Однотактный преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1986 года по МПК H02M3/335 

1,

Изобретение относится к преобразовательной электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания.

Цель изобретения - уменьшение уровня высокочастотных импульсных помех .

На фиг. 1 представлена силовая часть однотактного преобразователя на фиг. 2 - эквивалентная схема пре- образователя.

Преобразователь содержит повышающий трансформатор 1 с первичной

2и вторичной 3 обмотками. Последняя выполнена из п секций 3-1...3-п, соединенных последовательно с помощью диодного блока 4, состоящего

из первого и дополнительного диодов: 4-1 .-. .4-п. Первичная обмотка 2 через транзисторный ключ 5 подключе- на к входным зажимам, к которым подключен источник 6 питания. К выходным зажимам подключен конденсатор 7 и нагрузка 8. .

Каждая из обмоток 2 и 3 трансфер- матора 1 может быть представлена (фиг. 2)в виде последовательно соединенных ЭДС (е) и паразитных параметров: индуктивности (L), емкости (С) и активного сопротивления (г). Ука- занные элементы эквивалентной схемы образуют паразитные колебательные ко туры обмоток 2 и 3 Трансформатора 1.

С учетом указанных колебательных контуров однотактный преобразователь работает следующим образом.

При открывании транзисторного ключа 5 к источнику 6 подключаются колебательный контур обмотки 2 и через трансформатор. 1 - все п контуры сек- ций обмотки 3. Емкость коллектор- эмиттерного перехода ключа 5 зашун- тирована самим открытым переходом. Направление ЭДС 6, бд обмоток 2 и

3(фиг. 2)покаэаны сплошными стрелка ми. Ток 12 первичной обмотки 2 замыкается по контуру: элементы L, r,j обмотки 2 - открытой транзисторный ключ 5 - источник 6.

Ток вторичной обмотки 3 продолжа- ет еще некоторое время протекать,за счет накопленной энергии в индуктив- ностях рассеяния секций обмотки 3 через диоды 4, конденсатор 7 и нагруку 8. После расходования энергии йндуктивностей рассеяния секций обмотки 3 и под воздействием напряжения конденсатора 7 диоды (4-1)-(4-п)

5

0

5

0

5 о

.j

,

55

5

701

закрьгоаются. С этого момента все колебательные контуры секций 3 1 ... 3-п вторичной обмотки 3 оказывают- ся разделенными друг от друга диодами 4-1...4-п и дальнейший высоко- частотньй колебательный процесс, обусловленный перекачкой энергии в реактивных паразитных элементах, протекает в колебательных контурах независимее друг от друга.

Емкости Cj под воздействием ЭДС соответствующих секций 3-1...3-п перезаряжаются каждая в своем контуре.

После окончания переходного процесса емкости Сз вновь заряжаются до величин ЭДС t секций обмотки 3 (с полярностью, указанной на фиг. 2 без скобок). При запирании ключа 5 в секциях вторичной обмотки 3 индуцируются ЭДС противоположного направления за счет энергии, накопленной в магнитном поле магнитопровода (на фиг. 2 показано пунктиром). Диоды (4-1)-(4-п) открьгааются. К конденсатору 7 и нагрузке 8 прикладьшает- ся напряжение, равное сумме ЭДС и напряжения источника 6. Передача энергии в конденсатор 7 и нагрузку 8 сопровождается высокочастотным переходным процессом, вызванном перекачкой энергии в реактивных элементах контуров первичной обмотки 2 и секций -вторичной обмотки 3. Паразитные емкости контуров после окончания колебательного процесса перезаряжаются до противоположной полярности (на фиг. 2 указано в скобках)

В дальнейщем электромагнитные процессы при коммутации транзисторного ключа 5 повторяются.

Известно, что емкость обмотки трансформатора прямо пропорциональна числу витков

, (1)

где К - коэффициент, учитывающий

геометрию обмотки} W - число витков. Индуктивность рассеяния обмоток трансформатора прямо пропорциональна квадрату числа витков

,W , (2)

где К - коэффициент, учитывающий

геометрию обмотки.

Резонансная частота в колебательном контуре

.

TLC

(3)

Разбитие вторичной обмотки 3 трансформатора на п секций 3-1 ... 3-п и разделение их диодами 4-1 ... 4-п создает п независимость колебательных контуров. Вьтолнение указанных секций с первичным числом витков, некратным целому числу первичной обмотки 2, как следует из (1), (2), (З), позволяет разнести резонансные частоты в каждом колебательном контуре секций 3-1...3-п вторичной обмотки 3 трансформатора 1, в результате чего общий уровень высокочастотных импульсных помех, создаваемый паразитными колебательными контурами, снижается.

221701

Формула изобретения

Однотактный преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий повьшающий трансформатор, 5 первичная обмотка которого подкдю- чена через транзисторный ключ к входным зажимам, а вторичная, обмотка через первый диод - к конденсатору, который подключен к выходньм зажимам, отличающийся тем, что, с целью уменьшения уровня высокочастотных импульсных помех, вторичная обмотка трансформатора выполнена в виде п секций с неравным числом витков и некратным целому числу витков первичной обмотки, которые соединены последовательно через введенные дополнительные диоды.

10

15

Однотактный преобразователь постоянного напряжения в постоянное относится к преобразовательной электротехнике и может быть использован во вторичных источниках питания. Цель изобретения - уменьшение уровня высокочастотных импульсных помех. Устройство содержит повышающий трансформатор 1 с первичной (по) 2 и вто- ричтой (во) 3 обмотками. ПО 2 через транзисторный ключ 5 подключена к входным зажимам. К выходным зажимам подключен конденсатор 7. Уменьшение уровня высокочастотных импульсных помех обеспечивается выполнением ВО в виде п-секций с неравным числом витков и некратным целому числу витков ПО, которые соединены последовательно через введенные диоды 4-1-4-п, что позволяет разнести резонансные частоты в каждом колебательном контуре секций ВО. 2 ил. (Л

Фиг.1

JL в ±::н э1г|© -м :

г T ri-Blfedlltt-J

ms .1Гч1

(put. 2

ВНИИПИ Заказ 1618/57 Тираж 631 Подписное Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4