Преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1983 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоватьсй в автономных системах элек тропитания для стабилизации напряже ния на нагрузке при изменении входного напряжения в диапазоне как ниже, так и выше выходного напряжения регулятора. Известны вольтореверсивные схемы регуляторов, осуществляющие подобно регулирование и состоящие из двухтактного преобразователя, управлявkioro выпрямителя, включенного через фильтр между входом и выходом ретулятора, задающего генератора и фа зосдвигающего блока М Недостатки таких регуляторов - п вышенные потери.р преобразователе и повышенная масса фильтра вследствие того, что в течение полупериода работы преобразователя в регуляторе присутствуют режиг ты вольтодобавки и вольтовычитания, создающие повышенные пульсации на входе фильтра. Наиболее близок к предлагаемому преобразователь- постоянного напря. жения в постоянное, содержащий регу лируемый преобразователь постоянног напряжения в переменное, управляемый выпрямитель, ваполненний на дву парах прерывателей и задающий генератор с парой противофазных выходов фазосдвигающий блок с парой противо фазных выходов и фильтр р. Недостатком известного устройства является сложность схемы управления транзисторами регулируемого преобразователя постоянного Напряжения в переменное. I Цель изобретения - упрощениеуст ройства.и повышение КПД. Указанная цель достигается тем, что в преобразователе постоянного напряжения в постоянное, содержащем регулируемый преобразователь постоянного напряжения в переменное, управляемый выпрямитель, выполненный на двух парах прерывателей, задающий генератор с парой противофазнь1х выходов, фазосдвигающий блок с парой противофазных выходов и фильтр, регулируемый преобразователь постоянного напряжения в переменное выпол нен на двух двухтактных преобразовательных ячейках, входы которых включены параллельно, а выходы соединены последовательно в две цепочки и совместно с прерывателями включены между одним из входных выводов и фильтром по схеме выпрямителя со средней точкой, причем фазосдвигающий блок снабжен дополнительно двумя парами противофазных выходов, а к управляющим входам каждой двухтакт ной преобразовательной ячейки и каждой пары прерывателей подключено по одной паре противофазных выходор задающего генератора и фазосдвигающего блока. На фиг. 1 представлена схема одного из возможных вариантов реализации предлагаемого устройства} на фиг.2 зпюры напряжения, поясняющие прин цип его работы. Устройство содержит регулируемый преобразователь 1, выполненный на ячейках 2 и 3, входы которых подключены пар&ллельно входным выводс м 4, выходные обмотки преобразовательных ячеек 5,6 и 7,8 соединены последовательно и включены между входным выводом и.фильтром 9 через две пары однонаправленных ключей, выполненных в виде диодно-транзисторных цепочек 10-13. Диодно-транзисторные цепочки 10 и 13 управляются противофазно и подключены к Зсщающему генератору 14 j а цепо.чки 11 и 12 управляются также противофазно и подключены к соответствующим противофазным выходам фа зосдвигающего блока 15, обеспечивающим фазовый сдвиг управляющего сигнала относительно выходного сигнала задающего генератора. Фазосдвигающий блок своими входами соединен с задающим генератором 14 и выходом 16устройства. Преобразовательные ячейки 2 и 5 управляющими входами подключены к соответствующим парам противофазных выходов фазосдвигающего блока 15, сигнал на одном из которых получает фазовый ,сдвиг относительно выходного сиг- : нала задающего генератора в режиме вольтодобавки, на другом - в режиме вольтовычитания. На фиг. 2 приняты следующие обоззначения: - - напряжения на базах транзисторов цепочек 1013 соответственно; U,, Uj - напряжения на полуобмотках 5 и 7 (6 и 8); сумг.1арное напряжение 5 и 7 (6 и 8), равное полуобмоток ь и напряжению добавки} Напряжение на -входе фильтра. При входном напряжении Up устройства, равном выходному (потерями в диодно-транзисторых цепочках и фильтра пренебрегают), сдвиг фаз между напряжениями задающего генератора и фазосдвигающего блока 15 отсутствует (фиг. 2а). Ток нагрузки протекает одновременно через встречно включенные полуобмотки 5,7 и 6,8 и поочередно открываемые цепочки 10,12 и 11,13. Поскольку напряжение на полуобмотках 5,Т и6,8 одинаковое, энергия ячейками 2 и 3 не преобразуется. При отклонении входного напряжения в сторону меньше или больше выходного напряжения между выходными напряжениями задающего генератора 14 и фазосдвигающего блока 15 появляются соответствующие фазовые

сдвиги (фиг.. 26 и в). .При этом на интервале времени t ток нагрузки протекает, как и в случае равенства входного и выходного напряжений, через обе полуобмотки 5,7 и 6,8 и энергии от ячеек 2 и 3 не потребляется. На интервале времени t ток нагрузки протекает пооче1редно через ролуобмотки 5,7 и 6,8 и поочередно открываемые цепочки 10,11 и 12,13, причем в зависимости от знака отКлонения вводного напряжения суммарное напряжение полуобмоток 5,7 и 6,8 суммируется с входным или вычитается из него. Последнее обеспечиваетсятем, что в режиме вольтодобавки фазовый сдвиг получает преобразовательная ячейка 3 (U на .фиг. 2б)-, а в режиме вольтовычитания - преобразовательная ячейка 2 (U7 на фиг. 2в). В первом, случае ячейки 2 и 3 работают в режиме управляемого инвертора, а все устройство - в режиме вольтодобавки, во втором случае ячейки 2 и 3 работают

в режиме рекуперации энергии из вторичной цепи в первичную, а все устройство - в режиме вольтовычитания. Регулирование выходного напряжения осуществляется путем изменения соотношения интервалов времени t и tg.

Возможен ваЕ)иант, при котором задающим генератором управляется одна половина преобразовательных яче0ек, а фазосдвигакнцим устройством другая половина преобразовательных ячеек и обе пары прерывателей. Физика процессов в данном случае ос- . тается прежней.

Выполнение преобразователя на 2N

5 двухтактных ячейках позволяет обеспечить равномерную нагрузку транзисторов ячеек, что повышает tta:tдежность их работы, а управление транзисторамиячеек сигналами типа

0 меандр позволяет упростить схему их управления и использовать токовые трансформаторы, что улучшает энергетические характеристики регулятора.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий регулируемый преобразователь постоянного напряжения в переменное, управляемый выпрямитель, выполненный на двух парах прерывателей, задающий генератор с парой противофазных выходов, фазосдвигающий блок с , парой Противофазных выходов и фильтр, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения КПД, регулируемый преобразователь постоянного напряжения в переменное выполнен на двух двухтактных преобразовательных ячейках, входы которых включены параллельно, а выходы соединены последовательно в две цепочки и совместно с прерывателями включены между одним из входных выводов и фильтром по схеме выпрями-, теля со средней точкой, причем фазосдвигающий блок снабжен дополнительно двумя парами противофазных выходов, а к управляклцим входам i каждой двухтактной преобразовательной ячейки и. каждой пары прерыватеСЛ лей подключено по одной паре противофазных выходов задающего генераС тора и фазосдвигающего блока; 00 оо о: 00