотных помех на выходе конвертора в трансформаторе предусмотреш 1 экраны первичной, вторичной обмоток и экран сердечника, а также общий экран конвертора, которые путем выбора спепиальных точек присоединения к ним

позволяют сбалансировать напряжения помех 2.

Недостатками устройства являются возможность подавления несимметричной составляющей высокочастотной помехи из-за влияния на фильтрующие свойства Элементов фильтров паразитных параметров элементов и конструкции конвертора,

увеличенные масса и габариты транс.р матора и конвертора в целом, а также сложность специального выбора точек присоединения к экранирующим поверхностям экранов.

Наиболее близким техническим рещением к изобретению является высокочастотный конвертор, содержащий управляемый т.ранзисторный инвертор с нулевым выводом и подключенной к его выходу и снабженнойакра ном первичной обмоткой трансформатора, ко вторичной обмотке которого подключен диодный выпрямитель к выходу которого подсоединен выходной фильтр, состоящий из дросселя с основной и дополнительной обмотками, основного и демпфирующего конденсаторов, причем основная обмотка включена между положительными выходными выводами выпрямителя и конвертора, основной конденсатор включен между выходными выводам конвертора и демпфирующих конденсаторов - между отпайками дополнительной обмотки дросселя и его выходным зажимом Конвертор содержит входной фильтр в виде конденсатора, включенного между входными выводами конвертора, общий защитный экран, подключенный к отрицательному входному выводу конвертора. Экран первичной обмотки трансформатора подсоединен к положительному входному выводу конвертора С 3 .

Недостатками конвертора- являются невозможность подавления несимметричных высокочастотных помех на входе и выходе конвертора, обусловленных трансформаторными ЭДС, наведенными внешними полями трансформатора и дросселя между

