Однотактный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1988 года по МПК H02M3/337 

со со

42

СО

о

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания для преобразования постоянного нап- ряжения.

Цель изобретения - повьшение качества переходных процессов.

На фиг.1 показана принципиальная схема; на фиг.2 - диаграммы токов и направлений предлагаемого преобразователя .

Преобразователь постоянного напряжения (фиг.1) содержит силовой 1 и дополнительный 2 ключи, управляе- мые блоком 3 управления, силовой трансформатор с первичной 4, вторичной 5 и размагничивающей 6 обмотками, диоды 7-9 и накопительный конденсатор 10. Вторичная обмотка 5 трансформатора через вьтрямительный диод 11 и выходной LCD-фильтр 12 подсоединена к выходным выводам преобразователя. Обмотки 4 и 6 соединены последовательно и подключены сво- бодными вьгоодами: первичная обмотка 4 через ключ t и размагничивающая 6 через диод 7 к первому входному выводу 13. Общая точка обмоток 4 и 6 через диод 9 подключена к второму входному выводу 14. Крайний вывод размагничивающей обмот си 6 подс оеди- нен через ключ 2 к выводу накопительного конденсатора 10, соединенного другим выводом с входным выводом 14, а через диод 8 - с точкой соединения ключа 1 с первичной обмоткой 4. Ключ 2 выполняется по схеме самовыключения, например, на высокочастотном тиристоре. Размагничивающая обмотка 6 имеет чиcJIo витков VJ,, примерно равное числу витков W первичной обмот- ки 4 трансформатора.

В преобразователе по другому варианту размагничивающая обмотка 6 вы полнена секционированной с промежуточным отводом от общей точки секций 6,1 и 6,2, которым она и подсоединяется к соответствующему выводу ключа 2, Число витков в секциях при этом целесообразно выбирать из соотношения

, W|,

W - число витков в первичной

обмотке 4;

Wj - полное число витков в размагничивающей обмотке 6;

5 0 5 0 5 0

5 п

5

число витков в секции 6,1.

Преобразователь может содержать LCD-трехполюсник 15 (показан пунктиром), образованный дросселем 16, конденсатором 17 и последовательно соединенными диЬдами 18 и 19,

Устройство работает следующим образом (рассмотрен вариант с подсоединением ключа 2 к крайнему выводу обмотки бис применением LCD-трех- полюсника, но диаграмма тока на ключе 1 iц, показана без учета тока трехполюсника),

В момент времени перед t (фиг,2) напряжение на ключе 1 равно напряжение на конденсаторе 10 - 2Uf,nT + и. Величина 4U определяется зарядом конденсатора 10 сверх напряжения 2U р,у за счет энергии индуктивности рассеяния 1/2 « расе 1 ич Напряжение в точке соединения ветвей LCD-трехполюсника 15 равно UnMT- В момент t замыкаются оба ключа 1 и 2. Напряжение на ключе 1 падает до нуля, к последовательно соединенным обмоткам 6.1 и 6.2 оказывается приложенным напряжение 2и„„ + ли, а напряжение в точке соединения обмоток 4 и 6 равно половине этого значения и диод 9 закрыт, В обмотках и ключах 1 и 2 течет ток, равный половине установившегося значения (поскольку включено двойное число витков). Напряжение на конденсаторе 10 снижается, В это же время начинается перезаряд jконтура 16-17 трехполюсника, а ток ключа 1 начинает нарастать за счет тока трехполюсника. Напряжение на конденсаторе 10 снижается и в момент времени t становится равным продолжает снижаться. Открывается диод 9, ток ключа 2 спадает до нуля и он закрывается, а ток в обмотке 4 удваивается, достигая номинального значения. На интервале () завершается и перезаряд контура трехполюсника, а напряжение в его средней точке (точке соединения диодов 18 и 19) достигает значения 2UnuT (диод 19 на пороге открывания). В момент времени ti начинает закрываться ключ 1. Ток первичной обмотки 4 замыкается по цепи конденсатор 10 - диод 19 - конденсатор 17, напряжение на ключе 1 начинает нарастать, i а скорость нарастания определяется последовательной емкостью последовательно соединенных конденсаторов 10

