Преобразователь переменного напряжения в повышенное постоянное Советский патент 1988 года по МПК H02M7/10 

со со

4

W

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть ис- псшьэовано во вторичных источниках питания радиоэлектронной и электротехнической аппаратуры.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и увеличение коэффициента мощности при регулировании выходного напряжения.

На фиг.1-3 представлены принципиальные схемы преобразователей переменного напряжения в повышенное пос- тоянноеу на фиг.4 - диаграммы токов и напряжений, иллюстрирующие их ра- боту.

Преобразователь (фиг.1) содержит сглаживающие дроссели 1 и 2, отводы обмоток которых соединены с входным выводом 3, последовательно соединен- ные фильтровые конденсаторы 4 и 5, общая точка которых соединена с входным выводом 6, а свободные выводы - с входными выводами 7 и 8, и трехпо

мотке W1.1 дросселя 1; I W2 ° мотки W2.1 дросселя 1i 1 ток конденсатора 4; U(- амплитуда входного напряженияi U, напряжение на нагрузке; IH ток нагрузки; IL УРо вень тока сглаживающих дросселей-, Пдр W2/W1 - соотношение витков полуобмоток дросселей; t, , t, tj, t , Т - моменты времени.

При рассмотрении работы преобразователей полагаем, что пульсации магнитного потока сглаживающих дросселей пренебрежимо малы.

Преобразователь по фиг.1 работает следующим образом.На интервале времени t t t г соответствующем положительному полупериоду входного напряжения (Ug, имеет полярность, обозначенную на фиг.1 без скобок), замкнуты выводы 1 и 3 коммутатора 9, а на интервале t (полярность Ugx показана на фиг.1 в скобках) - выводы 2 и 3. При этом на

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано во вторичных источниках электропитания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и увеличение :козффициента мощности при регулировании выходного напряжения. Устройство включает сглаживающие дроссели 1, 2, отводы обмоток которых соединены с входным выводом 3. Между одними свободными выводами включены вентили 10, 11. Между катодом вентиля 10 и анодом вентиля 11 включена цепочка из конденсаторов 4, 5, точка соединения которых подключена к входному выводу 6. Между другими свободными выводами дросселей 1, 2 включен трехполюсный коммутатор 9. Использование дросселей и коммутатора обеспечивает повьшение выходного напряжения. При этом выходное напряжение определяется длительностью замкнутого состояния выводов коммутатора-и соотношением витков полуобмоток дросселей. Первая гармоника потребляемого тока совпадает по фазе с входным напряжением независимо от кратности регулирования, в результате чего коэффициент мощности имеет повьшенное значение. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. с $б (Л с

люсный коммутатор 9, первьй и второй 25 интервале t, t t диод 10 заперт.

выводы которого соединены с концами обмоток Дросселей 1 и 2, а третий - с входным выводом 6. Начало обмотки дросселя 1 соединено с анодом диода 10, дросселя 2-е катодом диода 11, катод диода 10 соединен с выходным выводом 7, анод диода 11 - с выход- ным выводом 8.

Преобразователь по фиг.2 отличается от преобразователя по фиг.1 тем, что трехполюсный коммутатор 9 содержит последовательно соединенные управляемые ключи 12 и 13, свободные выводы которых являются первым и вторым выводами коммутатора, а общая точка - третьим выводом.

Преобразователь по фиг.З отличается от преобразователя по фиг.1 тем, что трехполюсньш коммутатор 9 содержит управляемьй ключ 12 и диоды 14- 17, При этом последовательно соединенные диоды 14 и 15 включены параллельно ключу 12, анод диода 14 соединен с катодом диода 16, катод диоtj -i t t процессы повторяются с тем отличием ,что диод 11 открыт, а диод 12 заперт, через коммутатор и источник питающего напряжения замыкается ток обмотки W1.2 дросселя 2, а через фильтровые конденсаторы и нагрузку - ток обмотки W2.1 дросселя 1, конденсатор 5 разряжается, а конденсатор 4 заряжается. На прочих интервалах диоды 10 и 11 открыты, ток дросселей 1 и 2 замыкается по цепи: обмотка

да 15 - с анодом диода 17, катод диода 16 и анод диода 17 являются соот- W2,1 - диод 10 - параллельно соединенные нагрузка и цепь, образованная последовательно включенными конденсаторами 4 и 5 - диод 11 - обмотка V/2.2. Конденсаторы 4 и 5 заряветственно первым и вторым выводами коммутатора, а общая точка диодов 14 и 15 - третьим выводом.

