Преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1987 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам преобразования параметров электроэнергии, и может быть использовано при разработке вторичных источников питания повьшенной выходной мощности Целью изобретения является повышение надежности работы преобразователя и КПД за счет уменьшения динамических потерь в регулирующем транзисторе, повьппения коэффициента использования силовых транзисторов по току и напряжению.

На чертеже представлен преобразователь.

Преобразователь состоит из входного емкостного фильтра 1, включающего два последовательно соединенных конденсатора 2 и 3, регулирующего транзистора 4 первого дросселя 5 с цепью откачки запасенной энергии, коммутирующего диода 6, выходного LC-фильт- ра 7, второй дроссель 8 первого диода 9, дополнительного транзистора 10 демпфирующего конденсатора 11, второго диода 12, блока 13 управления, первый выход которого подключен к ба- ,зе регулирующего транзистора 4, второй выход - к базе дополнительного транзистора 10, Конденсаторы 2, 3 входного фильтра 1 соединены последовательно и подключены ко входу преобразователя .

Средняя точка входного фильтра 1 подключена к цепочке из последовательно соединенных второго дросселя 8, первого диода 9 и дополнительного транзистора 10. С другой стороны .транзистор 10 этой цепочки подключен к одному из выводов демпфирующего конденсатора 11 и через второй диод 12 к точке соединения цепи регулирующего транзистора 4 и дросселя 5, к коммутирующему диоду 6 и LC-фильтру 7, подключенным к общей шине, к которой подключен и второй вывод демпфирующего конденсатора 11.

Устройство работает следующим образом.

Блок 13 управления переключает транзисторы 4 и 10 синхронно или с опережением включения регулирующего транзистора 4 относительно момента включения транзистора 10. При этом момент выключения дополнительного транзистора 10 определяется зарядом демпфирующего конденсатора 11 через дроссель 8. При таком управлении тран

0

5

0

5

0

5

0

5

зистор 10 переключается внутри интервала открытого состояния транзистора 4.

R исходном состоянии конденсатор 11 разряжен. Когда открываются регулирующий транзистор 4 и дополнительный транзистор 10, в них происходит плавное нарастание токов через дроссели 5 и В соответственно. Нарастание токов в транзисторах 4 и 10 происходит независимо, поскольку цепи заряда конденсатора 11 разделены через второй диод 12. Величина напряжения на конденсаторе 3 выбирается равной половине напряжения источника питания или чуть больше для гарантированного обеспечения напряжения заряда на демпфирующем конденсаторе 11 больше или равного напряжению на выходе регулирующего транзистора 4. Для выравнивания напряжения на конденсаторах входного фильтра 1 параллельно конденсаторам 2, 3 включают резисторы. При включении транзистора 10 происходит резонансный заряд конденсатора 11 до напряжения источника питания и фиксируется первым диодом 9 на указанном уровне. Таким образом, конденсатор 11 заряжен по цепи, независимой от цепи регулирующего транзистора 4, и подготовлен к моменту его выключения. Поскольку напряжение на конденсаторе 3 фильтра 1 меньше, чем напряжение на конденсаторе 11, зарядная

цепь дополнительного транзистора 10 1 - автоматически отключается независимо

от сигнала управления.

При включении транзистора 4 источником напряжения для LC-фильтра 7 служит заряженный конденсатор 11. Выбором величин конденсатора 11 добиваются выключения регулирующего транзистора 4 при весьма малых уровнях напряжения на них. Тем самым достигается простыми средствами работа транзистора 4 в области максимальных режимов по току и равномерная загрузка по проходящей мощности при включении.

Таким образом, в предлагаемом преобразователе исключены полностью перегрузки регулирующего транзистора при переключениях, достигнута его работа в области разрешенных максималь- йых режимов при малых напряжениях, достигнут коэффициент загрузки регулирующего транзистора, равный практически единице, возможна параллельнал работа транзисторов с равномерной загрузкой по коммутируемой мощности. Величина токоограничивающего дросселя может быть выбрана меньше, поскольку диффузионная емкость диода 6 меньше емкости демпфирующего конденсатора 11. Тем самым повышается надежность работы и КПД преобразования.

Следует отметить, что в качестве источника питания дополнительного транзистора может быть использован отдельный источник, питания, Это может быть реализовано простыми средствами при питании преобразователя от трех- фазной сети с нулевой фазой, где подпитку и выравнивание конденсаторов 2 и 3 можно осуществить за счет использования принципа работы схемы Ларионова. Токоограничивающий дроссель мо-20 фирующий конденсатор одним выводом

жет быть включен до или после регулирующего транзистора. I

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий регулирующий транзистор, подключенный к

Редактор А.Долинич

Сост авитель Н.Цишевская

Техред В.Кадар Корректор М.Самборская

Заказ 7455/55Тираж 661 Подписное

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

входному фильтру через первый дроссель, коммутирующий диод и LC-фильтр соединенные параллельно и включенные между регулирующим транзистором и общей шиной устройства, первый и второй диоды, демпфирующий конденсатор и блок управления, подключенный к управляющему входу регулирующего транзистора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и КПД преобразователя за счет уменьшения динамических потерь в регулирующем транзисторе, повьштения коэффициента использования силовых транзисторов, в него введен дополнительный транзистор с последовательно включенным вторым дросселем, емкостный делитель напряжения, подключенный параллельно входному фильтру, а демпсоединен с указанной общей щиной, другим вьгаодом через последовательно соединенные силовую цепь дополнительного транзистора, первый диод и вто- Р1ОЙ дроссель подключен к среднему выводу емкостного делителя напряжения, и через второй диод - к выходному выводу регулирующего транзистора.

Изобретение относится к электро- ,технике и может быть использовано всистемах вторичного электропитания. Цель изобретения - повышение надежности и КПД устройства за счет уменьшения динамических потерь в регулирующем транзисторе. Устроргство содержит входной фильтр 1, двухобмоточный дроссель 5, коммутирующий диод 6, выходной LC-фильтр 7, диоды 9, 12, блок управления 13. Введение емкостного делителя напряжения на конденсаторах (к) 2 и 3, дополнительного транзистора (Т) 10 повьш1ает коэффициент использования регулирующего Т 4 при переключениях, достигается равномерная загрузка параллельно включенных транзисторов. Переключение Т 4 производится с опережением включения Т 10, в них происходит плавное нарастание тока. Выбором величин К 11 добиваются выключения Т 4 при малых уровнях напряжения в них. 1 ил. i (Л INS СХ 00 ;о о