Преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1984 года по МПК H02M3/315 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в мощных высоковольтных источниках электропитания с высокочастотным преобразованием параметров электроэнергии.

Известны преобразователи постоянного напряжения, содержащие резонансный инвертор на тиристорах, выходной выпрямитель, подключенный к вторичной обмотке силового трансформатора инвертора, и транзисторный коммутаторГ1 и 2 .

В данных преобразователях в режимах, близких к холостому ходу, а также в переходных режимах происходит нарушение нормальной работы, обусловленное срывом работы инвертора.

Известен преобразователь постоянного напряжения, содержащий резонансный инвертор па тиристорах, выходной выпрямитель, подключенный к вторичной обмотке силового трансформатора, и обратный выпрямитель, подключенный к дополнительной обмотке силового тpaнcфopvIaтopa З J.

Такое включение обратного выпрямителя позволя т расширить диапазон изменения тока нагрузки вплоть до рехсима холостого хода и улучшить хаактеристики преобразователя в переходных режимах. Однако в мощных устройствах, в которых используется силовой трансформатор с большим сечением магнитопровода и обмоток с высоким витковым напряжением, оказывается практически невозможным получение оптимального соотношения витков вспомогательной и первичной обмоток трансформатора. Применение силового трансформатора с неоптимальным cootношением числа витков обмоток приводит к существенному росту потерь и снижению КПД преобразователя. Кроме того, недостатком преобразователей является необходимость применения в них сложного многообмоточного силового трансформатора, причем чем выше мощность, напряжение и рабочая частота преобразователя, тем сложнее выполнить многообмоточный трансформатор.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату преобразователь, содержащий резонансный инвертор на тиристорах, выходной выпрямитель, подключенный ко вторичной обмотке силового трансформатора инвертора, обратный выпрямитель и транзисторный коммутатор 4.

Недостатками известного преобразователя являются низкий КПД, обусловленный трудностью получения оптимального соотношения витков в многообмоточном силовр; трансформаторе и необходимость применения сложного многообмоточного силового трансформатора.

Цель изобрб;тения - повыидение КПД путем .упрощения силового транс- форматора.

Для достижения указанной цели в преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий подключенный к входным выводам резонансный инвертор на тиристорах с силовым трансформатором, вторичная обмотка которого соединена с выход0 ным выпрямителем, обратный выпрямитель, подключенный к входным выводам, и транзисторный коммутатор, введен вспомогательный трансформатор, первичная обмотка которого подклю чена параллельно первичной обмотке силового трансформатора инвертора, а вторичная - к выводам переменного тока обратного выпрямителя.

Кроме того,транзисторный коммутатор подключен к дополнительной 0 обмотке вспомогательного трансформатора.

На чертеже представлена принципиальная схема преобразователя (мостовой вариант ).

5 ,Преобразователь содержит источник 1 постоянного напряжения, мостовой инвертор на тиристорах 2-5, последовательный резонансный контур, состоящий из дросселя б и конденса0 тора 7, выходной выпрямитель 8, силовой трансформатор 9, первичная обмотка которого подключена к выходу инвертора, а вторичная через выходной выпря1 1итель 8 - к конден5 сатору 10 фильтра и нагрузке 11 и вспомогательный трансформатор 12, первичная обмотка которого подключена параллельно первичной обмотке силового транс(1)орматора 9, вторичная через обратный выпрямитель 13 к входу инвертора, а дополнительная - к транзисторному коглмутатору 14.

В режиме номинальной нагрузки преобразователь работает следующим 5 образом.

При отпирании тиристоров 2 и 5 в цепи резонансшого контура формируется синусоидальный импульс тока.

Q Одновременно с отпиранием тиристоров инвертора открываются диоды одного из плеч выходного выпрямителя 8 и конденсатор 7 резонансного контура перезаряжается до напряжения с полярностью, противоположной начальной, а конденсстор 10 выходного фильтра подзаряжается. Напряжение на первичных обмочках трансформаторов 9 и 12, равное приведенному напряжению вторичной обмотки силового трансфор0 матора 9 растет с ростом напряжения на конденсаторе 10 фильтра. Когда амп.аитуда напряжения на вторичной обмотке вспомогательного трансфорг тора 12 превышает напряжение источ5 ника питания, открываются диоды од

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержа ций подключенный к входным выводам резонансный инвертор на тиристорах с силовым трансформатором, вторичная обмотка которого соединена с выходным Выпрямителем, обратный выпрямитель, подключенный по постоянному току к входным выводам, и транзисторный коммутатор, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения КПД путем упрощения силового трансформатора, в него введен вспомогательный трансформатор, первичная обмотка которого подключена параллельно первичной обмотке силового трансформатора инвертора, а вторичная - к выводам переменного тока обратного выпрямителя.g 2. Преобразователь по п.1, о л и чающийся тем, что транзисторный коммутатор подключен к дополнительной обмотке вспомогательного трансформатора. да ел со со ел