общим экраном и входными и НЫХОД№1МИ

выводами конвертора, высоким уровнем симметричных высокочастотных псмех на выходе конвертора, а также значительными массой и габаритами элементов выходного фильтра и, как следствие, конвертора в цеп&л. Невозможность подавления несимметричных высокочастотных лхумек на входе и выходе конвертора объясняется наличием паразитных емкостей между транзисторами инвертора и диодами выпрямителя с одной стороны и общим экраном - с другой стороны. Эти паразитные емкости схкздают контуры для прохождения сигнала высокочастотной помехи от трансформаторных ЭДС, наведенных между общим экраном и входными И выходными выводами конвертора по цепям первичного источника и нагрузки. Присоединение экрана первичной обмотки трансформатора к положительному входно му вьщоду конвертора, а общего экрана - к отрицательному входнсму выводу создает дополнительные нени для замыкания контуров с сигналом несимметричной выссжочастоткюй помехи по первичному иоточнику и нагрузке.. Крсяле того, в стеме конвертора отсутствуют меры для снижения уровня помех в отрипательном проводе, соединяющем выход выпрямителя с выходом конвертора. Высокий уровень симметричных высокочастотных помех на выходе конвертора объясняется тем, что в данной схеме выходного фильтра невысока эффективность использования элементов фильтра из-за наличия у них пара зитных параметров - емкости основной обмотки дросселя и индуктивности ОСНО&ного конденсатора, что существенно снижает коэффициент сглаживания фильтра на высоких частотах. Увеличенные масса и габариты выходного фильтра обусловле ны, во-первых, увеличенными массой и габаритами дросселя, так как его дополнительная облотка участвует только в процессе подавления высокочастотных помех, а оснсшная о& 1отка - только в процессе сглаживания переменной составляющей напряжения на выходе выпрямителя на частоте основной гармоники ксхммутаиии конвертора, во-вторых, увеличенными массой и габаритами основного конденсатора фильтра, так как ееличину его емкости приходится существенно увеличивать для снижения импеданса на высоких частотах из-за влияния паразитной индуктивности. Целью изобретения является снижение высокочастотных помех на входе и выходе конвертора и улучшение массонгабаритных показателей конвертора. Поставленная цель достигается тем, что в транзисторный конвертор, содержащий управляемый транзисторный инвертор с нулевым выводом и подключенной к его выходу в снабженной экраном первичной обмоткой трансформатора, ко вторичной обмотке которого подключен вход диодного выпрямш ля, ва выхо де которого включен выходной фильтр, состоящий из дросселя с дополнительной охоткой, основная охотка которого включева между положительшлми выводами выпрямителя в коввертора, основного ковдевсатора, включенного между выхо вымв выводами коввертора в демпфвруюпоах ковоевсаторсж, общий акрав, входвой фильтр в вида ковдевсатора, включеввого между входными выводами конвертора, введены экраны транзисторов ияаертора, соединенные с отрицательным входным выводом конвертора, экраны диодов выпрямителя, соединенные с отрицательным выводом выпрямителя, дсшолвитепь на я обмотка дросселя выходного фильтра включена между выходными отрицательными выводами выпрямителя и конвертора согласно с основной обмоткой, один из демпфирующих конденсаторов включен между выходными отрицательными выводами выпрямителя и конвертора согласно с основной обмоткой, один из демпфвруо ющих конденсаторов включен между положительным выводом выпрямителя в отрицательным выходным выводом конвертора, другой демпфирующий конденсатор включен между положительным выводом выпрямителя и отрицательным выходным выводом конвертора, другой демпфирующий конденсатор- включен йежду отрипа ; тельным выводом выпрямителя и положительным выходным выводом конвертора, экран первичной обмотки трансформатора соединен с отрицательным входным выводом конвертора, а общий защитный экран (полирован от входных и выходвых выводов конвертора. На фиг, 1 представлена принципиат ная схема устройства; на фиг. 2 - эквивалентная схема устройства, поясняющая принцип его работы. Принципиальная схема транзисторного конвертора (фиг. 1) состоит из тра зисторов 1 и 2 управляемого транзисторного инвертора с нулевым выводом, полключенного к его выходу трансформатора 3 с первичной обмоткой, снабженной. Экраном 4, подключенным к отрицатель нему входному выводу конвертора, выпрвмителя, собранного на диодах 5,6 и nofr ключенного к вторичной охотке трансфер матора 3, выходного фильтра в составе дросселя, основная обмотка 7 которого включена между положительными выхоовымв выводами вьгпрямвтеля в коввертора, а дополнительная обмотка 8 - между отрицательными выходными выводами вы1фямителя и конвертора согласно с осво&вой охоткой 7, демпфирующего кондев сатора 9, включенного между попоквтельвым выводом выпрямителя в отрвк нательным выходным выводом коввертора, демпфирующего конденсатора 10, включевВО17О между отрицательным выводом вы прямвстеля в положительным выходвым выводом коЕвертора в основного ковденсатора 11, включенного между выходными зажимами конвертора, входного фильтра виде конденсатора 12, включенного межд входными выводами конвертора, общего экрана 13, изолированного от входных и выходных выводов конвертора, экранов 14 и 15 транзисторов инвертора 1 и 2, подключенных к отрицательному входному выводу конвертора, экранов 16 и 17 диодов выпрямителя 5 и 6, подключенных к отрицательному выводу выпрямителя. Работа- устройства рассматривается

(ш эквивалентной схеме, содержащей

трансформаторные ЗДС высокочастотных помех 18-21, внутреннее сопротивление и ЭДС постоянного тока первичного источника 22 и 23, паразитные емкости между общим экраном и транзистором инвертора и диода выпрямителя соответственно 24 и 25 паразитные емкости трансформатора 3-26 и 27, паразитная индуктивность основного конденсатора 11 ш.1ходно1О фильтра 28, сопротивление нагрузки 29.

