Однотактный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1991 года по МПК H02M3/335 H02M3/338 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания.

Цель изобретения - повышение КПД.

На фиг. 1 показана электрическая схема силовой части преобразователя; на фиг. 2 - диаграммы токов I и напряжений U на участках схемы силовой части, причем индексы соответствуют номеру элемента схемы на фиг. 1,

Силовая часть однотактного преобразователя постоянного напряжения состоит из первого управляемого ключа 1, через который контур из последовательно соединенных дросселя 2 и конденсатора 3 подключен к входным выводам. Трансформатор 4, выпрямительный диод 5 и емкостной фильтр 6 образуют выходную цепь преобразэвателя.

Второй управляемый ключ 7 соединяет первичную обмотку трансформатора 4 с конденсатором 3.

Преобразователь работает следующим образом.

Период работы преобразователя можно разделить на три этапа: накопление энергии в конденсаторе 3 резонансной цепи-интервал включенного состояния ключа 1 (0 - coti на фиг. 2); передача энергии, накопленной в конденсаторе 3, в трансформатор 4 - интервал включенного состояния ключа 7 и выключенного состояния ключа 1 (a) ti - на фиг. 2); передача энергии UH, накопленной в трансформаторе 4, через диод 5 в нагрузку (ft) ta - о t3 на фиг. 2).

На интервале включенного состояния ключа 1 через него протекает ток колоколо- образной формы. Включение и выключение

О

о со

ч|

ю

кпюча 1 осуществляется при нулевом токе, протекающем через него, чем обеспечивается снижение коммутационных потерь и импульсных помех. Длительность импульса тока ключа 1 определяется параметрами дросселя 2 и конденсатора 3 резонансной цепи и равна половине периода Т резонансных колебаний. В зависимости от добротности резонансной цепи амплитудное значение напряжения на конденсаторе 3 может достигать значений UCM, существенно превышающих входное напряжение преобразователя (Го устройства. После выключения ключа 1 включается ключ 7 и осуществляется передача энергии, накопленной в конденсаторе 3, в трансформатор 4. При этом предварительно заряженный на предыдущем этапе конденсатор 3 практически полностью разряжается на первичную обмотку трансформатора 4. Поскольку конденсатор 3 и первичная обмотка трансформатора 4 образуют параллельный контур, то для того, чтобы исключить перезаряд емкости конденсатора 3, необходимо после полного разряда конденсатора 3 перевести в выключенное состояние дополнительный ключ 7 (момент (a t2 на фиг. 2). Этим обеспечивается полная передача энергии из конденсатора 3 в трансформатор 4, а коммутация ключа 7 осуществляется в облегченном режиме, т. е., при нулевом значении напряжения на ключе, чем достигается снижение коммутационных потерь и импульсных помех.

После выключения ключа 7 энергия, накопленная во вторичной обмотке трансформатора 4, передается через выпрямительный диод 5 в нагрузку (интервал она - алз на фиг. 2). Далее процессы в предлагаемом устройстве повторяются.

Период следования импульсов тока ключа 1 определяется периодом следования импульсов, поступающих с блока управления. Изменяя период следования

управляющих импульсов, ключ 1 можно реализовать либо двухпозиционный, либо частотно-импульсный методы регулирования выходного напряжения устройства.ч

В предлагаемом преобразователе исключен перезаряд конденсатора резонансной цепи на этапе передачи энергии трансформатором в нагрузку, что облегчает режим коммутации ключевых транзисторов

и обеспечивает нормальную работу от холостого хода до полной нагрузки.

Формула изобретения 1. Однотактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий первый

управляемый ключ, через который к входным выводам преобразователя подключен контур, состоящий из последовательно соединенных дросселя и конденсатора, параллельно которому через второй управляемый

ключ подключен индуктивный элемент, соединенный через выпрямительный диод с вы- ходными выводами преобразователя, шунтированными емкостным фильтром, и блок управления с первым и вторым выходами, соединенными с цепями управления первого и второго управляемых ключей соответственно, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, блок управления выполнен обеспечивающим формирование

поочередно в каждом периоде отпирающего сигнала на первом выходе и запирающего сигнала на втором выходе, затем отпирающего сигнала на втором выходе и запирающего сигнала на первом выходе и

далее запирающих сигналов на обеих выходах, причем длительность отпирающего сигнала на первом выходе выбрана большей длительности полупериода собственных колебаний контура.

2. Преобразователь поп.1, отличающийся тем, что в качестве индуктивного элемента использован двухобмоточный трансформатор, соединенный вторичной обмоткой с выпрямительным диодом.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания. Цель изобретения - повышение КПД. Преобразователь содержит резонансный контур, состоящий из последовательно соединенных дросселя 2 и конденсатора 3, подключенный к входным выводам через первый управляемый ключ 1. При отпирании первого управляемого ключа 1 происходит резонансный заряд конденсатора 3, после окончания которого первый управляемый ключ 1 запирается, а второй управляемый ключ 7 отпирается. Далее происходит резонансный разряд конденсатора 3 на индуктивный элемент, например трансформатор 4. После разряда конденсатора 3 энергия, накопленная в трансформаторе 4, через выпрямительный диод 5 передается в нагрузку. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.