Преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1991 года по МПК H02M7/538 

til1J

Изобретение относится к вторичным источникам питания, а конкретно к полумостовым преобразователям, используемым в различных устройствах электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения - расширение области применения и повышения КПД и надеж- ности путем обеспечения режима симметрирования и исключения выброса по напряжению при холостом ходе на выходе, На чертеже изображен полумостовой преобразователь постоянного напряжения. Преобразователь содержит транзисторы 1, 2, емкостной делитель напряжения первого и второго конденсаторов 3,4, емкостной делитель напряжения третьего и четвертого конденсатороз 5, 6, трансформатор 7 с первичной,вторичной, первой и второй дополнительными симметрирующими обмотками 8-11, выпрямитель 12 с емкостным фильтром, первый и второй диоды 13, 14, первый и второй развязывающие диоды 15, 16, блок 17 управления. Транзисторы 1 и 2, первый и второй конденсаторы 3, 4 включены по мостовой схеме, одна диагональ которой подключена к входным выводам, а в другую включена первичная обмотка 8 силового трансформатора 7, вторичная обмотка 9 которого через выпрямитель 12 с емкостным фильтром подсоединена к выходным выводам, Катод первого диода 13 и анод второго диода 14 подключены соответственно к положительному и отрицательному входным выводам. Первичная обмотка 8 силового трансформатора 7 соединена с началами первой и второй дополнительных симметрирующих обмоток 10,11 и с одними обкладками третьего и четвертого конденсаторов 5, 6. При этом конденсатор 5 другой своей обкладкой соединен через первый развязывающий диод 15 с концом первой дополнительной обмотки 10 и с другой обкладкой первого конденсатора 3, а четвертый конденсатор 6 другой своей обкладкой соединен через развязывающий диод 16с концом второй дополнительной симметрирующей обмотки 11 и другой обкладкой второго конденсатора 4, причем анод первого диода 13 подсоединен к концу второй дополнительной симметрирующей обмотки 11, а катод второго диода 14 подсоединен к концу первой дополнительной симметрирующей обмотки 10.

Устройство работает следующим образом.

Транзисторы 1 и 2, включаясь от блока 17 управления, поочередно подключают к конденсаторам 3, 5 и 4, 6 первичную обмотку 8 трансформатора 7. При симметричной работе преобразователя напряжения на

первой и второй дополнительных симметрирующих обмотках 10, 11 равны (причем количества витков обмоток 10, 11 и 8 равны между собой) и соответственно на емкостных делителях конденсаторов 3, 5 и 4, 6 напряжения также равны.

Допустим, из-за различия характеристик элементов или при изменении тока нагрузки возникает асимметрия в преобра0 зователе, нарушается равенство напряжений на конденсаторах делителя, например напряжение на конденсаторах 3, 5 больше, чем напряжение на конденсаторах 4, 6, во время открытого состояния транзистора 1 и

5 через первичную обмотку 8 трансформатора 7 увеличивается ток, который течет от конденсатора 3 через транзистор 1, первичную обмотку 8 и конденсатор 5, соответственно увеличивается напряжение на первой

0 и второй дополнительных симметрирующих обмотках 10, 11 трансформатора 7. Так как обмотки 10,11 включен согласно по отношению к первичной обмотке 8 и между собой, происходит заряд конденсатора 6 от второй

5 обмотки 11 через развязывающий второй диод 16, а заряд конденсаторов 4 и 6 от первой обмотки 10 - через второй диод 14, в результате чего симметрия напряжений на конденсаторах 3,5 и4, 6 восстанавливается.

0 Аналогично происходит, если напряжение на конденсаторах 4, 6 больше, чем на конденсаторах 3, 5 во время открытого состояния транзистора 2. Через первичную обмотку 8 трансформатора 7 увеличится ток,

5 который течет от конденсатора 6 через первичную обмотку 8 трансформатора 7, транзистор 2 и конденсатор 4. Соответственно увеличивается напряжение на первой и второй дополнительных симметрирующих об0 мотках 10, 11, причем полярность его сменилась на обратную, начинает заряжаться конденсатор 5 от первой дополнительной симметрирующей обмотки 10 через первый развязывающий диод 15 и конденсаторы 3

5 и 5 от второй дополнительной симметрирующей обмотки 11 через первый диод 13, в результате чего симметрия напряжений восстанавливается.

Таким образом, задача автоматического

0 симметрирования решается без применения дросселей, что обеспечивает улучшение качества энергии на выходе. Это позволяет уменьшить габариты выходных фильтров, причем силовой трансформатор не входит в

5 режим насыщения как в момент подачи напряжения питания на вход преобразователя, так и в процессе его работы, что, в конечном итоге, повышает надежность всего устройства в целом, а благодаря исключению выбросов по напряжению при холостом

ходе на выходе обеспечивается возможность работы преобразователя с любой нагрузкой.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения, содержащий два последовательно соединенных транзистора, первый и второй конденсаторы, одними обкладками подключенные к входным выводам и свободным выводам транзисторов, первичную обмотку силового трансформатора, вторичная обмотка которого через выпрямитель и емкостный фильтр подсоединена к выходным выводам, первый и второй диоды, катод первого и анод второго из которых подключены соответственно к положительному и отрицательному входным выводам, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения и повышения КПД и надежности путем обеспечения режима симметрирования при снижении динамических потерь и исключении выбросов по напряжению при холостом ходе на выходе, введены первая и вторая дополнительные симметрирующие обмотки в силовой трансформатор, третий и четвертый конденсаторы, первый и второй развязывающие диоды, причем начало первичной обмотки силового трансформатора подключено к точке соединения транзисторов, а ее конец соединен с началами дополнительных симметрирующих обмоток и с одними обкладками третьего и четвертого конденсаторов, другие обкладки которых соединены соответственно через первый и второй развязывающие диоды с концами первой и

второй дополнительных симметрирующих обмоток и другими обкладками первого и второго конденсаторов также соответственно, причем анод первого диода подсоединен к концу второй дополнительной

симметрирующей обмотки, а катод второго диода - к концу первой дополнительной симметрирующей обмотки, причем количество витков дополнительных обмоток и первичной обмотки трансформатора равны.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к вторичным источникам электропитания. Цель изобретения - расширение области применения и повышение КПД путем обеспечения режима симметрирования и исключения выброса по напряжению при холостом ходе на выходе. Введение дополнительных симметрирующих обмоток 10 и 11, третьего и четвертого конденсаторов 5 и 6 и развязывающих диодов 13 и 14 в пояумостовой преобразователь обеспечивает симметричный цикл работы силового трансформатора. 1 ил.