Стабилизированный двухтактный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1990 года по МПК H02M3/337 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразователям постоянного напряжения.

Целью изобретения является упрощение устройства при одновременном обеспечении гальванического разделения входных и выходных цепей.

На чертеже показан пример выпол- нения стабилизированного двухтактного преобразователя постоянного напряжения с усилителем мощности, выполненным по схеме двухтактного усилителя со средней точкой трансформатора.

Преобразователь состоит из двухтактного усилителя 1, ВЕ,полненного на трансформаторе 2 со средней точкой и се.рдеч)шком из изотропного материала, подключенного через дроссель 3 к источнику постоянного напряжения, а к вторичной обмотке 4 трансформатора 2 подключены т-ыпрямитель 5 и фильтруюидтй конденсатор 6. Формирователи. 7 симметричного прямоугольного

О5 О

оо ел

напряжения выходом подктсучен к входу двухтактного усилителя 1 мощности. Дополнительная обмотка 8, размещенная на сердечнике трансформатора 2, со- единена с источником постоянного на- П()яжения через регулятор 9, управляю- Щ1|1й вход которого подключен к выходу п|)еобразователя через устройство 10 с)авнения выходного напряжения преобр зоватепя с опорным. I I Формирователь 7 симметричного п 5ямоугольного напряжения может быть в|)толнен с регулируемой частотой.

1 Преобразователь работает следующи:м орразом.

1 При подаче на вход устройства постоянного напряжения и, соответственно, при симметричном прямоугольном на п|)яжении от формирователя 7 трансфор- . усилителя 1 мощности попере- JMJeHHo находятся в проводящем и закры- тЬм состояниях. Причем с выхода уст- ;рЬйства через устройство 10 сравнения передается открьшаюпрй сигнал на вход регулятора 9. Регулятор 9 открывает- с|я,.и через дополнительную обмотку 8 н|ачинает протекать ток, вызывающий в| сердечнике тра нсформатора возник- нЬвение поперечной индукции By (Bjf

1 (11 Un T-- , где I - ток через реМ I i ери

г|улятор 9; Wo - число витков в допол- 1 тельной обмотке 8; 1. ср - средняя релина магнитной силовой линии. Тогда ;н(ндукция, определяемая основными об- Нотками трансформатора,

В,

IT JL

ВуД

В2

(1)

45

При отсутствии тока, протекающего через регулятор 9, индукция в сердечнике будет изменяться от -Вр до +Вр,, где ./Bp(lBg. При появлении тока,

протекающего через регулятор, часть йолупёриода индукция в сердечнике tpaнcфopмaтopa постоянна и определяется равенством (1), т.е., сердечник Трансформатора будет насьщен. На этом йтапе напряжения на обмотках трансформатора равны нулю, а через дроссель 3 протекает ток, обес печиваюп ий накопление энергиис При переключении транзисторов усилителя 1 мощности энергия, накопленная в дросселе 3, 5 через трансформатор 2 передается в ф1тьтрующий конденсатор бив нагрузку „

50

Напряжение на выходе устройства в режиме непрерывных токов определяется следуюп1им условием:

U8bix

1

7

5

д 5

0

5

0

45

5

0

где п - коэффициент трансформации

трансформатора 2; V - скважность (отношение времени пребывания трансформатора в насыщенном состоянии к полупериоду) .

При изменении подмагничивающего тока через дополнительную обмотку 8 изменяется величина У , Следовательно, :;; изменяется выходное напряжение устройства. При замьпсании цепи обратной связи с. использованием устройства 10 сравнения выходное напряжение будет поддерживаться на заданном уровне.

Для обеспечения оптимального режима регулирования и повьшшния КПД количество витков дополнительной обмотки Wg выбирается максимально возможным, тогда при импульсных воздействиях дестабилизирующих факторов (например, всплески входного напряжения) индуктивность этой обмотки не позво- ляет быстро реагировать на возмущения.

Если формирователь 7 выполнен с регулируемой частотой, то при быстрых измениниях входного напряжения действует дополнительный параметрический контур.. При резком увеличении входного напряжения увеличивается частота формирователя 7 симметричного прямоугольного напряжения, что приводит к сокращению времени пребьшания сердечника трансформатора в насьщ1енном состоянии (уменьшению У ), а следовательно, к поддержанию постоянства выходного напряжения. Параметрический контур может отрабатывать пульсации входного напряже ния, а компенсационный контур регулирования поддерживает необходимую- стабильность выходно- го напряжения.

Наиболее прост в peaлизaIJ и формирователь 7 симметричного прямоугольного напряжения, выполненный по схеме автогенератора с магнитньм перек- лючаюищм элементом - автогенератор Роэра с переключаюи им дросселем, дополнительным трансформатором. Частота переключения ,у таких генераторов пропорциональна изменени ю питающего

(входного) напряжения, что позволяет использовать их в данном устройстве. Для обеспечения более широкого динамического диапазона по частоте между автогенератором и входом устройства может быть введен дополнительный линейный или импульсный регулятор с управляющим входом, что позволяет улучшить качество выходного напряжения, Двухтактньш усилитель мощности может быть выполнен и по мостовой схеме.

6

Наиболее оптимальной геометрией для сердечника трансформатора может быть отечественная чашечная (челнок) геометрия ферритовых сердечников типа ОБ или зарубежная (фирма Битор).

Использование предлагаемого изобретения позволяет упростить алгоритм управления силовыми элементами, схему Q управления при одновременном обеспечении гальванического разделения входных и выходных цепей и высокого качества выходного напряжения.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразователям постоянного напряжения. Цель изобретения - упрощение устройства при одновременном обеспечении гальванического разделения входных и выходных цепей. Стабилизированный двухтактный преобразователь постоянного напряжения содержит двухтактный усилитель мощности, выход которого подключен к трансформатору,а вход через дроссель соединен с шинами источника питания, причем к вторичной обмотке трансформатора подключены выпрямитель и фильтрующий конденсатор, и узел управления, включающий в себя формирователь симметричного прямоугольного напряжения, выход которого подключен к входу усилителя мощности, и регулятор, управляющий вход которого подключен к выходу преобразователя через устройство сравнения выходного напряжения преобразователя с опорным. Введена дополнительная обмотка, соединенная с источником постоянного напряжения через регулятор, размещенная на сердечнике трансформатора так, что магнитный потоку основных обмоток, а сердечник трансформатора выполнен из изотропного материала. Формирователь симметричного прямоугольного напряжения выполнен с регулируемой частотой. 1 ил.

,.