Преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1986 года по МПК H02M3/135 

I Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для преобразования постоянного напряжения в переменное. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования выходного напряжения, а также повышение надежнос ти и КПД за счет уменьшения коммутационных потерь энергии. . На чертеже изображена схема предлагаемого преобразователя. К входным выводам преобразователя подключен источник 1 питания. Первая обмотка 2 дросселя, параллельный ЬС-контур 3 и управляемый ключ 4 сое динены последовательно. Вторая обмотка 5 дросселя и диод 6 образуют цепь рекуперации энергии. Третья обмотка 7 дросселя и конденсатор 8 соединены последовательно, образуя цепь, включенную параллельно источнику 1 питания. Цепь рекуперации сое динена последовательно с конденсатором 9, образуя цепочку, включенную параллельно конденсатору 8. Последовательная цепь из первой обмотки 2 дросселя, параллельного контура 3 и управляемого ключа 4 включена параллельно конденсатору 9. Параллельный LC-контур 3 через элемент 10 связи соединен с выводами для подключения нагрузки If. Преобразователь работает следуюхщм образом. В исходном состоянии конденсаторы 8 и 9 заряжены до напряжения,близ кого к напряжению источника 1 питания, через обмотки 7 и 5 и диод 6. Ключ 4 возбуждается импульсами с кру тыми фронтами с частотой, близкой к резонансной частоте LC-контура 3. В течение длительности импульса через открытй ключ 4 и обмотку 2 дросселя в контур 3 поступает энергия из конденсатора 9, поддерживающая в контуре колебания на- резонансной частоте При изменении длительности импульсов соответственно изменяется амплитуда первой гармоники тока, про .текающего в цепи ключа через обмотку 2 дросселя и колебательный контур 3 в результате чего достигается амплитудная модуляция колебаний в контуре. В течение рабочего цикла, когда ключ 4 открыт, в обмотках 5 и 7 наводится ЭДС, причем в обмотке 5 ЭДС наводится такой полярности, что ре19куперационный диод 6 запирается, а ЭДС на обмотке 7 суммируется с напряжением на конденсаторе 8, в результате чего часть энергии, запасенной в конденсаторе 9 и отобранной обмоткой 2 дросселя и обмоткой 7, возвращается в источник 1 питания. При закрьшании ключа 4 в обмотке 2 дросселя возникает ЭДС самоиндукции, которая наводит в обмотке 5 ЭДС, которая, суммируясь с напряжением на конденсаторе 8, открывает рекуперационный диод 6. Энергия, накопленная в обмотке 2 дросселя, через индуктивно связаннзто обмотку 5 и диод 6 возв арается обратной в конденсатор 9. При коэффициенте трансформации между обмотками 2 и 5, равном единице, разряд дросселя происходит до гех пор, пока напряжение на обмотке 2 не станет равньш величине л Е - разности напряжений на конденсаторах 9 и В. Так как в исходном состоянии потенциалы конденсаторов приблизительно равны Е, величина выброса, обусловленного ЭДС самоиндукции в обмотке 2 дросселя, приблизительно рав.на нулю. В установившемся режиме напряжение на конденсаторе 9 превышает напряжение на конденсаторе 8 на величину дЕ за счет дополнительного подзаряда конденсатора 9 энергией из цепи рекуперации. Величина ДЕ зависит от соотношения составляющих энергии в энергетическом балансе преобразователя, который определяется выражениемДЭ с ДЭ. + ДЭц + ДЭп + ДЭ-f, где АЭ(. - энергия, отдаваемая конденсатором 9 в течение рабочего цикла; .ЛЭь - энергия, запасаемая обмоткой 2 дросселя; Эц - энергия, отдаваемая в нагрузку, включая потери в LC-кснтуре; лЭр - потери энергии в элементах преобразователя; . 43 - энергия, возвращаемая в источник I питания через обмотку 7. После каждого рабочего цикла эа счет рекуперации энергии АЭ; конденсатор 9 получает дополнительный заряд, повьшающий его потенциал. Ограничение роста потенциала конденсатора 9 и, следовательно, величины Е 3 . обеспечивается при выполнении условияЭ, /1Э„ -Н-ЛЭп + ДЗ, . Вьтолнение этого условия при любом режиме работы преобразователя обеспечивается отбором энергии от коиден сатора 9 с помощью обмотки 7. Отбор энергии обмоткой 7 происходит в основном только при уровнях напряжения на контуре 3, так как в этом режиме напряжение на обмотке 2 дросселя в рабочем цикле имеет значи телъную величину, и именно в этом режиме требуется ограничивать вели|Чину Б, так как ЛЭц и Ют малы по сравнению с ЛЭ(,.. Регулировать величину Е можно, изменяя коэффициент трансформации между обмотками 2 и 7. Формула изобретения Преобразователь постоянного напря жения, содержащий входные выводы для подключения источника питания, после довательно соединенные первую обмотку дросселя, параллельный LC-контур ,и управляемый ключ, а также цепь ре194куперации энергии, состоящую из соединенных последовательно диода и второй обмотки дросселя, причем параллельньй ЛС-контур через -элемент связи соединен с выходными выводами для подключения нагрузки, отличающий с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования выходного напряжения, а также повышения надежности и КПД за счет уменьшения коммутационных потерь энергии, дроссель дополнительно снабжен третьей обмоткой и в преобразователь дополнительно введены два конденсатоpa, причем третья обмотка дросселя и первый конденсатор соединены последовательно, образуя цепь, включенную параллельно источнику питания, цепь рекуперации энергии соединена поспедовательно с вторым конденсатог ром, образуя цепочку, включенную параллельно первому конденсатору, а указанная последовательная цепь из первой обмотки дросселя, параллельного LC-контура и управляемого ключа подключена параллельно второму конденсатору.

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может использоваться для преобразования постоянного напряжения в переменное. .Цель изобретения - повышение надежности и КПД. Устройство содержит . включенную параллельно источнику питания , I последовательную цепь из обмотки 7 дросселя и конденсатора 8, параллельно которому включена цепь рекуперации энергии из последовательно соединенных обмотки 5 дросселя, днода 6 и-конденсатора 9. Параллельно конденсатору 9 включена последовательная цепь из обмотки 2 дросселя, параллельного LC-контура 3 и управляемого ключа 4. LC-контур 3 через элемент связи 10 соединен с нагрузкой 1I. За счет введения цепи рекуперации энергии и указанного соединения элементов устройства при i коммутации ключа 4 обеспечивается ограничение роста потенциала конел денсатора 9 путем отбора энергии от него обмоткой 7 дросселя. Это приводит к уменьшению коммутационных потерь энергии и достижению тем самым поставленной цели. 1 ил. to to 4;: о