Преобразователь высокого уровня постоянного напряжения Советский патент 1984 года по МПК H02M7/48 

00 О1

О) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропитания для преобразования постоянного напряжения одного уровня в напряжение другого уровня. Известны преобразователи напряжения, содержащие несколько трансформаторов, первичные обмотки которых через ключи соединены последовательно и подключены к источнику питания, вторичные же обмотки трансформаторов через выпрямитель с фильтром подключены параллельно к общей нагрузке 1} и 2. Недостаток таких преобразователей - больщое количество моточных изделий (трансформаторов, дросселей фильтра), в одном устройстве, кроме того, затруднено выравнивание .напряжения на ключах и конденсаторах делителя напряжения из-за разброса характеристик элементов преобразователя. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, в котором для деления высокого входного напряжения используется только один трансформатор с несколькими равновитковыми обмотками, содержащее два симметричных плеча, подключенных к входным выводам для подключения источника электропитания, каждое из которых состоит из п обмоток трансформатора и (п-ь1) управляемых ключей и диодов 3. Недостатком известного устройства является больщой и неравномерный коэффициент нагрузки по напряжению ключей и диодов преобразователя. Цель изобретения - повыщение надежности путем уменьшения коэффициента загрузки по напряжению ключей и диодов. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе, содержащем два симметричных плеча, подключенных к входным выводам для подключения источника электропитания, каждое из которых состоит из (п + 1) управляемых ключей и п равновитковых обмоток трансформатора, выходная обмотка которого подключена к выходным выводам, где п 3, 4 ... и т. д., указанные плечи выполнены в виде согласно и последорательно соединенных поочередно управляемых ключей и равновитковых обмоток трансформатора, при этом указанные диоды шунтируют каждую обмотку и ключ, подключенные к входным выводам, а также каждую пару обмоток, включенных уерез управляемые ключи. На чертеже приведена функциональная схема преобразователя. Преобразователь содержит трансформатор 1 с равновитковыми обмотками 2-9 и выходной обмоткой 10, образующей выходные выводы и подключенной к н грузке 11, управляемые ключи 12-21, диоды 22-31 и входные выводы для подключения к источнику электропитания 32 и 33. Начало обмотки 2.соединено с ключом 12, а ее конец через ключ 13 соединен с началом обмотки 3 трансформатора 1. Конец обмотки 3 соединен с началом обмотки 4 через ключ 14: ключ 15 соединяет конец обмотки 4 с началом обмотки 5. конец которой соединен с ключом 16. Через ключи 12-16 последоватально соединенные равновитковые обмотки 2-5 подключены к входным выводам 32 и 33. Диод 22 анодом подключен к концу обмотки 2, а катодом -.к первому входному выводу 32. Диод 23 анодом подключен к концу обмотки 3, а катодом - к началу обмотки 2 трансформатора 1. Соответственно диод 24 соединяет начало и конец обмоток 3 и 4, а диод 25 - обмотки 4 и 5. Диод 26 катодом подключен к началу обмотки 5, а анодом - ко второму входному выводу 33. Аналогично равновитковые обмотки 6-9 трансформатора 1 соединены последовательно и согласно с ключами 17- 21 и подключены к входным выводам 32 и 33. а диоды 27-31 образуют цепь возврата энергии (рекуперации) из последовательно соединенных через эти диоды обмоток 6-9 трансформатора 1 в источник питания. К обмотке 10 трансформатора 1 подключена нагрузка 11. Обмотки 2-5, ключи , диоды 22- 26 образуют первую симметричную цепь (первое плечо) преобразователя, а обмотки 6-9, ключи 17-21 и диоды 27-31 образуют соответственно второе йлечо преобразователя. Преобразователь работает следующим образом. Группы ключей 12-14 и 17-21 поочередно замыкают цепи из равновитковых обмоток трансформатора 2-5 и 6-9, создавая равные интервалы включенного и выключенного состояния первой (2-5) и второй ( групп идентичных обмоток трансформатора 1. На обмотке 31, следовательно, и на нагрузке 32 формируется переменное напряжение прямоугольной формы. При открытом состоянии ключей 12-14 напряжение источника питания распределяется поровну между обмотками 2-5. Следовательно, npri напряжении источника равном Е и числе, равновитковых обмоток в каждом плече преобразователя п напряжение на обмотках 2-9 трансформатора равно /,,, при этом к закрытым ключам 17 и 21 второго плеча преобразователя через диоды 27 и 31 прикладывается напряжение с обмоток трансформатора 6 и 9 равное /„, а к ключам 18- 20 - через диоды 28-30 напряжение с двух равновитковых обмоток, равное ,. Уменьшение напряжения на ключах А диодах преобразователя позволяет повыситьнадежность за счет уменьшения коэффициента загрузки в случае применения высоко34

вольтных ключей (транзисторов) или умень- сутствие конденсаторов для деления входшить себестоимость преобразователя за счетного напряжения (по сравнению с аналовозможности применения более дешевыхгами) позволяет уменьшить вес и габариты

низковольтных транзисторов и диодов. От-преобразователя.

1078561

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВЫСОКОГО УРОВНЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий два симметричных плеча, подключенных к входным выводам для подключения источника электропитания, каждое из которых состоит из (n-f-l) управляемых ключей и диодов и равновитковых обмоток трансформатора, выходная обмотка которого подключена к выходным выводам, где , 4 ... и т. д., отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем уменьшения коэффициента загрузки по напряжению ключей и диодов, указанные плечи выполнены в виде согласно и последовательно соединенных поочередно управляемых ключей и равновитковых обмоток трансформатора, при этом указанные диоды шунтируют каждую обмотку и ключ, подключенные к входным выводам, а также каждую пару обмоток, включенных через управляемые ключи.