Преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1990 года по МПК H02M3/335 

i

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники.

Целью изобретения является повышение качества выходного напряжения путем снижения пульсации.

На фиг.1 приведена электрическая схема преобразователя; на фиг.2 - диаграммы токов и напряжений на элементах преобразователя постоянного напряжения в постоянное.

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное содержит полупровод- никовый ключ 1, присоединенный к входным выводам через первичную обмотку 2 силового трансформатора 3, вторичная обмотка 4 которого связана через первый 5 и второй 6 конденсаторы и третий 7 и четвертый 8 диоды с входом фильтра 9, при этом первый 10 и второй 11 диоды присоединены к точкам соединения конденсаторов 5 и 6 и диодов 7 и 8, блок 12 управления.

Блок 12 управления может быть выполнен по одной из известных схем, которые обеспечивают на выходе, например, управляющие импульсы постоянной длительности со скважностью не менее 2 или импульсы длительностью, определяемой прекращением проводимости через первый 10 и (или) второй 11 диоды, или импульсы длительностью, определяемой длительностью полуволны тока, проходящей через полупроводниковый ключ 1.

В качестве полупроводникового ключа 1 может быть использован например, биполярный (полевой)транзистор или высокочастотный тиристор, имеющие в своем составе обратный дио,д.

Силовой трансформатор 2 может представлять собой единую конструкцию, в которой первичная 2 и вторичная 4 обмотки намотань на общий магнмтопровод. Кроме того, для обеспечения требуемого значения эффективной индуктивности рассеяния часть первичной или (и) вторичных обмоток может быть выполнена на отдельном магни- топроводе или без него.

Фипьтр 9 может представлять собой как просто фильтрующий конденсатор, так и более сложную структуру.

Преобразователь работает следующим образом.

При замыкании ключа 1 под действием импульсов управления (диаграмма 1 ка фиг.2) с блока 12 управления к первичной обмотке 2 силового трансформатора 3 прикладывается входное напряжение и через нее начинает протекать ток (диаграмма 14

на фиг.2). Начинает протекать ток и во вторичной обмотке 4, который через диод 10 заряжает конденсатор 5, одновременно протекает ток через диод 8 и заряжает кон- 5 денсатор 6, а также передается в фильтр 9 и нагрузку.

При этом параметры резонансных цепей: конденсатор 5, обмотка 4, конденсатор 6, обмотка 4 выбираются таким образом,

10 чтобы длительности заряда конденсаторов 5 и 6 приблизительно совпадали. Емкость конденсатора фильтра 9 выбирается значительно большей по сравнению с емкостями конденсаторов 5 и 6, что при высокой часто15 те преобразования практически исключает влияние нагрузки на длительность заряда конденсаторов 5 и 6. Таким образом, через первичную обмотку 2 силового трансформатора 3 проходит полуволна тока практиче20 ски синусоидальной формы длительностью, определяемой параметрами указанных резонансных цепей - отличие от синусоидального будет на величину тока намагничивания силового трансформатора

25 3. По окончании полуволны тока через вторую половину вторичной обмотки 4 силового трансформатора 3 и диод 11 начинается перезаряд конденсатора 6, что приводит к компенсации тока намагничивания и проте: 30 канию тока через первичную обмотку 2 силового трансформатора 3 в обратном направлении, который замыкается через источник входного напряжения и диод полупроводникового ключа. После компенсации

35 тока намагничивания сигнал с блока 12 управления переводит ключ 1 в разомкнутое состояние. Энергия, накопленная конденсатором 5 через диод 7 передается в фильтр 9 и нагрузку. При.возникновении перегруз40 ки по току (момент времени 16 на фиг.2) уменьшается выходное напряжение (диаграмма 15 на фиг.2) преобразователя и часть энергии, накопленной конденсатором 5 за время замкнутого состояния ключа 1 воз45 вращается в источник входного напряжения через силовой трансформатор 3 и диод ключа. При возникновении короткого замыкания (момент времени 17 на фиг.2) вся энергия, за исключением потерь, передан50 ная во вторичную обмотку 4 силового трансформатора 3, рекуперируется назад в источник входного напряжения, не приводя к выходу из строя преобразователя.

Таким образом, в предлагаемом преоб55 разователе передача энергии в фильтр 9 и нагрузку осуществляется как на этапе замкнутого, так и разомкнутого состояния полупроводникового ключа 1, что обеспечивает существенное снижение пульсации выходного напряжения преобразователя.

Формул а изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий полупроводниковый ключ, подключенный к входным выводам через первичную обмотку силового трансформатора, средний вывод вторичной обмотки которого присоединен к первому входному выводу фильтра, выход которого подключен к выходным выводам, первый и второй диоды, первый и второй конденсаторы, блок управления, отличающийся тем, что, с целью повышения

0

качества выходного напряжения путем снижения пульсаций, введены третий и четвертый диоды, присоединенные первыми выводами к второму входному выводу фильтра, а вторыми выводами соединенные через первый и второй конденсаторы с крайними выводами вторичной обмотки силового трансформатора, при зтом первые выводы первого и второго диодов подключены к среднему выводу вторичной обмотки силового трансформатора, а вторые выводы- к вторым выводам третьего и четвертого диодов.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель - повышение качества выходного напряжения путем снижения пульсаций. Преобразователь постоянного напряжения в постоянное содержит полупроводниковый ключ 1, присоединенный к входным выводам через первичную обмотку 2 силового трансформатора 3, вторичная обмотка которого связана через выпрямитель и фильтр 9 с выходными выводами. При переключении полупроводникового ключа 1 происходит резонансный заряд первого 5 и второго 6 конденсаторов через первый 10 и четвертый 8 диоды, а затем разряд через второй 11 и третий 7 диоды. Таким образом, энергия с входа преобразователя на выход поступает как при открытом, так и при закрытом состоянии полупроводникового ключа 1. 2 ил.

П П П П1П П П J

1

а л/111Л

15

/5|;7

Фиг. 2