Преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1986 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания для преобразования и стаби- ;1изации постоянного напряжения.

Цель изобретения - повышение КПД | реобразователя путем уменьшения коммутационных потерь мощности в силовых клю- ч ах 1ри их размыкании.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Преобразователь постоянного напряженки содержит силовые ключи (например, транзисторы) I и 2, управляемые с выходов блока 3 управления, трансформатор 4, пер- обмотка 4.1 которого соединена с си- j;o3bi:vin электродами ключей 1 и 2, а вторичная 4.2 - с выходным LCD-фильтром 5 iiepe3 1;ы :рямительпый диод 6. Точка соеди- ,iH ключа 1 с обмоткой 4. через реку- ; ;; г;-о11(-1ый ДИОД 7 гюдключена к одному 1.л( выводу, с которым соединен вто- i.oii силовой электрод ключа 2, а точка сое- ; , этого ключа с обмоткой 4.1 через ,4;ф:уп.:.,и()11ный диод 8 -- к другому входному (5ыводу, соединенному с вторым сило- э„ ектродом ключа .

лгпочка из последовательно соединенных ;я)сссля 9 и диода 10 включена между соединения диода 11 с конденсато- jHi.v. ; 2 и диода 13 с конденсатором 14. ;;:;:(. ;и1ые выводы конденсаторов 12 и 14 одслючены к точкам соединения обмотки i . ключами 2 и I соответственно. Все : 0.: ,ы включены согласно. В непроводяп1ем , :;.;:11-;лении подключены: диод 12 к входному ыводу, соединенному с ключом 2, а диод 1 1 к другому входному выводу.

Преобразователь работает следующим ибрязом.

При за.мыкании ключей вывод конденсатора 14, соединенный с ключом 1, оказы- ; iicrcK под потенциалом --- /2, а соответствующий вывод конденсатора 12, соединенного с ключом 2, - нод потенциалом - L,jj... /2. Таким образом к дросселю 9 скачком прикладывается напряжение и„,п , на :iiкается нарастание тока в дросселе. При этом, к первичной обмотке 4.1 и к |,ходу .,СО-фильтра 5 оказывается прило- ,чсп:-- ,;м напряжение, и дроссель фильтра 5 : ;.1;..швает энергию. Конденсаторы 12 и 14 иичинают нерезаряжаться. Процесс перезаряда заканчивается, когда запирающие на- пряжен.ия на диодах 11 и 3 снижаются |)актически до пуля.

В момент размыкания ключей ток пер- Емчиой обмотки 4.1 трансформатора 4 за- . ;, в питающую сеть по цепи: диод 11 -- -..сн;,еяса 1ор 2 - обмотка 4. - конденса- гор ;4 -- диод 12. В момент смены знака , 3. обмотках трансформатора 4 закрывается ; ;:од 6, а LCD-фильтр 5 продолжает отдаВНИИПИ Заказ 8428/59 ТяражбЗЗ Подписное Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

вать наконленную в его дросселе и конденсаторе энергию в нагрузку. После полного разряда энергии, накопленной в транс- (})орматорс 4, напряжение на его нервичпой об.мотке 4.1 становится равным пулю и схема преобразователя приходит в исходное состояние. Далее процесс повторяется.

Снижение запирающего напряжения на диодах 11 и 13 практически до нуля обеспечивается при условии, что падение напряжения на открытых ключах 1 и 2 должно быть весьма малым, а добротность контура, образовапно1Ч) индуктивностью 9 и конденсаторами 12 и 14, -- достаточно большой. Если эти условия не выполняют, то

полный перезаряд конденсаторов 12 и 14 обеспечивает дополнител|;пая обмотка силового трансформатора 4, напряжение ма :ко- торой складывается с напряжением, нрик-ла- дываемь м к дросселю 9 при зам.ыкании ключей 1 и 2. Дополнительная энергия, подводимая но этой обмотке, обеспечивает перезаряд конденсаторов 12 п 4 с избытком до открывания диодов 11 и 13.

25

Формула изобретения

1.Преобразователь IIOCTOHHHOJ-O напряжения, содержап1ий два управляемых ключа и выходной трансформатор с первичной обмоткой, каждый вывод которой через соотQ ветствукпций управляемый к. ноч соеди}1ен с входным выводом преобразователя, к с вторичной обмоткой, соедине1П10Й через выпрямитель и фильтр с выходными выводами преобразователя, и два рекуперационных диода, каждый из которых включен нараллельно цепи, состоящей из первичной обмотки трансфор.матора и ключа, в нанравле- пии, встречном направлению проводимости этого ключа, отличающийся тем, что, с целью повьинения КПД путем уменьщения коммутационных потерь мош,ности нри размыкании

0 ключа, введены два конденсатора, дроссель и три дополнительпых диода, причем параллельно рекуперапиопному диоду включена цепочка из последовательно соединенных конденсатора и дополпительпого диода так, что однои.менные электроды ре- куперационного и дополнительного диодов объединены и подключены к входным выводам преобразователя, а между точками соединения конденсаторов и дополнительпых диодов в этих цепочках включена цепь, со0 стоящая из последовательно соединенных третьего донол1 ительного диода и дросселя.

2.Преобразователь постоян| ого напряжения по п. 1, отличающийся тем, что и указанную цепь последовательно с дросселем (к. почепа дополнительная обмотка, введенная в выходной трансформатор.

Изобретение позволяет повысить КПД преобразователя постоянного напряжения путем уменьшения коммутационных потерь МОП1НОСТИ при размыкании ключи. Преобразователь содержит силовые ключи 1 и 2, блок 3 управления, трансформатор 4, LCD-фильтр 5, диоды 6-8 и 10, 11 и 13. При замыкании ключей 1 и 2 происходит накопление энергии в дросселе фильтра 5. При размыкании ключей 1 и 2 ток первичной обмотки трансформатора замыкается в питающую сеть по цени: диод 11, конденсатор 12, об мотка 4.1, конденсатор 14 и диод 13. В момент смены знака на обмотках трансформатора 4 закрывается диод 6, а дроссель фильтра 5 продолжает отдавать энергию в нагрузку. 1 3. п. ф-лы, 1 ил. S 1 (. -f , О) го о 00 О5 О5 ни