Бестрансформаторный повышающий преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1987 года по МПК H02M3/18 

12

ния анодов диодов 7 через ключ 10 соединена с положительным входньм выводом и анодом зарядного диода 15 пос- .ладней цепочки. Общая точка соединения катодов диодов 9 соединена с положительным выходным выводом. Указанное соединение элементов устройства и использование дополнительно введен

1

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах электропитания.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем получения ряда одновременно дискретно регулируемых выходных напряжений с инвертируемой и пеинвертируемой по отношение к входному напряжению полярностью и в (1 + 1/п) раз больших входного напряжения.

На чертелсе представлена схема устройства.

Преобразователь содержит накопи- тельньй конденсатор 1, положительный вывод которого через ключевой элемент 2 (разрядный ключ) подключен к общему выводу 3 преобразователя. К этому же выводу подключен катод зарядного диода 4, анод которого соединен с отри- дательным выводом накопительного конденсатора 1 и катодом разрядного диода 5. Анод разрядного диода 5 образует отрицательный выход инвертируемого напряжения. Вольтодобавочный узел 6 включен между положительным входным выводом преобразователя и положительным выводом накопительного конденсатора 1 таким образом, параллельно соединенных диодно-кон- денсаторных цепочек, в каждой из которых катод первого разрядного диода 7 соединен с отрицательным выводом конденсатора 8 цепочки, а положительный вывод этого конденсатора соедине с анодом второго ра.зрядного диода 9 соединены со стороны анодов разрядны диодов 7 через ключевой элемент 10 к положительному входному выводу и со стороны катодов разрядных диодов 9 цепочек - через зарядный ключ 11 к

ных диодов 4 и 5, конденсатора 1, ключа 11 и переключателя 16 обеспечивают получение одновременно дискретно регулируемых рядов, полярность инвертируемого и неинвентируемого выходных напряжений в 1 + 1/п раз больших входного напряжения. Этим достигается поставленная цель. 1 ил.

O

5

0. 35 Q

5

30

положительному выводу накопительного конденсатора 1. Общая точка соединения катодов разрядных диодов 9 образуют положительный неинвертирующий выходной вывод преобразователя. Катод первого зарядного диода 12 соединен через ключевой элемент 2 (разрядный ключ) с общим выводом 3 преобразователя, а анод этого диода соединен с отрицательным выводом конденсатора 8 первой цепочки. Катод зарядного диода 13 подключен к положительному выводу конденсатора 8 первой цепочки, а его анод - к отрицательному, выводу конденсатора последующей цепочки. Аналогичным образом включен зарядный диод 14 между парой конденсаторов следующих смежных цепочек. Зарядный диод 15 подключен анодом к положительному входному выводу преобразователя, а катодом - к положительному выводу колденсаТора последней цепочки. Параллельно зарядным диодам 13 и 14 подключены соответствующие замыкающие контакты переключателя 16. Ключи 2, 10, 11 могут быть выполнены на транзисторах, периодически управляемых от генератора импульсов (не показано) . Переключателем 16 является соответствующее количество тумблеров или контактов вольтреле для автоматического регулирования выходного iia- пряжения.

Преобразователь работает следз о- щим образом.

В один полупериод коммутации клю- .чей замкнут разрядный ключ 2 и разомкнуты зарядньй ключ 11 и ключ 10, происходит заряд конденсаторов 8 всех цепочек п вольтодобавочного узла 6 при их последовательном соединении

31

через диоды .12-15 от источника питания, подключенного к входным выводам преобразователя. Конденсаторы 8 цепочек заряжаются до напряжения Е/п (без учета падения напряжения на клю че 2 и диодах 12-15), где Е - напряжение на входных выводах преобразователя. Напряжение с накопительного конденсатора 1, заряженного в предыдущий полупериод, поступает через разрядный ключ 2 и разрядный диод 5 на полярный инвертируемый выход преобразователя.

Во второй полупериод коммутации замкнуты ключ 10 и зарядный ключ 11, а р азрядный ключ 2 разомкнут. Проис- ходит заряд накопительного конденсатора 1 через зарядный диод 4 и зарядключ 11 от источника питания. При20 нагрузки, первый ключевой элемент,

ныи

этом конденсаторы 8 цепочек п через разрядные диоды цепочек 7 и 9 оказываются соединенными параллельно и включены последовательно с источником питания Е. Поэтому конденсатор 1 за- 25 ряжается до напряжения Е(1 + 1/п), не учитывая падение напряжения на ключе 11 и диоде 4, а на неинвертируемом выходе с положительной полярностью образуется напряжение Е(1 + ЗО + 1/п). Регулирование напряжения на инвертируемом и неинвертируемом выходах осуществляется поочередньм замыканием контактов перекл10чателя 16, подключенных параллельно диодам 13 эг и 14 вольтодобавочного узла, соединяющих разнополярные выводы конденсаторов смежных цепочек. При замыкании контактов, закорачивающих один из диодов (диод 13), конденсаторы 8 цепо- 0 чек п-2 и п-1 оказываются соединенными последовательно как при заряде, так и при разряде, т.е. вольто- добавочное напряжение становится раводним выводом соединенный с общим выводом, и диодно-конденсаторный вольтодобавочный узел, выполненный в виде параллельно соединенных цепо чек, состоящих каждая из последовательно соединенных первого разрядно диода, конденсатора и второго разря ного диода, причем между выводами разноименных обкладок конденсаторов смежных цепочек включен зарядный ди од, общая точка соединения катодов одних разрядных диодов соединена с положительным выходным выводом, а о щая точка соединения анодов других разрядных диодов через второй ключе вой элемент соединена с положительн входным выводом, отличающи с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем п лучения ряда одновременно дискретно регулируемых выходньпс напряжений с инвертируемой и неинвертируемой по отношению к входному напряжению полярностыо и в (1 + 1/п) раз больших

