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

00

;о «

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и автоматике. Цель - повышение КПД, надежности и качества выходного напряжения путем исключения режима короткого замыкания инвертора в момент восстановления сопротивления запираемого диода выпрямителя. Преобразователь постоянного напряжения содержит инвертор 2 с выходным трансформатором 3, вторичная обмотка 4 которого через вьтрямитель 5. и фильтр 8 подключена к нагрузке 11. Диоды 6 и 7 выпрямителя коммутируются в момент цаузы, когда закрыты Транзисторы инвертора 2, с помощью низковольтного источника 18 постоянного напряжения, которьп через коммутирующие цепи 12 и 15 подключается к соответствующей половине вторич- а to ной обмотки 4 и вызывает перевод тока нагрузки (тока дросселя 9) полностью в один из диодов выпрямителя 5. 2 ил.

i te ,

I -., 1 IpaiJ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и автоматике,

Цель изобретения -. повышение КПД, надежности и качества выходного напряжения путем исключения режима короткого замыкания инвертора в момент восстановления сопротивления запира- емого диода выпрямителя.

Н-а фиг, 1 показана принципиальная схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 - диаграммы напряжений и токов, поясняющие его работу.

Преобразователь постоянного напряжения (фиг. 1) содержит блок 1 формирования напряжения с широтно- импульсной модуляцией, один из выходов которого подключен к управляюще- му входу инвертора 2 с выходным трансформатором 3; вторичная обмотка 4 выходного трансформатора со средней точкой и чер&з выпрямитель 5 на диодах 6 и 7 и сглаживающий фильтр 8 на дросселе 9 и конденсаторе 10 соединена с нагрузкой 11. Первая коммутирующая цепь 12 с последовательно согласно соединенными диодом 13 и транзистором 14 и вторая коммутирующая цепь 15с последовательно согласно соединенны 1и диодом 16 и транзистором 17 одним вьшодом через низковольтный источник 18 постоянного напряжения подключены к выводу средней точки вторичной обмотки 4, а другим выводом - к крайним выводам вторичной обмотки 4. -Управляющие переходы транзисторов 14 и 17 коммутирующих цепей 12 и 15 подключе ны к другим выходам блока 1 формирования напряжения с широтно-импульсно модуляцией.

Преобразователь работает следующи образом.

На интервале импульса t,(фиг.2a), генерируемого блоком 1 формирования напряжения с широтно-импульсной модуляцией и преобразуемого инвертором 2 включен соответствующий диод выпрямителя 5 (например, диод 6 с мгновенным значением тока IA) и через него проходит полный ток IM нагрузки 11 (фиг. 2г). В момент окончания импульса tn на управляющий вход транзистора 14 коммутирующей цепи 12 поступает управляющий импульс с вькода блока 1 формирования напряжения с

широтно-импульсной модуляцией (Ufj). Низковольтный источник 18 питания

.оказывается подключенным через комму тируюп ую цепь 12 к аноду 6 и средней точке вторичной обмотки 4. На вторичной обмотке 4 сформируется импульс низковольтного напряжения Е,,, (фиг. 26, в) , который обеспечит включение диода 7, и одновременно начнется выключение диода 6. Выключение диода 6 осуществляется током 1 (фиг,2г). Диод выключается за время t, в течение которого в контуре: вторичная обмотка 4 - диод 7 - диод 6, протекает промежуточный ток ( , Выключение диода 6 может быть начато не сразу после окончания импульса tj,, а с некоторой задержкой с таким расчетом, чтобы диод 6 выключился к началу следующего такта работы, т.е. к моменту включения диода 7 (штриховая линия на фиг. 2.г) В это.м случае некоторое время после окончания импульса t( диоды 6 и 7 проводят одинаковьгй ток , а затем с приходом ком гутирующего импульса (штриховая линия на фиг. 2б) начнется выключение диода 6, которое закончится к моменту времени Т/2.

Таким образом, к моменту времени Т/2, когда с выхода инвертора 2 приходит очередной импульс с полярностью обратной для диода 6, ток диодов 6 и

17 оказывается уже скоммутированным: через диод 7 проходит полный ток нагрузки Ij , вызывая падение напряжения на диоде ,, а диод 6 обесточен. В следуюидай такт работы рассмотренные процессы повторяются.с тем отличием, что интервала проводимости

,формируют коммутирующий импульс через коммутирующую цепь 15, обеспечивающий выключение диода 7 и включение диода 6 к моменту времени Т. В результате на обмотках трансформатора 3 наряду с импульсами напряжения инвертора 2 амплитудой Uffi на интервале паузы появляются импульсы коммутирующего напряжения Е ztl , величина которых-мала по сравнению с Uj-p и поэтому практи,чески не оказывает влия- ния на среднее значение напряжения на нагрузке 11 (фиг. 2,в).

Поскольку в транзисторах инвертора 2 предлагаемого изобретения не выделяются дополнительные потери мощности, то повышается КПД и надежность его работы. Также отсутствуют высоко1439714

I .

частотные колебания в цепях инвертора и выпрямителя, обусловленные наличием параэитньк индуктивностей (рассеяния трансформатора и монтажа) в которых накапливается энергия, пропорТТЫПипгтчюст т . Jt- К

С Я тем, что, с целью повьгатения КПД надежности к качества выходного напряжения путем исключения режима короткого замыкания гавертора в момент восстановления сопротивления запираемого диода выпрямителя, введены вторая коммутирующая цепь с последовательно согласно Соединенными диодом и тран- 10 зистором и низковольтный источник постоянного напряжения, один из выводов которого подключен к выводу средней точки вторичной обмотки выходного .трансформатора, а другой через согласHPJ TtV m/4TI i tTTT.-. --:..

циональная I, в момент коммутации диодов, а затем рассеивается в цепях преобразователя, т.е. повышается качество выходного напряжения.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения,, содержащий блок формивования

напряжения с -ротно-имГульсн , . ляцией, первый выход которого подклю- Т - енные первую и вторую коммучен к управляющему входу инв рГорГ .. «и- выводам вто- выходным трансформатором, вторичная

обмотка которого.ВЫПОЛНРННяа f-r:

средней ТОЧКОЙ, оедш™, ь, „одключеш., к ,то,

прямитель „ сгп„ш,« а,™ь с вь,-

- ««L -™ ™- ™™ ™-- г:.оГ vr т. - - г--:

т л и ч а ю щ и и- 25 узы выходного напряжения.

i i dj-intiM выводам ВТО-

ричной обмотки выходного трансформатора, управляющие переходы транзисторов коммутирующих цепей подключены к второ МЛ/ . . ..

1439714

I .

иор

С Я тем, что, с целью повьгатения КПД надежности к качества выходного напряжения путем исключения режима короткого замыкания гавертора в момент восстановления сопротивления запираемого диода выпрямителя, введены вторая коммутирующая цепь с последовательно согласно Соединенными диодом и тран- 0 зистором и низковольтный источник постоянного напряжения, один из выводов которого подключен к выводу средней точки вторичной обмотки выходного .трансформатора, а другой через согласHPJ TtV m/4TI i tTTT.-. --:..

. Т - енные первую и вторую комму .. «и- выводам вто-

„одключеш., к ,то,

i i dj-intiM выводам ВТО-

ричной обмотки выходного трансформатора, управляющие переходы транзисторов коммутирующих цепей подключены к второ.

МЛ/ . . ..