Сигналы от высокочастотных псилех .трансформаторных ЭДС 18-21, наведенных между общим экраном и входными и выходными выводами конвертора замы каются по следующим контуррм (при

ксяммутации транзистора 1 и диода 5) : ЭДС высокочастотных помех 18 - общий экрав 13 - паразитная емкость 24, экра 14 транзистора 1 - экран 4 трансформатора 3 - паразитная емкость 26 коки денсатора трансформатора 3 - ЭДС высокочастотных помех 19, ЭДС 18 - экран 13 - верхняя обкладка паразитной емкости 25 - экран 16 диода 5 Ьравая обкладка паразитной емкости 27 рансформатора 3 - экран 4 - левая обкладка паразитной емкости 26 трансформатора 3 - ЭДС 18, ЭДС 19-- общий экран 13 - верхняя обкладка паразитной ёмкости 25 - экран 16 диода 5 - демпфируюший конденсатор 10, ЭДС 19 - .

верхняя обкладка паразитной емкости 24экран 14 травэистора 1 - экран 4 правая обкладка паразитной емкости 27 демпфирующий конденсатор 10 - ЭДС 19 ЭДС 20 - общий экран 13 - верхняя обкладка паразитной емкости 24 - экран

14транзистора 1 - ЭДС 20, ЭДС 20 общий экран 13 - верхняя обкладка паразитного конденсатора 24 - экран 16 диода 5 - правая обкладка.паразитного конденсатора 25 - экран 4 - ЭДС 2О, ЭДС 21 - общий экран 13 - паразитный конденсатор 24 - демпфирующий конден сатор 9 - ЭДС 21, ЭДС 21 - общий экран 13 - верхняя обкладка паразитной емкости 24 - экран 14 транзистора 1 - экран 4 - правая обкладка паразитной емкости 26 - демпфирующий конденсатор 9 - ЭДС 21, Переменная составляющая напряжения на выходе выпрямителя задерживается индуктивностями основной 7

и дополнительной 8 обмоток дросселя выходного фильтра. Таким образом, сигналы от высокочастотных помех не возбуждают колебательный контур, образованный ко денсатором 11 и его паразитной индуктившзстью и не попадают в цепь сопротивления нагрузки 29, а также не выделяются на внутреннем сопротивлении 22 первичного источника 23. В другой полупериод переменного напряжения инвертора (при ксж1мутации транзистора 2 и диода 6) работа схемы происходит аналогично с заменой экранов 14 и 16 на экраны

15и 17 соответственно. Конвертор может быть выполнен гакже по мостовой, несимметричной мостовой и другим известным схемам,од юфазным и многофазным,с применением одно- и многозвенных фгольт ва входе и выходе конвертора.

Таким образом, использование изобретения обеспечивает снижение уровня высокочастотных помех на выходе конвертора и на входе конвертора и снижение массо,габаритных показателей выходного фильтра, а следовательно, всего конвертора.

-f-

N -

ТРАН;ЗИСТОРНЫЙ КОНВЕРТОР, содержащий управляемый транзиоторный инвертор с нулевым вьводом н подключенной к его выходу и снабженно экраном первичной обмоткой трансформа тора, ко вторичной обмот ке которого .подключён вход диодного выпрямителя, на выходе которого включен выходной фильтр, состоявши из дросселя с допопнительвой обмоткой, основная обмотка которого включена между выходными по пожительнымн выводами шлпрямителя и коЕвертора основного конденсатора, вкл ченоэго между выходными выводами ков вертора и демпфирующих конденсаторов, общий экран, входной фильтр в виде кони денсатора, включенного между входными выводами конвертора, отличающийся тэм, что, с целУо снижения высокочастотных несвмметрнчш 1х помех на входе и выходе конвертора и улучшения массо-габаритных показателей ко вертора, введены экраны транзисторов инвертора, соединенные с отрицательным входным выводом конвертора, экраны диодов выпрямителя, соединенные с отрицательным выводом выпрямителя, дополнительная обмотка дросселя выходного фильтра включена между отрицательными выходными выводами выпрямителя в KOI вертора согласно с основной обмоткой, один из демпфирующих конденсаторов включен между положительным выводом выпрямителя и отрицательным выходным выводом конвертора, другой демпфирующий конденсате включен между отрицательным выводом выпрямителя и положительным выходным выводом конверте ра, экран первичной охотки трансферматора соединен с отрицательным выводом конвертора, а общий экран изолирован от входных в выходных выводов конвертора.