Преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1988 года по МПК H02M3/335 

лектор - эмиттер транзисторов, равное нулю, а следовательно, не выделяется на них мощность в моменты их переключений. Регулирование напряжения на нагрузке осуществляется за счет смещения -во времени управляющих сигналов транзисторами (а следовательно, и на- пряжений на трансформаторах) основной и дополнительной инверторных ячеек.

2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано в системах вторичного электропитания и автоматики .для преобразования .и регулирования постоянного напряжения.и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1257778.

Цель изобретения - повышение надежности путем уменьшения пиковой мощности, рассеиваемой в силовых транзисторах в переходных режимах.

На фиг. 1 показана принципиальная схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 - диаграммы напряжений и токов, поясняющие работу преобразо вателя.

Преобразователь постоянного напряжения (фиг. 1) содержит первую и вторую инверторные ячейки 1, выполненные на транзисторах 2 и 3. трансформаторах 4 и 5, диодах 6-9 и конденсаторе 10 и управляемые от основного блока 11 управления, выходы которого подключены к управляющим входам транзисторов 2 и 3. Третья и четвертая инверторные ячейки 12 выполнены аналогично первой и второй ячейкам на транзисторах 13 и 14, трансформаторах 15 и 16, диодах 17-2U и конденсаторе 2. Конденсаторы 22 и 23 подсоединены в входным выводам. Транзисторы управляются от дополнительного блока 24 управления. Фазо- сдвигающее устройство 25, управляющи входом подключено к дополнительному выходу блока 11 управления, а выходом - к управляющему входу блока 24 управления. Выходные обмотки 26-29 трансформаторов 4, 5, 15 и 16 соедииены попарно последовательно и через диоды 30 и 31 и фильтр 32 подключены к нагрузке 33.

Преобразователь работает следующим образом.

0

5

0

5

5

0

5

0

На фиг. 2 показаны импульсы управления транзисторами 2, 3, 13 и 14

j3 з Импульсы Uuj и UM транзисторов 2 и 3 первой и второй ячеек взаимно сдвинуты на время и , а импульсы Uu, и Uu,4 транзисторов 13 и 14 третьей и четвертой ячеек - на время и tj-tfe, которые при работе остаются неизменными. Импульсы управления U(j(U(,) и и,„(и,,) сдвигаются фазо- сдвигающим устройством 25 на время ) в зависимости от режима работы преобразователя. Соответственно изменяются напряжения на трансформаторах 4 и 15 (Uj и и,у) -и суммарное напряжение на последовательно соединенных обмотках 26 и 28 трансформаторов 4 и 5 (UE).

Пусть в момент t О включается транзистор 2 первой ячейки. Так как ток через транзистор 2 определяется напряжением И (на интервале tj энергия передается в нагрузку), в момент t О ток i О через этот транзистор равен нулю и в момент его включения мощность в нем не выделяется. По окончании импульса в момент t t напряжение на конденсаторе 10 10 - (полярность +, -)j.flo которого он зарядился (до величины напряжения на конденсаторе 22) от трансформатора 5 в момент паузы еще до включения транзистора 2, а на- пряжение коллектор - эмиттер транзистора 2 Ug равно нулю, и транзистор включается при нулевом напряжении. На интервале tj- t трансформатор 4 отключается, изменяется полярность напряжения на первичной обмотке, и запасенной энергией конденсатор 10 перезаряжается на противоположную полярность +, -, создавая благоприятные условия для включения и вы-

ключения транзистора 3 второй ячейки В момент t tj, включается транзистор 13, Хотя тОк через него не равен нулю, но равно нулю напряжение цепи коллектор - эмиттер, так как конденсатор 21 заряжен энергией трансфорt,ДО

матора I6 во время пауэы момента включения транзистора 13 с полярностью Ч, -. в момент t t, напряжение на нагрузке U. падает до нуля, и ток через транзистор 13 спадает по экспоненте, стремясь к току , намагничивания в конце импульса, а так как напряжение на конденсаторе 2 равно напряжению на конденсаторе 23, напряжение на переходе коллектор - эмиттер транзистора 13 равно нулю, и мощность на транзисторе 13 не вьще- ляется при его вьжлючении.

/

При уменьшении тока нагрузки уменьшается накопленная энергия в трансформаторах, а следовательно, конденсаторы 10 и 21 могут не заряжаться до величины напряжения на конденсаторах 22 и 23 (пунктирная линия на фиг, 2), и тогда напряжение цепи коллектор - эмиттер транзисторов 2 и 13 не равно нулю. Однако при постоянной задержке t,- t, t,- t,

tg , t, - tg , можно подобрать конденсаторы 10 и 21 так, что это напряжение будет минимально или равно нулю и не окажет существенного влияния на процессы включения и выключения.

.

10

Таким образом, применение фиксированной задержки между импульсами управления ключами ячеек создает благоприятные условия при включении и выключении транзисторов, а введение дополнительного фазосдвигающего устройства обеспечивает регул1фование напряжения на нагрузке, не изменяя выходных параметров преобразователя.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения по авт, ев, № 1257778, отичающийся тем, что, с цеью повьш1ения надежности путем уменьшения пиковой мощности, рассеиваемой в силовых транзисторах в переходных

режимах, введены дополнительно третья и четвертая аналогично включенные инверторные ячейки, дополнительный блок управления и фазосдвигающий узел, причем каждьй блок управления

выполнен по схеме с фиксированной задержкой между импульсами управления транзисторами инверторных ячеек, дополнительный выход основного блока управления соединен с управляющим

входом дополнительного блока управления через фазосдвигающий узел, управляющий вход которого подключен к выходу преобразователя, а выходные обмотки трансформаторов первой и третьей, второй и четвертой инверторных ячеек соединены согласно-последовательно.