Преобразователь постоянного напряжения /его варианты/ Советский патент 1985 года по МПК H02M7/537 

2. Преобразователь постоянного напряжения, содержащий МОСТОВОЙ транзисторный инвертор, в диагональ переменного тока которого включена цепь из последовательно соединенных двух трансформаторов тока и трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к выходным выводам преобразователя, транзисторы управления и токоограничительные элементы, подсоединенные первыми выводами к источнику напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД преобразователя путем снижения мощности управления, в него введены два двухполупериодных выпрямителя, подключенных входами к вторичным обмоткам трансформаторов тока, а выходами - к вторым выводам токоограничительных элементов и к средним выводам первичных обмоток введенных двух согласующих трансформаторов, крайние выводы которых связаны с коллекторами трансформаторов управления, а вторичные обмотки подключены к управляющим переходам транзисторов мостового инвертора, при этом один из крайних выводов каждого из согласующих трансформаторов соединен с коллектором одного из транзисторов управления через дополнительный диод, а другой крайний вывод каждого из согласующих трансформаторов соединен с коллектором одного из транзисторов управления непосредственно, кроме того, управляющие переходы каждого из транзисторов мостового инвертора зашунтированы цепью из включенных последовательно резистора и диода, направление проводимости которого встречно направлению проводимости управляющего перехода.

1. Преобразователь постоянного напряжения, содержащий мостовой транзисторный инвертор, в диагональ переменного тока которого включена цепь из последовательно соединенных двух трансформаторов тока и трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к выходным выводам преобразователя, транзисторы управления и токоограничительные элементы, подсоединенные первыми выводами к источнику напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД преобразователя путем снижения мощности управления, в него введены два двухполупериодных выпрямителя, подключенных входами к вторичным обмоткам трансформаторов тока, а выходами - к вторым выводам токоограничительных элементов и средним выводам первичных обмоток введенных согласующих трансформаторов, крайние выводы которых подключены к коллекторам транзисторов управления, а вторичные обмотки - к управляющим переходам транзисторов мостового инвертора, 5S при этом в одно из плеч каждого двухполупериодного выпрямителя включен, после(Л довательно с основным, дополнительный диод, а управляющий переход каждого из транзисторов инвертора зашунтирован цепью из включенных последовательно резистора и диода, направление проводимости которого встречно направлению проводимости управляющего перехода. UD СО 00

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках электропитания устройств радиоэлектроники и автоматики.

Целью изобретения является повышение КПД преобразователя путем снижения мощности управления.

На чертеже приведена электрическая схема преобразователя.

Преобразователь постоянного напряжения содержит мостовой транзисторный инвертор на транзисторах 1-4, два трансформатора 5 и 6 тока, трансформатор 7, два двухтактных усилителя 8 и 9 управления с согласующими трансформаторами 10, 11 и транзисторами 12-15, источник 16 напряжения, соединенный через токоограничительные элементы 17 и 18 к средним выводам согласующих трансформаторов 10 и 11 и к выходам двухполупериодных выпрямителей 19 и 20, входы указанных выпрямителей 19 и 20 подсоединены к Дополнительным обмоткам 21 и 22 трансформаторов тока 5 и 6. В одно из плеч двухполупериодных выпрямителей включены дополнительные диоды 23 и 24, которые во втором варианте выполнения устройства могут быть включены последовательно в коллекторную цепь одного из транзисторов 13 и 15 двухтактных усилителей 8 и 9 управления, на управляющие входы 25-28 которых поступают сигналы управления. Кроме того, управляющие переходы транзисторов 1 -4 мостового инвертора щунтированы цепями 29- 32 из последовательно соединенных диода и резистора.

Преобразователь постоянного напряжения работает следующим образом.

При подключении питающих напряжений к входным выводам преобразователя и к источнику 16 напряжения и управляющих сигналов на входы 25-28 преобразователь возбуждается за счет тока, протекающего через токоограничительные элементы 17 и 18. При этом в одном полупериоде с помощью трансформатора 10 отпираются транзисторы 1 и 2, а в другом полупериоде с помощью трансформатора 11 открываются транзисторы 3 и 4. В результате в выходной цепи преобразователей 5-7 протекает переменный ток, который через выпрямители 19 и 20 подпитывает трансформаторы управления 10 и 11 током, пропорциональным току нагрузки. Из-за различия напряжений на обмотках 21 и 22 в соседних полупериодах при отсутствии дополнительных диодов 23 и 24 возникает неконтролируемое подмагничивание трансформаторов 5 и 6 тока. Дополнительные диоды 23 и 24 включаются в те плечи двухполупериодных выпрямителей 19 и 20, которые проводят ток в нерабочий полупериод для транзисторов соответственно 1 и 2 или 3 и 4. При этом трансформаторы 5 и 6 в нерабочий полупериод транзисторов соответственно 1 и 2 или 3 и 4 входят в насыщение, а в рабочий полупериод - работают на линейном участке кривой намагничивания.

Аналогичный эффект можно получить, если включить дополнительные диоды 23 и 24 в те плечи усилителей 8 и 9 управления, которые проводят ток в нерабочий полупериод соответствующей пары транзисторов 1 и 2 или 3 и 4 (показано пунктиром). Преимущество такого включения заключается в упрощении настройки преобразователя, так как полярность включения обмоток трансформаторов 5 и б в этом случае может быть любой.

Для сокращения габаритов преобразователя трансформаторы 5, 6, 10 и 11 могут быть выполнены с совмещенной первичной обмоткой, т. е. таким образом, что первичная обмотка размещается на двух сердечниках, на каждом из которых предварительно уже намотаны вторичные обмотки.

При низковольтном питании преобразователь постоянного напряжения может быть выполнен по двухтактной схеме со средней точкой первичной обмотки выходного трансформатора.

В предлагаемом преобразователе постоянного напряжения при правильном выборе параметров трансформаторов тока их насыщение в рабочий полупериод полностью исключается. Благодаря этому обеспечивается надежное пропорционально токовое управление силовыми транзисторами инвертора как в статическом, так и в динамическом режимах. Последовательные цепи 29-32 необходимы для замыкания запирающего тока после запирания транзисторов 1-4.

Преимущество преобразователя постоянного напряжения заключается в снижении мощности управления транзисторами 1-4 инвертора благодаря автоматическому снижению до нуля напряжения на обмотках трансформаторов 5 и 6 тока после их насыщения в нерабочий полупериод.