Преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1989 года по МПК H02M3/335 

. Изобретение относитс-я к вторичным источникам электропитания.

Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей преобразователя постоянного напряжения и пбвьяпение его надежности з-а счет исключения лавинообразного нарастания неисправности в аварийных режимах .

На чертеже изображена схема предлагаемого преобразователя постоянного напряжения.

Преобразователь постоянного напряжения состоит из двух однотактных преобразовательных звеньев, р ботаю- щи х противофазно на общий выходной LC-фильтр на дросселе 1 и конденсаторе 2, и блокировочного диода 3.

Каждая из однотактных преобразова - тельных ячеек состоит из силового транзистора 4(5), подключенного к силовому трансформатору 6(7), содержащему первичную 8(9), вторичную 10 (11), размагничивающую 12(13) и дополнительную 14(15) обмотки, выпрямительный 16(17) и рекуперационный 18(19) диоды. При этом начало вторичной обмотки трансформатора 6 через выпрямительный диод 16 и начало дополнительной обмотки 14 трансформатора 6 подключены к входу выходного LC-фильтра, размагничивающие обмотки 12 (13) через рекуперацион- ные диоды 18(19) подключены к конденсатору выходного LC-фильтра. Конец вторичной обмотки 10 трансформатора 6 подключен к аноду блрки- ровочного диода 3 и началу до,полни- тельной обмотки 15 трансформатора 7, конец которой подключен к концу вторичной обмотки 11 трансформатора 7 и отрицаГельному выходному вьгооду. Начало вторичной обмотки 11 трансформатора 7 через выпрямительньпй диод 17 соединен с катодом блокировочного диода 3 и концом дополнительной о бмотки 14 трансформатора 6.

Преобразователь постоянного напряжения работает следующим образом.

с

б

(Л

д

Силовые транзисторы 4 и 5 вклю- iiaroTCH попеременно, не более, чем на полпериода следования управляющих Импульсов. Когда силовой транзистор- ;А включен, выпрямит ел ьньш диод 16 Проводит ток и энергия поступает :на выходной дроссель 1 и нагрузку Преобразователя. При этом начинает увеличиваться намагничивающий ток IB первичной обмотке 8 силового транс форматора 6, намагничивая его в пря- мом направлении. Этот же ток протека ;ет по дополнительной обмотке 15 тран ; сформатора .7, намагничивая его в об- I ратном направлении (до отрицательных значений и1-щукции) . Когда транзистор 4 выключается, намагничивающий ток силового трансформатора 6 начинает убьтать, протекая через размаг- ничивающую обмот1су 1 2 и рекупера- ционный диод 18, замыкаясь на конден 1 сатор 2 выходного ЬС-фильтра, т.е. ьпроисходит процесс естественного раз Гмагничивания трансформатора 6. В это же интервал времени ток дросселя, за- i мыкается по цепи 15-3-14-1-2, перема i ничивая сердечник трансформатора 6 и I поддерживая отрицательное значение индукции в сердечнике трансформато- ра 7.

; При включении транзистора 5 начи- I нает проводить диод 17 и энергия че- ; рез выходной дроссель 1 начинает по- 1 ступать в нагрузку преобразователя. ; При этом трансформатор 7 намагничи- вается в прямом направлении за счет ( протекания тока по первичной обмот- ке 9 5 а Силовой трансформатор 6 на- : магничивается в противоположном за счет протекания тока по дополнительной обмотке 14. Когда.транзистор 5 выключен, происходит процесс естественного размагничивания трансформатора 7 за счет протекания тока по его обмотке 11 и рекуперационный диод 19. При этом ток дросселя 1 LC-фильт ра перемагничивает сердечник трансформатора 7 и поддерживает отрицательное значение индукции в сердеч- нике трансформатора 6.

Таким образом, в предлагаемом преобразователе перемагничивание сердеч ника трансформатора или поддержание в нем отрицательных значений индук- ции непосредственно предшествует подключению его к первичной цепи, чт увеличивает перепад индукции в сердечнике трансформатора в интервале

времени передачи энергии в нагрузку, что позволяет при малых относительны временах включения регулирующих транзисторов уменьшить число витков обмотки ипи на меньший типоразмер сердечника и, следовательно, уменьшить массу и габариты трансформатора.

Кроме того, в предлагаемом преобразователе исключается лавинообразное нарастание неисправности из-за входа из строя одного из транзисторов, так как процесс перемагничива- ния сердечника трансформатора сохраняется за счет протекания в паузу через дополнительную обмотку 15(14) тока дросселя. При этом перепад индукции в сердечнике трансформатора сохраняется близким к диапазону от -В до +Вт , в ,результате чего принципиально исключается работа сердечника при подключении его к первичной сети в режиме насыщения. Это в свою очередь не приводит к нарастанию тока намагничивания и сохранению режима работы другого транзистора. I

Формула я зобретения

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий первую и вторую однотактные ячейки, каждая из которых выполнена на транзисторе, соединенном последовательно с первичной обмоткой трансформатора и подключенном к входным выводам, причем началом вторичная обмотка трансформатора первой ячейки через выпрямительный диод подключена к входу LC-фильтра, а концом - к началу дополнительной обмотки трансформатора второй ячейки, которая концом подключена к отрицательному выходному вьтоду, а размагничивающие обмотки каждого трансформатора соединены последовательно с рекуперационными диодами, а также блокировочный диод, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей и повышения надежности за счет исключения лавинообразного нарастания неисправности в аварийных режимах работы, началом дополнительная обмотка трансформатора первой ячейки подключена к входу LC-фильтра, а концом - к катоду блокировочного диода, анод которого подключен к началу до5 150

полнительной обмотки трансформатора в то рой ячейки, конец вторичрой обмотки трансформатора второй ячейки, начала размагничивающих обмоток трансформа - торов обеих ячеек подключены к отрицательному выходному выводу, при этом катоды рекуперационных диодов подключены к положительному выходному вы

воду,

а вторичная обмотка трансформатора второй ячейки началом соединена с анодом выпрямительного диода второй ячейки, катод которого соединен с точкой соединения конца дополнительной обмотки трансформатора первой ячейки и катода блокировочного диода.

Изобретение относится к электротехнике , в частности, к вторичным источникам питания. Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей и повышение надежности за счет исключения лавинообразного нарастания неисправности в аварийных режимах работы. В преобразователе за счет организации дополнительных контуров обеспечено двухполярное перемагничивание сердечников трансформаторов. 1 ил.