Ключевой преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1989 года по МПК H02M3/337 

4

СО 4

3, 14

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматики, электропрнцо- да и вторичного электропитания.

Цель изобретения - поиьшеиие КПД и упрощение при магнитно-несвязанных цепях нагрузки силовых транзисторов.

На фиг. 1 показана электрическая схема преобразователяJ на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Преобразователь (фиг. 1) содержит N силовых транзисторов 1, нагрузкой каждого из которых является, например, двигатель 2 постоянного тока. Переход эмиттер-коллектор каящого силового транзистора 1 шунтиропан обратным диодом 3 и цепью 4 фо| миро- вания траектории выключения, содержащей конденсатор 5 малой емкос п, диод 6 и резистор 7, niyiiTMpyh; ii ;f диод 6.

Конденсатор 8 с емкостью на порядок и более пыше емкости конденсатора 5 соединен одним выводом с кол- лекторог силовых трангшсторов и положительным входным вытюдом преобразователя 9, а другим В1,1водом с анодами разделительных диодов 10, катоды которых соеди)1сиы с эмиттерами соот- ветствующих силовых транзисторов 1, и с катодом диода II, япляклцегося элементом разряда конденсатора 8, анод которого подключен к отр1нл,атель

ому входному выводу (источник 9 пи- 35 ся незначительно.

В процессе запи на интервале време ходит заряд конден цегн 4 до напряжен ния, а затем (с мо запирл (И-л) протиБо и)}дуктивности 17 р тичь значительного жения Г птания ли, кС Гд.а зто напряжен 1НЛМ н.: Г ряже1П{ю на Kpi.niae 1 ся ;.;под 10 ра и энергия, запа нос П 17 рассеяния денсатором 8 по це дроссель и, диод истО Пгик 9 питания Ь. При этом напря коллекторном перех

заряжены до напряжения гштания через диоды 6, дроссели 13 и нагрузку 2.

При отпирании любого силового транзистора 1 на интервале (с - t) потенциал катода соответствующего разделительного диода 10 повышается, он запирается и конденсатор 8 сохраняет накопленную энергию. По цепи нагрузки 2 течет рабочий ток 1р от

5

0

30

0

5

35 ся незначительно.

источника питания через открытый переход транзистора и дроссель 13, при этом конденсатор 5 разряжается, через резистор 7 и переход открытого транзистора .

В процессе запирания транзистора на интервале времени (t - tj) нроис- ходит заряд конденсатора демпфирующей цегн 4 до напряжения источника 1И1та- ния, а затем (с момента nojnioro его запирл (И-л) протиБоЭДС самойидукции и)}дуктивности 17 рассеяния может достичь значительного превышения напряжения Г птания ли,. Однако в момент, кС Гд.а зто напряжение оказывается рав- 1НЛМ н.: Г ряже1П{ю на конденсаторе 8, от- Kpi.niae 1 ся ;.;под 10 дапного транзистора и энергия, запасенная в индуктив- нос П 17 рассеяния, поглощается конденсатором 8 по цепи, содержащей дроссель и, диод 12, нагрузку 2, истО Пгик 9 питания i; защитную пепь Ь. При этом напряжение на эмиттерно- коллекторном переходе U, У - ичивает

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматики, электропривода и вторичного электропитания. Цель - повышение КПД и упрощение при магнитно-несвязанных цепях нагрузки силовых транзисторов. Ключевой преобразователь постоянного напряжения содержит силовые транзисторы 1, коллекторы которых объединены, а в цепь эмиттера каждого включена цепь нагрузки 2. Для защиты от перенапряжений при включении к каждому из силовых транзисторов 1 подключен через разделительный диод 10 общий конденсатор 8. Монтаж выполнен коаксиальным кабелем малой длины. Для разряда конденсатора 8 на источник питания 9 включен дополнительный диод 11. 2 ил.

тания).

Нагрузка 2 каждого силового ключа через то1 :оограничивающий дроссель 13, шунтированны демп(1)ирующей цепочкой из последоватольно включенных резистора 14 и диода 15, соединена с эмиттером силового транзистора 1 .

Цепи пoдкJпoчeл ия конденспто а Н к вьтодам силовых транзисторов отделены от силовых цепей, имеют малую индуктивность и выполнены в 1П5де коаксиального кабеля 16.

При возрастающих величинах рабочего тока и питающего напряжения существенной становится индуктивность 17 рассеяния цепи нагрузки 2.

Преобразователь работает следующим образом.

В naqajiiiHbui момент времени при

отсутствии управляющих HMnyjniCOB

конденсатор 8 заряжается до Bejninnnb напряжения источника 9 питания ( через диоды 10, дроссе;п1 13 и пени нагрузки 2. Конденсаторы 5 также

0

5

r

0

Напряжение, обусловленное противо- ЭДС самоиндукции дросселя 13, гасится в демпфирующей RD-цепи на резисторе 14.

Целесообразность использова П1я демпфирующей цепи (14,15).при najni- чии конденсатора 8 для гашения энергии дросселя 13 определяется условиями работы и параметрами устройства.

Затем энергия, поглощенная конденсатором 8, возвращается через диод 11 в источник и нагрузку 2 через открытый переход любого из транзисторов .

Таким образом, демпфирующая цепочка 4 формирует требуемую траекторию переключения силового транзисто - на интервале (t , - tj), а конденсатор 8 - на интервале (cj - t 3) . когда действует противоЭДС индуктивнос- рассеяния, обеспечивая выделение минимальной мощности рассеяния при

заданной частоте переключения.Всплески перенапряжения от индуктивности 17 рассеяния на переходах эмиттер- коллектор всех транзисторов снижаются до допустимого уровня одним накопительным конденсатором 8.

Формула изобретения

Ключевой преобразователь постоянного напряжения, содержащий N силовых транзисторов, первые силовые электроды которых объединены и соединены с первым входным выводом преобразователя, второй силовой электрод каждого силоаог о транзистора через цепь нагрузки соединен с вторым входф г.2

94170

HLLM ВЫВОДОМ прробразоБате.чч и через разделительный диод - с первым выводом конденсатора, второй вывод которого соединен с иepвы И силовыми выводами силовых транзисторов, и элемент разряда конденсатора, отличающийся тем, что, с целью повышения КЛД и упрощения при магнит10 но-несвязанных цепях нагрузки силовых транзисторов, в качестве элемента разряда конденсатора использован дополиительньй диод, включенный между первым выводом конденсатора и вто15 рым входным выводом преобразователя в направлении проводимости, соглас- с напраплоиием проводимости раз- делительньпх диодов.