Однотактный преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1985 года по МПК H02M3/335 

1 Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразователям, позволяющим получить в нагрузке постоянное напряжение, гальванически отделенное трансформаторо от цепи первичного источника электропитания. Цель изобретения - улучшение качества потребляемого тока путем обеспечения непрерывности потребления энергии, упрощениеи уменьшение пульсаций тока дросселей. На фиг.1 представлена электричес кая схема однотактного преобразов.ателя постоянного напряжения в посто янное; на фиг.2 - электрическая схе ма однотактного преобразователя постоянного напряжения в постоянное с расположением обмоток входного дрос селя и дросселя фильтра на одном магнитопроводе. Преобразователь содерзкит включен ную между положительным 1 и отрицательным 2 полюсами источника первич ного электропитания последователь ную цепь, состоящую из входного дро селя 3, диода 4, включенного в проводящем направлении, первичной обмотки 5 трансформатора 6 и регулирующего ключа 7. Катод диода 8 подключен к общей точке соединения пер вичной обмотки 5 и регулирующего ключа 7, а анод диода 8 связан с общей точкой соединения дросселя 3 и диода 4. Параллельно цепи, состоя щей из обмотки 5 и регулирующего ключа 7, включены конденсатор 9 и обмотка вывода реактивной энергии 10 с последовательно включенным бло кирующим диодом 11. К вторичной обмотке 12 трансформатора 6 через выпрямительный диод 13 подключены последовательно соединенные дроссел фильтра 14 и нагрузка 15, шунтированная конденсатором фильтра 16. Вход Г-образного LC -фильтра, образованного дросселем 14 и конденсато ром 16, шунтирован диодом 17. Поляр ность включения диодов 11, 13 и 17 такова, что во включенном состоянии регулирующего ключа 7 диод 13 находится в проводящем состоянии, а дио ды 11 и 17 под обратным смещением. На фиг.2 обмотки входного дроссе ля 3 и дросселя фильтра 14 выполнены на одном магнитопроводе 18. Преобразователь в установившемся режиме при непрерьшном изменении 642 магнитных потоков в сердечниках дросселей 3 и 14 работает следующим образом. Если регулирующий ключ замкнут, то дроссель 3 через прямосмещенный диод 8 оказывается подключенным к зажимам источника питания, а первичная обмотка 5 трансформатора 6 включена параллельно конденсатору 9, Полярность напряжения /с на конденсаторе 9 такова, что диод 4 находится под обратным смещением. На этом этапе работы осуществляется накопление энергии, запасенной в магнитном поле сердечника дросселя 3, а энергия, накопленная в конденсаторе 3 |через прямосмещенный диод 13 переда- ется в LC -фильтр инагрузку. Полярность напряжения на обмотке вывода реактивной.энергии 10 при этом тако ва,.что блокируюищй диод закрыт. После размьжания регулирующего ключа 7 полярность напрялгений на обмотках дросселей 3 и 14, а такисе на обмотках трансформатора 6, изменяется на противоположную. При этом запираются диоды 8 и 13 и открывают- ся диоды 4, 11 и 17. Ток дросселя 3 замыкается через конденсатор 9, вое-: полняя потери энергии в нем на предьщущем этапе. Диод 11 открыт до тех пор, пока магнитный поток в сердечнике трансформатора 6 не достигнет величины , определяемой остаточной индукцией. Ток дросселя 14 в режиме непрерьшного изменения ма,гнитного потока замыкается через диод 17 в течение всей длительности разомкнутого состояния ключа 7. Определим регулировочную характеристику преобразователя. Если пренебречь падением напряжений на прямосмещенных диодах и регулирующем ключе и обозначить через коэффициент заполнения или относительную (к периоду Т ) длительность проводящего состояния регулирующего ключа, то можно записать равенство нулю вольтсекундного интеграла на дросселе 3 в следующем виде:EyT(Uc-E}(4-)Т. В приведенном выражении Ей U. - соответственно величины входного напряжения и среднего напряжения на конденсаторе 9. Из равенства следует и,, Е/({-) . Таким образом, во включенном состоянии регулирующего ключа 7 на вторичной обмотке 12 трансформатора 6 напряжение равно

1. однотАктнМ ПРЕОБРАЗОВА. ТЕЛЬ постоянного НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ , содержащий трансформатор, пер вичная обмотка которого через регулирующий ключ соединена с одним из входных выводов для подключения источника питающего-напряжения, а его вторичные обмотки через выпрямитель и LC -фильтр соединены с выходными выводами для подключения нагрузки, а также обмотку вывода реактивной энер фие.1 гии, которая последовательно соединена с блокирунщим диодом, образуя цепь, включенную параллельно цепи из первичной обмотки трансформатора и регулирующего ключа, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества потребляемого тока путем обеспечения непрерывности потребления энергии и расширения диапазона регулирования выходного напряжения, в него дополнительно введены входной дроссель, два диода и конденсатор, причем каждый из вьшодов первичной обмотки трансформатора через один из указанных диодов и дроссель соединен с другим входным выводом, а конденсатор включен параллельно цепи из первичной обмотки и регулирующего ключа. 2. Преобра.зователь по п.1, отличающийся тем, что, с целью упрощения и уменьшения пульсаций тока дросселей, обмотки входного дросселя и дросселя LC -фильтра расположены на одном магнитопроводе.