Преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1988 года по МПК H02M3/18 

Изобретение.относится к электротехнике и может быть использовано в качестве высоковольтного источника питания, например, для заряда ем- костного накопителя.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повьше- ние КПД.

На фиг. t представлена блок-схема преобразователя постоянного напряже ния в постоянное;на фиг. 2 - электрическая схема умножения напряжения одного каскада преобразователя.

Преобразователь (фиг. 1) состоит из низковольтного выпрямителя 1, к выходу которого подключен фильтр из индуктивного элемента 2 и конденсатора 3. К выходу фильтра через последовательно соединенные формиру- кщий индуктивньй элемент 4 и разделительный тиристор (ключ) 5, а также через развязывающий тиристор (ключ) 6, соединенный с развязывающим тиристором (ключом) 7, подключены последо- вательно соединенные каскады 8,9,... ...., N умножения напряжения. К выходу преобразователя подключен выходной конденсатор 10. Схема умножения каждого каскада (фиг. 2) включает последовательно соединенные первое 11 и последующие 12 звенья, последнее из которых через разделительный тиристор (ключ) 13 и формирующий индуктивный элемент (индуктивность) 14 соединен с первым выходом каскада. Каждое звено включает конденсатор 16 Между разноименными обкладками конденсаторов 16 предыдущего и последующего звеньев включен разрядный тирис- тор (ключ) 17. Диод 15 включен между вторым выходом каскада и катодом тиристора 13.

Нижняя цепь звеньев состоит из тиристоров (ключей) 18, а верхняя цепь - из диодов 19.

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное работает следующим образом.

С выпрямителя 1 напряжение подается на индуктивно-емкостной фильтр образованный конденсатором 3 и индуктивностью 2. .

Ключи, которые могут быть выполнены в виде последовательно соединен- ных тиристоров поочередно включаются и выключаются следующим образом. Сначала включаются разделительный ключ 5, ключи 18 звеньев четных каскадов 8, ключи 17 звеньев и разделительный ключ 13 нечетных каскадов 9 и развязывающий ключ 6. Затем перечисленные ключи выключаются и включаются ключи 17 звеньев и разделитель- ньй ключ 13 четных каскадов 8, ключи 18 звеньев нечетньпс каскадов 9 и развязывающий ключ 7. Индуктивности 4 и 14 формируют токи, протекающие через них, в синусоидальные импульсы а диоды 15, включаясь в момент перехода напряжения последовательно соединенных конденсаторов 16 через ноль передают в следующий каскад оставшуюся в этот момент в индуктивности энергию. В результате энергия выходного конденсатора 10 возрастает каждый цикл работы ключей на величину (без учета потерь) W 2пС U, где п - число звеньев первого каскада; С - емкость конденсатора звена первого каскада; U - напряжение конденсатора фильтра.

Развязка фаз питающей сети от общей точки источника осуществляется ключами 6 и 7,. работающими в противо фазе.

Формула изобретения Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий включенные между входными и выходными выводами для подключения соответственно источника постоянного напряжения и нагрузки каскады умножения напряжения, каждый из которых состоит из верхней цепи, включающей п-1 последовательно соединенных ключевых элементов, нижней цепи из п-1 последовательно соединенных управляе- . мых ключевых элементов,п конденсаторов, из которых первый и последний включены соответственно между первьми и последними ключевыми элементами указанных цепей, а каждый из остальных конденсаторов включен между соответствующими парами общих точек соединения двух ключевых эле- ментов верхней и двух ключевых элементов нижней цепей, а также двух разделительных и двух развязывающих управляемых ключевых элементов, причем первый разделительный ключевой элемент включен последовательно с первым ключевым элементом верхней цепи, второй - последовательно с последним ключевым элементом верхней цепи, первый развязывающий ключевой

элемент включен последовательно с первым управляемым ключевым элементом нижней цепи, второй развязывающий ключевой элемент включён в том же направлении,что и первый, между вторым выходом каскада и общей точкой соединения первого конденсатора и первого управляемого ключевого элемента нижней цепи, а между разноименными обкладками каждого последующего и предыдущего конденсаторов включен разрядный управляемый ключевой элемент, отличающий- с я тем,что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения КПД, все каскады соединены последовательно, в каждом каскаде в верхней цепи в качестве ключевых элементов использованы диоды, а в качестве управляемых ключевых элементов - тиристоры и дополнительно введены два индуктивных элемента и дополнительный диод, причем первый индуктивный элемент включен в верхнюю цепь между анодом первого разделительного тиристора и первым входом каскада,

второй вход которого образован катодом первого развязывающего тиристора, второй индуктивный элемент включен между катодом второго разделительного тиристора верхней цепи и первым

выходом каскада, дополнительный диод анодом соединен с вторым выходом каскада, а катодом - с общей точкой соединения второго индуктивного элемента с вторым разделительным тиристором.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве высоковольтного источника питания. Цель изобре- ния - расширение функциональных возможностей и повьппение КПД. Преобразователь содержит последовательно соединенные каскады умножения напряжения . Каждый каскад дополнительно снабжен на входе и выходе индуктивными элементами и диодом, включенном в обратном направлении между выводом выходного индуктивного элемента, соединенного с разделительным тиристором и вторым выходом каскада.Индуктивные элементы формируют токи,про- текаю Цие через них, в синусоидальные импульсы. Диоды служат для передачи оставшейся энергии в индуктивности в следующий каскад в момент перехода напряжения последовательно соединенных конденсаторов каскада умножения через нуль. Это приводит к тому, что энергия полностью за каткдый цикл передается со входа на выход. При этом, уменьшается время заряда емкостной нагрузки и потери энергии, а также обеспечивается равномерная во времени нагрузка на источник напряжения. 2 ил. (Л 00 ;о и

f. «

Фив.Г

«М А

Si

&