Преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1986 года по МПК H02M3/337 

ной трансформатор 9, дроссель (Др) 16, фазосдвигающий конденсатор (К) 20 и блок управления (БУ) 22, В ВУ 22 входят предварительный усилитель 23, логические ячейки 2И-НЕ 2,25, триггер 26, задающий генератор 27, нуль-орган 28.Выбором соответствующей ем кости К 20 обеспечивается безопасная траектория выключения транзисторов с малой величиной выделяемой на них пиковой мощности. Выпол-

I

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного, электропитания для преобразования постоянного напряжения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения независимого управления гхреобразователем.

На фиг. I показана принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений и токов на элементах (эпюры токов и напряжения с индексами соответствуют Номеру элемента).

Преобразователь (фиг. 1) содержит транзисторные ключи 1-4, соединенные по мостовой схеме и зал1унтиро- ванные обратными диодами 5-8, выходной трансЛорматор 9, вторичная обмотка 10 которого через выпрямительные

диоды Пи 12 и LC сглаживающий фильтр I3 подключена к нагрузке 14, а первичная обмотка 5 через первый дроссель 16 и первичную обмотку 17 измерительного трансформатора 18 тока подключена к выходу моста ключей. Второй дроссель 19 подключен параллельно к последовательно соеди ненным первичной обмотке 15 трансформатора 9 и первого дросселя 16. Фазосдвигающий конденсатор 20 подключен к выходу моста ключей. Входные выводы моста подключены к источ Нику 21 питания. В блок 22 управления входят предварительный усилитель 23,, выходными выводами подключенный к управляющим переходам силовых транзисторов, две выходные логические ячейки 2И-НЕ 24 и 25, к пер52877

нение БУ 22 и введение измерительного трансформатора тока 18 обеспечивают включение транзисторов практически при нулевых значениях тока и напряжения на них. Введение Др 19 обеспечивает работу преобразователя в режимах, близких к холостому ходу когда энергия запасенная в Др 16, недостаточна для перезарядки К 20. 1 3.п. ф-лы, 2 ил.

вым входам которых соответственно подключены выходы триггера 26, счетным входом соединенного с задающим генератором 27, а к другим входам

соответственно подключены прямой и инверсный выходы нуль-органа 28, вход которого подключен ко вторичной обмотке 29 трансформатора 18 .тока. .

Преобразователь работает следующим образом.

В исходном состоянии (до момента времени t) транзисторные ключи 1 и 4 Открыты. Конденсатор 20 заряжен

5 до напряжения питания полярностью (указанной на фиг. I без скобок). К первичной обмотке 55 силового трансформатора 9 приложено напряжение Первичного источника 21 (по-

0 лярнрсть без скобок). Ток нагрузки протекает через диод 11, а в дросселе 19 протекает нарастакнций по величине ток, увеличивая в нем электромагнитную.энергию.

В момент; времени t сигналом с задакицего генератора 27 производится переключение триггера 26, выходные сигналы и и U,j которого, воздействуя на предварительный усиди-

О тель 22 через логические элементы 24 и 25, снимают отпиракяцие напряжения с транзисторов 1 и 4. В результате эти транзисторы в момент времени t запираются (транзисторные

, ключи не Насыщены, цепи,выводящие транзисторы из насыщения,не показа ны).

в интервале -времени t,., -t происходит разряд конденсатора 20 током, протекающим через первичную обмотку

15 трансформатора 9 н дроссель 16. Величина этого тока на данном интервале времени остается неизменной, так как продолжает проводить ток диод II, а величина индуктивности дросселя фильтра 13 достаточно велика, чтобы пренебречь переменной составляющей его тока. Напряжение на транзисторах 1 и 4 начинает возрастать с момента спадания проте- кающего через ниу. тока. Выбором соответствующей величины емкости конденсатора 20 можно обеспечить безопасную траекторию выключе- ния транзисторов с малой величиной выделяемой на них пиковой мощности.