одним выводом соединенный с общим выводом, и диодно-конденсаторный вольтодобавочный узел, выполненный в виде параллельно соединенных цепочек, состоящих каждая из последовательно соединенных первого разрядног диода, конденсатора и второго разрядного диода, причем между выводами разноименных обкладок конденсаторов смежных цепочек включен зарядный диод, общая точка соединения катодов одних разрядных диодов соединена с положительным выходным выводом, а общая точка соединения анодов других разрядных диодов через второй ключевой элемент соединена с положительным входным выводом, отличающий- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем получения ряда одновременно дискретно регулируемых выходньпс напряжений с инвертируемой и неинвертируемой по отношению к входному напряжению по. лярностыо и в (1 + 1/п) раз больших

ным Е/п-1. При закорачивании всех ди-45 входного напряжения, введен дополниодов, соединяющих разнополярные выводы конденсаторов 8 смелсных цепочек, вольтодобавочное напряжение становится равным Е. Следовательно при поочередном замыкании контактов переклю- JQ ключевого элемента и с общей точкой чателя 16 вольтодобавочное напряжение ступенчато изменяется от Е/п до Е, а напряжение на выходах преобразователя одновременно изменяется от Е х X (1 + 1/п) до 2Е (без учета падения напряжения на ключах и диодах преобразователя) . Предлагаемый преобразователь является одпотактным преобразователем напряжения. Для уменьшения

55

соединения дополнительно введенных накопительного конденсатора и зарядного ключа, причем свободный вывод дополнительного зарядного ключа Соединен с положительным выходным выво дом, свободный вывод накопительного конденсатора соединен с катодом одного дополнительно введенного разрядного .диода, анод которого образуе

пульсации входного тока и напряжения на вьпсодах преобразователя при добавлении аналогичного плеча преобразователь может быть выполнен по двухтактной схеме. Пульсация выходного напряжения на инвертируемом и неинвертируемом выходах может быть уменьшена также включением соответствующих сглаживающих фильтров (конденсато- ров).

Формула изобретения

Бестрансформаторный повьшающий f5 преобразователь постоянного напряжения, со; ержащий общий, а также положительные входной и выходной выводы для подключения, соответственно источника постоянного напряжения и

одним выводом соединенный с общим выводом, и диодно-конденсаторный вольтодобавочный узел, выполненный в виде параллельно соединенных цепочек, состоящих каждая из последовательно соединенных первого разрядног диода, конденсатора и второго разрядного диода, причем между выводами разноименных обкладок конденсаторов смежных цепочек включен зарядный диод, общая точка соединения катодов одних разрядных диодов соединена с положительным выходным выводом, а общая точка соединения анодов других разрядных диодов через второй ключевой элемент соединена с положительным входным выводом, отличающий- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем получения ряда одновременно дискретно регулируемых выходньпс напряжений с инвертируемой и неинвертируемой по отношению к входному напряжению по. лярностыо и в (1 + 1/п) раз больших

входного напряжения, введен дополнительный зарядный диод, через переход анод-катод которого отрицательный вывод конденсатора первой цепочки соединен со свободным выЕодом первого

ключевого элемента и с общей точкой

соединения дополнительно введенных накопительного конденсатора и зарядного ключа, причем свободный вывод дополнительного зарядного ключа Соединен с положительным выходным выводом, свободный вывод накопительного конденсатора соединен с катодом одного дополнительно введенного разрядного .диода, анод которого образует

512893036

дополнительный отрицательный выход- одов, соединяющих разноименные об- ной вывод, и с анодом другого допол- кладки конденсаторов указанных цепо- нительно введенного зарядного диода,- чек, подключен один из замыкающих катодом соединенного с общим выводом, контактов дополнительно введенного а параллельно каждому из зарядных ди- 5 переключателя.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах электропитания. Цель изобретения - расширение функци ональных возможностей. Устройство содержит накопительный конденсатор 1, зарядный 4 и разрядный 5 диоды, разрядный 2 и зарядный 11 ключи, ключ о- ц10 и вольтодобавочный узел 6, состоящий из п диодно-конденсаторных цепочек, соединенных по схеме умножения напряжения. Между разрядными диодами 7 и 9 этих цепочек включен конденсатор 8. Между разноименными выводами обкладок конденсаторов 8 смежных цепочек включены зарядные диоды 13 и 14, зашунтированные замыкающими контактами переключателя 16. Цепь из зарядного ключа 11, конденсатора 1 и зарядного диода 4 включена между положительным выходным к общим выводами. Разрядный диод 5 катодом подключен к аноду диода 4, а анодом - к дополнительному отрицательному вьгаоду. Конденсатор 8 первой цепочки через зарядный диод 12 и разрядный ключ 2 соединен с общим выводом. Катод диода 12 соединен с положительным выводом конденсатора 1. Общая точка соединеСЛ N5 00 СО