На фиг.4 приняты следующие обозна55

чения: Ug, I вх напряжение и ток на входе преобразователя; 1 д - ток, протекающий через выводы 3 и 1 ком- мутатора 9; U j/i напряженнее на об0

5

диод 11 открыт, ток дросселя 1 замыкается через источник питающего напряжения и выводы 1 и 3 коммутатора 9, а ток дросселя 2 протекает по цепи: входной вывод 6 - параллельно соединенные конденсатор 5 и цепь, образованная последовательно соединенными конденсатором 4 и нагрузкой диод 11 - обмотка VJ2. 2 входной вывод 3. Конденсатор 4 разряжается током, равным 1ц, а конденсатор 5 заряжается током Д1 11 - 1ц. От источника питающего напряжения потребНа интервале

ляется ток I gx

tj -i t t процессы повторяются с тем отличием ,что диод 11 открыт, а диод 12 заперт, через коммутатор и источник питающего напряжения замыкается ток обмотки W1.2 дросселя 2, а через фильтровые конденсаторы и нагрузку - ток обмотки W2.1 дросселя 1, конденсатор 5 разряжается, а конденсатор 4 заряжается. На прочих интервалах диоды 10 и 11 открыты, ток дросселей 1 и 2 замыкается по цепи: обмотка

W2,1 - диод 10 - параллельно соединенные нагрузка и цепь, образованная последовательно включенными конденсаторами 4 и 5 - диод 11 - обмотка V/2.2. Конденсаторы 4 и 5 заря

жаются током, от источника питающего напряжения ток не потребляется.

Процессы, протекающие в схемах по фиг.2 и 3, аналогичны процессам в

:хеме по фиг.1. При этом в схеме по

фиг,2 на интервале t, t t замкнут ключ: 12, на интервале t t ключ 13. В схеме по фиг.3 на интервалахзамкнут, зомкнут, рез ключ

Ц t

t

2

t J t

tA КЛЮЧ 12

на прочих интервалах - рана интервале t, ; t t че- 12 и диоды 15 и 16 течет ток обмотки W1 .1 , на интервале t-j t t через ключ 12 и диоды 14 и 17 - ток обмотки W1.2.

Введение в схему преобразователя дополнительного дросселя 2 и трехпо- люсного коммутатора 9 позволяет повы- сить уровень выходного напряжения и увеличить коэффициент мощности при регулировании. Это связано с тем, что в предлагаемом преобразователе ток каждого из дросселей при замкнутом состоянии соответствующих выводов коммутатора протекает через источник питающего напряжения, а в прочие моменты времени - через источник и на

грузку. Напряжение на каждом из филь- 25 концы обмоток основного и дополни-

тровых конденсаторов определяется длительностью замкнутого состояния выводов коммутатора t и соотношением витков полуобмоток дросселей и в идеальном случае, при отсутствии потерь, может достигать бесконечно большой величины. Регулирование выходного напряжения осуществляется изменением длительности t ц . Наличие коммутатора позволяет формировать кривую потребляемого тока таким образом, что угол сдвига его первой гармоники относительно питающего напряжения равен нулю независимо от степени регулирования. При этом коэффициент мощности, определяемый лишь искажениями потребляемого тока, имеет повышенное значение (при двукратном диапазоне регулирования - не ме- .нее 0,9).

Формула изобретения

10

15 20

и нагрузки, сглаживающий дроссель, отвод обмотки которого соединен с первым входным выводом, включенную между выходными выводами цепь из двух последовательно -соединенных фильтровых конденсаторов, общая точка соединения которых подключена к второму входному выводу, и два диода, причем катод первого и анод второго диодов соединены соответственно с первым и вторым выходными выводами, а анод первого - с началом обмотки сглаживающего дросселя, отличающий с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и увеличения коэффициента мощности при регулировании выходного напряжения, дополнительно введены дроссель, имеющий отвод обмотки и трехполюсный коммутатор, причем начало обмотки дополнительного дросселя соединено с катодом второго диода, отвод обмотки соединен с первым входным выводом.

0

5

0

5

0

тельного дросселей соединены с первым и вторым выводами коммутатора, а третий вывод коммутатора соединен с вторым входным выводом.

ф1/г.

иг.г

.41

Ф1/г.