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

Изобретение относится к электротехнике н может быть использовано в системах вторичного электропитания для преобразования уровня постоянного напряжения,Цель изобретения - повышение КПД. На фиг.1 представлен однотактный преобразователь постоянного напряжения; на фиг.2 - то же, подключения нагрузки; на фиг.З то же; на фиг.4 - то же.

В преобразователе к входньзм выводам .и 2 подключен источник питания К выьоду 1 подключен вывод силового управления ключа 3 р последовательно с выходной цепью которого включена обмотка дросселя 4 и силовой диод 5. Конденсатор 6 является выходным , 4 1льтром преобразователя. Обмотка дросселя 4 выполнена из двух равных секций 7 и 8, соединенных согласно последовательно через блокирующий диод 9, при этом каждая секция 7(8) , зашунтирована с диодом 9 соответствующим формирующим конденсатором 10(11).

Транзистор 3, диод 5, дроссель 4 1и конденсатор 6 соединены между собой по обычной схеме понижающего преобразователя (фиг.) полярность инвертирующего преобразователя (фиг.2)р повышаницего преобразователя (фиг.З) и преобразователя с транс (Ьо аторным разделением входных и выходных цепей (фиг,4) - со вторичной обмоткой дросселя 12 (фиг.4)«

Преобразователь работает следующим образом (рассмотрено на примере варианта по фиг.2),

При разомкнутом ключе и завершенных переходных процессах предшествующего этапа каждый из конденсаторов 10 и 11 заряжен до половины напряжения на нагрузке в запирающей ,пдя диода 9 полярности.

При замыкании ключа 3 к каждой из обмоток 7 и 8 оказывается приложена сумма входного напряжения и напряжения конденсатора, а ветвиg образованные конденсатором 10 и обмоткой 8 и конденсатором 11 и обмоткой 7 оказываются соединенными параллельно.

Под действием тока обмотки 7 и 8 конденсаторы 10 и 11 перезаряжаются до момента, когда открывается диод 9, а напряжение на каждом из конденсаторов 10 и 11 равно половине входного напряжения. Обмотки дросселя 4 при этом включаются последовательно и продолжается процесс накопления энергии в дросселе.

При размыкании ключа 3 ток последовательно соединенных обмоток 7

и 8 через открытый диод 9 щунтирует- ся в последовательно соединенные конденсаторы 10 и 11, а напряжение на ключе нарастает с ограниченной скоростью, определяемой скоростью перезаряда этих конденсаторов.

Скорость нарастания напряжения на ключе 3 (допустимая по условиям потерь в ключе) задается выбором емкости С конденсаторов 10 и II.

При достижении на дросселе напряжения, равного напряжению на нагрузке, дроссель 4 начинает разряжаться в нагрузку через открывщийся диод 5, а напряжение на конденсатоpax 10 и 11 фиксируется на уровне, равном половине напряжения на нагрузке о Далее процессы в схеме повторяются.

В вариантах преобразователей по

фиг.1 и 3 процессы проходят аналогично рассмотренным, лишь с той разницей, что в схеме по фиг.1-к дросселю при открытом ключе приложена разность входного и выходного напряжения, а в схеме по фиг.З при закрытом ключе к дросселю приложена разность выходного и входного напряжений.

По сравнению с известным преобразователем в предложенных схемах выше КПД так как ток перезаряда формирующих конденсаторов используется полезно для накопления энергии в дросселе.

40

Формула изобретения

Однотактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовой управляемый ключ, силовой диод, дроссель, обмотка которого через силовой транзистор соединена с одним из входных питаняцих выводов .преобразователя, конденсатор выходного фильтра и цепочку для снижения динамических потерь в процессе выключения транзистора с первым формирующим конденсатором и блокирующим диодом, отличающийся .тем, что, с целью повьшения КПД, в него введен формирующий конденсатор, а обмотка дросселя разделена на«

две одинаковые секции, причем между началами секций включен первый формирующий конденсатор, между кон

312577774

цами секций, включен второй формирук - включен блокировочный диод в нап- щий конденсатор, а между концом пер- равлении проводимости согласно с вой секции и началом второй секции проводимостью силового транзистора,

2

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания дпя преобразования уровня постоянного напряжения. Цель изобретения - по- ньшение КПД. При разомкнутом ключе 3 и завершенных переходных процессах предшествующего этапа каждый из конденсаторов (к) Ю и 11 заряжен до половины напряжения на нагрузке в запирающий диод 9 полярности. При замыкании ключа к каждой из обмоток 7 и 8 приложена сумма входного напряжения и напряжения конденсатора, а ветви из К 10 обмотки 8 и К 11, обмотки 7 параллельны. Под действием тока обмотки 7 и 8 К 10 и К 11 перезаряжаются, диод 9 открывается. При этом включаются последовательно обмотки дросселя (Др) 4, происходит процесс накопления энергии. При размыкании ключа 3 напряжение нарастает через открытый диод 9 с ограниченной скоростью, определяемой скоростью перезаряда К10, К11 и величиной их емкости. При достижении на Др 4 напряжения, равного напряжению на нагрузке, Др 4 разряжается в нагрузку через диод 5, а напряжение на К10, К11 устанавливается на уровне, равном половине напряжения на нагрузке. Таким образом, ток перезаряда формирующих конденсаторов используется полезно для накопления энергии в дросселе. 4 ил. (Л