Преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1985 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания дл преобразования постоянного напряж ния. Цель изобретения - повышение надежности путем вырарнивания нагрузок преобразовательных ячеек входящих в преобразователь. На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого прео зователя постоянного напряжения; на фиг. 2 - вариант выполнения то коуправляющего элемента. Преобразователь постоянного напряжения содержит блок 1 управления с задающим 2 и ведомым 3 ге нераторами и включенные параллель но по входу и выходу преобразовательные ячейки 4 постоянного на пряжения в постоянное. Каждая из ячеек состоит из включенных после довательно инвертора, вьшолненного по двухтактной схеме на двух транзисторах 5 и 6 со средней точ кой первичной обмотки.выходного трансформатора 7, вьтрямителя 8 и выходного фильтра 9., Базовые цепи транзисторов 5 и 6 инверторов в каждой преобразовательной ячейке состоят.из управляющего трансформатора 10 канала задающего генера тора и управляющего трансформатора- 1 1 канала ведомого, генератора, вторичные обмотки 12 - 15, которых включены последовательно-согласно, причем в одном плече инвер ра свободный вывод вторичной обм ки 13 трансформатора задающего генератора, являющийся ее началом, а в другом 14 - являющийся ее концом, подключены к эмиттерам соответствующих транзисторов 5 и Базы транзисторов через рассасывающ диоды 16 и.17 подключены к общим точкам соответствующих вторичньк обмоток 12, 13 и 14, 15 управляющих трансформаторов, а свободные в воды вторичных обмоток 12 и 15 трансформатора канала ведомого ге нератора подключены к эмиттерам на сыщающих диодов 18 и 19. Первичная обмотка 20 трансформатора 10 подключена к задающему генератору а первичная обмотка 21 трансформатора 11 - к ведомому генератору через токоограничительный элемент 812 К одному из выходных выводов преобразовательной ячейки 4 подключен датчик 23 тока. Элемент 22 может быть выполнен в виде регулируемого резистора. Кроме того, элемент 22 может быть вьшолнен в виде терморезистора, размещенного натеплоотводящем радиаторе преобразовательной ячейки, либо в виде дополнительного управляемого транзистора 24 и диодного моста 25 (фиг. 2), выводы постоянного тока которого подключены к коллектору и эмиттеру управляемого транзистора 24 и через смещающие резисторы 26 и 27 к его базе, а датчик тока в виде щунта, потенциальные гшюсовьй и минусовьй выводы которого подключены соответственно к эмиттеру и базе транзистора 24, причем первичная обмотка 21 трансформатора 11 подключена к выходу ведомого гейератора 3. через выводы переменного тока диодного моста 25. Преобразователь работает следующим образом. Задающий 2 и ведомый 3 генераторы блока 1 управления вырабатывают две сдвинутые по фазе последовательности двухполярных прямоугольных импульсов напряжения, которые поступают в каждую преобразовательную ячейку 4 на первичные обмотки 20 и 2.1 трансформаторов 10 и 11, причем в каждой преобразовательной ячейке ток первичной обмотки 21 и вторичных обмоток 12 и 15 трансформатора 11 ограничивается установленным в нем токоограничительным элементом 22. На вторичных обмотках 12-15 трансформаторов 10 и 11 эти последовательности суммируются. к база-эмиттерным переходам транзисторов 5 и 6 в противофазе, через токонасыщающие диоды 18 и 19 прикладывается суммарное напряжение вторичных обмоток 12-15 трансформаторов 10 и 11, а через рассасывающие диоДы 16 и 17 - напряжение вторичных обмоток 14 и 13 трансформатора 10. В том случае, когда напряжения на вторичных обмотках 12 и 13 или 14 и 15 имеют одинаковый знак, в одном из плеч инвертора транзистор 5 (6) отпирается током,.ограниченным элементом 22, через насыщающий диод 18 (19), в другом

плече инвертора транзистор 6 (5) остается запертым напряжением на вторичной обмотке 14 (13) трансформатора 10, приложенным к базаэмиттерному переходу транзистора 6 (5) через рассасывающий диод 17 (16). При разнополярном напряжении происходит запирание открытого транзистора 5 (6) напряжением вторичной обмотки 13 (14) трансформатора 10,. приложенным к базаэмиттерному переходу транзистора 5 (6), через рассасывающий диод 16 (17).

При смене полярности суммарного напряженияотпирается другой транзистор 6 (5). Таким образом, в инверторах преобразовательных ячеек 4 осуществляется широтно-импульная модуляция входного напряжения, которое затем трансформируется, выпрямляется и фильтруется соответственно последовательно включенными трансформаторами 7, выпрямителями 6 и выходными фильтрами 9.

Выходные токи преобразовательных ячеек 4 контролируются датчиками 23 тока и суммируются на общей нагрузке. Величина выходного тока каждой преобразовательной ячейки 4 зависит от угла открытого состояния транзисторов 5 и 6, которые определяются углом управления и временем задержки на рассасывание избыточного.заряда неосновных носителей в базах при запирании транзисторов 5 и 6. Величина сопротивления элементов 22 подбирается таким образом, чтобы за счет изменений степени насыщения тран1810814

зисторов 5 и 6 установились такие углы открытого состояния транзисторов, при которых выходные токи преобразовательных ячеек 4 оказались бы одинаковьми. В случае, если элемент 22 выполнен в виде регулируемого резистора, величина сопротивления этих резисторов устанавливается при ручной настройке в

to точке номинальной загрузки по току преобразователя постоянного напряжения в постоянное. Если элемент 22 выполнен в виде терморезистора, установленного на теплоотводящем радиаторе преобразовательной ячейки, то выравнивание токов ячеек происходит автоматически за счет того, что в преобра.зовательных ячейках 4 ,с большим выходным током температура радиатора вьше, а следовательно, выше сопротивление терморезистора, что приводит к уменьшению угла открытого состояния транзисторов 5 и 6 данной ячейки и уменьшению вследствие этого ее тока нагрузки . ,

Если токоограничительный элемент выполнен в виде диодного моста 25 с управляемым транзистором 24,

30 а датчик тока - в виде шунта, то в преобразовательных ячейках с боль-шим выходным током сопротивление управляемых транзисторов 24 будет больше, а следовательно, угол от-

, крытого состояния транзисторов 5 и 6 будет уменьшен, т.е. будет обеспечено автоматическое вьфавнивание нагрузок между ячейками и в результате повышение надежности работы преобразователя.

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержагций несколько преобразовательных ячеек, соединенных параллельно как по входу так и по выходу, и общий блок управления с широтно-импульсным модулятором, выходы которого связаны с базами силовых транзисторов преобразовательных ячеек через управляющие трансформаторы и токоограничительнЬте элементы, о т л и-, чающийся тем, что, с целью повышения надежности путем выравнивания нагрузок преобразовательных ячеек, токоограничительный элемент вьтолнен регулируемым. 2.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что токоограничительный элемент выполнен в виде переменного резистора, включенного последовательно в цепь первичной обмотки управляющего трансформатора. 3.Преобразователь по п. 2, отличающийся тем,что укаS занный резистор вьтолнен в виде (О терморезистора и размещен на теплоотводящем радиаторе данной ячейки. с 4.Преобразователь по п. 2, о т личающийся тем, что в него введен датчик тока, а токоограничительный элемент вьтолнен в виде дополнительного транзистора, включенного через выпрямитель последовательно в цепь первичной обмотки управляющего трансформатора и подключенного по цепи эмиттер - бах за к выходу датчика тока, который включен последовательно в выходную цепь данной преобразовательной ячейки.