В интервале времени t,-t,j происходит перезаряд конденсатора 20 до напряжения, равного напряжению источника 21 питания за счет энергии запасенной в дросселях 16 и 19,- В, результате этого напряжение на транзисторных, ключах 2 и 3 перед их отпиранием спадает до нуля. С момента времени t к последовательно соеди- венным дросселю 16 и первичной обмотке 15 трансформатора 9 прикладывается напряжение противоположной полярности конденсатора 20, и ток дросселя 16 начинает уменьшаться по величине, а ток дросселя фильтра 13 остается неизменным, что ведет к открытию диода 12. Через последний протекает разность тока дросселя фильтра 13 и тока диода 11. Вслед ствие того, что оба диода 11 и 12 открыты, вторичные полуобмотки 10 трансформатора 9 оказываются закороченными, и к дросселю 16 прикладывается все напряжение конденсато- ра 20.

В момент времени t, после перезаряда конденсатора 20 до напряжения источника 21, открываются обратньте диоды 6,7 и спадающие по величине токи дросселей 16 и 19 замыкаются через указанные на первичной источник 21. При этом в момент времени t ток дросселя 16, спав до нуля, изменяет свое направление, а ток дио да 12 с момента времени t становится больше тока диода 11.

В момент времени t суммарное значение тока дросселей 16 и 19 спадает до нуля ( ток дросселя 16, изменив направление, достигает значения тока дросселя 19, а обратные диоды 6 и 7 закрываются) и изменяют свое направ

(ление за счет незначительного разряда когоденсатора 20, В это время сигнал на вторичной обмотке 29 трансформатора 18 тока изменяет знак, что приводит к срабатыванию нуль-органа 28 и изменению сигналов на его прямом и инверсном выходах (, Ujg) которые,воздействуя на предваритель- иьт усилитель 23 через логические элементы узла 22 управления, формируют отпирающие сигналы транзисторных ключей 2 и 3 ( результате включение указанных транзисторных ключей происходит практически при нулевых значениях тока и напряжения на них, т.е. без выделения пиковой мощности, не выходя из области максимальных режимов (ОМР) транзисторов.

Обратное переключение транзисторов в интервале времени происходит . аналогично.

Дроссель 19 предназначен для обеспечения работы усилителя в режимах, близких к холостому ходу, когда энергия, запасенная в дросселе 16, недостаточна для перезаряда конденсатора 20.

Формула изобретения

1. Преобразователь постоянного напряжения, содержащий мост силовых транзисторов, шунтированных возвратными диодами, выходной трансформа- Topj первичная обмотка которого через первый дроссель связана с выходом моста, а вторичная через выпрямитель и фильтр соединена с выходными выводами преобразователя, блок управления и фазосдвигающий конденсатор, подключенный к выходу моста, отличающийся тем, что, -с целью расщирения функциональных возможностей путем обеспечения независимого управления преобразователем, блок управления выполнен в виде последовательно включенных задакчцего генератора, триггера со счетным входом, соединенного с первыми входами выходных логических ячеек, кроме того,введены измеритепьный трансформатор тока и нуль-орган, причем первичная обмотка трансформатора тока включена последовательно с первичной обмоткой выходного трансформатора, а выход измерительного трансформатора тока

через нуль-орган связан с вторыми входами логических ячеек.

2. Преобразователь по п. 1, о т личающийся тем, что па

iot,t2

tuts

26

(2fi 20 028

Vif

,4

раллельно цепи, состоящей из последовательно соединенных первичной обмотки выходного трансформатора и первого дросселя, включен второй дроссель.

te

J

w

7

.Л2,

Изобретение используется в системах вторичного электропитания для преобразования постоянного напряжения. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения независимого управления. Преобразователь содержит транзисторный мост (ключи 1-4), выходг- - J я О I/ (Л

Составитель В. Моин Редактор П. Коссей Техред Л.Сердюкова

Заказ 4628/54 Тираж 631Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг. 2

Корректор Т. Колб