и 17. В момент tj напряжение на ключе 1 достигает значения 2U „„ , а на крайнем выводе обмотки 6 становится равным О, открывается диод 7 и нап- ряжение на обмотке фиксируется на этом уровне (на нуле). Проходит процесс размагничивания сердечника трансформатора. Однако из-за наличия дополнительной энергии рассеяния пер- вичной обмотки 4 напряжение на ключе 1 продолжает нарастать, заряжая через открытый диод 8 конденсатор 10 В момент t завершается разряд индуктивности рассеяния и соответственно заряд конденсатора 10 и напряжение на ключе 1 снижается до 2U , а в момент tj завершается размагничивание сердечника трансформатора и напряжение на ключе 1 снижается до Vfц, Далее процесс повторяется.

При отсутствии в схеме узла ограничения (LCD-трехполюсника) все процессы, кроме режима выключения, протекают так же и соответствуют эпюре фиг.2, на которой при этом уменьшается только интервал (длительность нарастания напряжения на ключе) .

В варианте по фкг.1 с использова- нием отвода обмотки 6 процессы проходят аналогично, но вместо напряжения 2Ujjj в процессе преобразования подставляется значение (1 + ---) .

По отношению к известному предлагаемый преобразователь имеет улучшенное качество переходных процессов.

Формула изобретения

1. Однотактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовой трансформатор, первый вывод первичной обмотки которого через си- ловой управляемый ключ соединен с первым входным вьгаодом преобразователя, вторичная обмотка силового трансформатора через выпрямительный диод и выходной LCD-фильтр подключена к выходным выводам преобразователя, на

копительный конденсатор, подключенный первым выводом к второму входному выводу преобразователя, а вторым выводом через первый диод - к первому выводу первичной обмотки силового трансформатора и к первому выводу дополнительного управляемого ключа, и блок управления, выходы которого соединены с цепями управления силового и допол- нительного управляемых ключей, отличающийся тем, что, с целью повьшения качества переходных процессов, введен второй диод, включенный в прямом направлении по отношению к направлению проводимости силового управляемого ключа между вторым входным выводом преобразователя и вторым вьгаодом первичной обмотки силового трансформатора, а в силовой трансформатор введена размагничивающая обмотка, первый вывод которой соединен с вторым выводом первичной обмотки, а второй вьшод через введенный третий диод соединен с первым входным выводом преобразователя, причем второй вывод дополнительного упт равляемого ключа связан с размагничивающей обмоткой.

2.Преобразователь по п.1, о т - личающийся тем, что второй вьгаод дополнительного управляемого ключа соединен с вторым выводом раз- магничиваннцей обмотки.

3.Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что второй вывод дополнительного управляемого ключа соединен с отводом от промежуточной точки размагничивающей обмотки,

4.Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что введен дополнительный конденсатор, подключенный первым выводом к первому выводу первичной обмотки силового трансформатора, а вторым выводом - через введенный, диод к второму вьтоду накопительного конденсатора и через последовательно соединенные введенные дроссель и пятый диод к второму входному выводу преобразователя.

« /

U/raat.

пит.

Ui JKl

г

Изобретение относится к электротехнике. Цель - повьшение качества переходных процессов. Устройство содержит силовой 1 и дополнительный 2 ключи, управляемые блоком управления 3. Силовой трансформатор имеет первичную 4, вторичную 5 и размагничивающую 6 обмотки. Вторичная обмотка 5 трансформатора через LCD-фильтр 12 подсоединена к выходным вьтодам. При замыкании силового 1 и дополнительного 2 ключей напряжение на конденсаторе 10 снижается. В это же время начинается перезаряд контура 16- 17 трехполюсника. Открывается диод 7, ток дополнительного ключа 2 спадает до нуля и он закрывается, а ток в первичной обмотке 4 удваивается, достигая номинального значения. Таким образом, в устр-ве передача энергии в нагрузку осуществляется практически без потерь. 3 з.п. ф-лы, 2 ил. с S (Л