Регулируемый преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1991 года по МПК H02M3/337 H02M3/338 

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

Цель изобретения-расширение функциональных возможностей путем обеспечения работоспособности в диапазоне нагрузок от холостого хода до короткого замыкания.

На фиг. 1 показана принципиальная схема; на фиг. 2-диаграммы токов и напряжений на элементах инверторной ячейки (индексы соответствуют номеру элемента по фиг. 1); на фиг. 3 - диаграммы токов преобразователя.

Праобразователь (фиг. 1) содержит две одинаковые инверторные ячейки 1 и 2, подключенные параллельно к входным выводам преобразователя, и блок управления 3. Каждая ячейка выполнена по мостовой схеме, два плеча которой образованы накопительными дросселями 4 и 5, а два другие плеча - управляемыми ключами 6 и 7, шунтированными обратными диодами 8 и 9. К выходной диагонали моста подключен конденсатор 10 и через ограничительный дроссель 11 первичная обмотка трансформатора 12. Вторичные обмотки трансформаторов 12 обеих ячеек подключены к входу общего выходного выпрямителя 13. Блок управления 3 структурно содержит задающий генератор 14, фазосдвигающийузел 15 и выходные триггеры 16, 17.

Преобразователь работает следующим образом.

В момент времени ti, когда на управляемый ключ 7 поступает включающий сигнал

а

vj

о

vj О1

сл

Sy, а на ключ 6 выключающий сигнал 5б,ток is дросселя 5 равен нулю (фиг. 2).

В момент времени ti энергия, накопления в дросселе 4, начинает поступать в нагрузку по контуру: + Книг..., дроссель 4, дроссель

11,трансформатор 12, управляемый ключ 7, - 11Пит (где + 1)пит и -Упит соответственно положительный и отрицательный входные выводы преобразователя, подключенные к источнику питания). В дросселе 5 начинает протекать линейно возрастающий ток Is, замкнутый в контуре через входные силовые выводы преобразователя и управляемый ключ 7. На конденсаторе 10 возникает напряжение U, начинающееся с нуля и имеющее форму положительной синусоиды (половину периода). В течение этого периода времениток 1ц, протекающий в дросселе 11 и первичной обмотке трансформатора

12,изменяется по закону, близкому к коси- нусоидальному. Трансформатор 12 передает этот ток через выпрямитель 13 в нагрузку. После уменьшения напряжения Uio на конденсаторе 10 до нуля в момент времени t2 оно ограничивается на нулевом уровне вследствие открытого обратного диода 8. Включение диода приводит к замыканию тока М в контуре, состоящем из дросселя 4, входных выводов преобразователя и диода 8, и неиспользованная энергия дросселя 4 поступает в источник питания. Ток 1ц замыкается в контуре - дроссель 11, трансформатор 12, управляемый ключ 7, диод 8. Причем этот ток, трансформированный во вторичную обмотку трансформатора 12, также как и в предыдущем такте поступает в нагрузку через выпрямитель 13. В течение этого периода времени ток is дросселя 5 продолжает линейно возрастать. В момент времени 1зэнергия накопленная вдросселе 5 за период , начинает поступать в нагрузку и процессы в схеме повторяются, но с противоположным знаком токов и напряжений на элементах схемы. Преобразователь работает аналогичным образом во всем диапазоне изменения нагрузки от холостого хода до короткого замыкания.

Регулирование выходного напряжения преобразователя осуществляется за счет геометрического сложения токов инвертор- ных ячеек (фиг. 3), которые работают в

режиме источника тока. Суммирование токов И и la, резонансных инверторных ячеек 1 и 2 одинаковой формы с напряжениями управления S и Se и сдвинутых друг относительно друга на угол уз осуществляется за

счет параллельного включения вторичных обмоток трансформатора 12. При условии равенства амплитуд этих токов и допущении, что они изменяются по косинусоидальному закону, можно регулировать амплитуду выходного напряжения преобразователя от нуля до номинального значения путем изменения угла от нуля до 180°.

20

Формула изобретения

Регулируемый преобразователь постоянного напряжения, содержащий выходной выпрямитель, и две инверторные ячейки, каждая из которых имеет ограничительный

дроссель и выполнена по мостовой схеме, два плеча которой, соединенные с первым входным выводом преобразователя, образованы управляемыми ключами, и два дру гие плеча, соединенные с вторым входным

выводом преобразователя, - накопительными дросселями, а в выходную диагональ включен конденсатор, первый вывод которого соединен с первым выводом первичной обмотки трансформатора, отличающ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения работоспособности в диапазоне нагрузок от холостого хода до короткого замыкания, второй вывод первичной обмотки

трансформатора через ограничительный дроссель соединен со вторым выводом конденсатора, встречно параллельно каждому управляемому ключу включен введенный обратный диод, а вторичная обмотка трансформатора каждой инверторной ячейки подключена к входу выходного выпрямителя.

ЪV

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения работоспособности при изменении нагрузки от холостого хода до короткого замыкания. Преобразователь содержит две одинаковые инверторные ячейки 1, 2, блок управления 3 и выходной выпрямитель 13. Каждая инверторная ячейка 1, 2 выполнена по мостовой схеме с накопительными дросселями 4, 5 и управляемыми ключами 6 и 7. При включении управляемого ключа 7 происходит накопление энергии в накопительном дросселе 5 и резонансный заряд конденсатора 10 током накопительного дросселя 4. Параллельно конденсатору 10 включен через ограничительный дроссель 11 трансформатор 12, ток первичной обмотки которого близок по форме к синусоидальному, сдвинотому на 90° относительно напряжения на конденсаторе 12. Регулирование выходного напряжения преобразователя осуществляется методом геометрического суммирования путем изменения сдвига фаз сигналов управления управляемыми ключами 6, 7 инверторных ячеек 1, 2. 3 ил.

о

пит

1

e

5r

A

7

N

//

J tf

Л

ю.

л

Fr

fl

T

14

|

ф.

77

L i

LhthK

tf

7

2i 25

I

JJС

A

A

v

J

/

N3

/

ЬDi

Фи.з

/