Преобразователь напряжения Советский патент 1991 года по МПК H02M7/538 

(21)4737481/07

(22) 13.09.89

(46) 15.08.91. Бюл. №30

(71)Опытное производственно-техническое предприятие Уралчерметавтоматика

(72)О.Н.Мельников (53)621.314.58(088.8)

(56)Патент США № 3818311, кл. 321-43, 1974.

Патент ФРГ №2719026, кл. Н 02 М 3/335, 1978. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

(57)Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и автоматики. Це/у изобретения - повышение надежности путем ограничения скорости нарастания напряжения на ключе в процессе пуска преобразователя. Конденсатор 1 при выключении силового транзистора 6 перезаряжается через второй диод 2 под действием индуктивности цепи нагрузки 7. При включении силового транзистора 6 происходит обратный перезаряд конденсатора 1 в исходное состояние через дроссель 3 и первый диод 4. Для первоначального заряда конденсатора 1 при пуске преобразователя первый диод 4 шунтирован резистором 5, сопротивление которого выбирается так, чтобы процесс заряда происходил за время, меньшее времени нарастания входного напряжения или времени от момента включения преобразователя в сеть до момента появления первого управляющего импульса. 1 ил.

w

И

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и автоматики. Цель изобретения - повышение надежности путем ограничения скорости нарастания напряжения на ключе в процессе пуска преобразователя. Конденсатор 1 при выключении силового транзистора 6 перезаряжается через второй диод 2 под действием индуктивности цепи нагрузки 7. При включении силового транзистора 6 происходит обратный перезаряд конденсатора 1 в исходное состояние через дроссель 3 и первый диод 4. Для первоначального заряда конденсатора 1 при пуске преобразователя первый диод 4 шунтирован резистором 5, сопротивление которого выбирается так, чтобы процесс заряда происходил за время, меньшее времени нарастания входного напряжения или времени от момента включения преобразователя в сеть до момента появления первого управляющего импульса. 1 ил.

Os

xj

О vj

О О

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

Цель изобретения - повышение надежности путем ограничения скорости нарастания напряжения на ключе в процессе пуска преобразователя.

На чертеже показана принципиальная схема преобразователя.

Преобразователь содержит LCD-трех- полюсник, образованный конденсатором 1, последовательно соединенным с ним диодом 2 и последовательной цепью из дроссе- ля 3 и диода .4, зашунтированного резистором 5, подключенным к общей точке диода 2 и конденсатора 1. Силовой транзистор 6 подключает нагрузку 7 к выходным выводам 8, 9 преобразователя. Последовательная LD-ветвь 3-4 подключена к первому входному выводу 8, диодная ветвь 2 - ко второму входному выводу 9, а емкостная 1 - к коллектору транзистора 6, со стороны нагрузки 7.

Рассмотрим работу преобразователя в режиме пуска на конкретном примере с нагрузкой 7 следующего вида: силовой трансформатор с размагничивающей обмоткой и с прямым включением диода во вторичной цепи, причем число витков размагничивающей обмотки равно числу витков первичной обмотки.

При подаче на выводы 8, 9 входного напряжения, нарастающего со скоростью, определяемой схемой выпрямителя, фильтра и ограничителя зарядного тока, начинает нарастать и напряжение на LD-ветви 3-4. При линейном законе нарастания входного напряжения максимальное значение напряжения на LD-ветви 3-4 достигается в момент времени тн и имеет значение

УШмакс ™ f О eRC ) Unum Ј Unum

tH

Е«0,43 при R r

где т.и время нарастания напряжения на входных выводах.

При запуске преобразователя в этот момент (замыкании ключа) к LD-ветви прикладывается напряжение -Упит (1 -е ) и LC-контур 1-3 начинает перезаряжаться. Через полпериода перезаряд заканчивается и на LD-ветви фиксируется (запоминается) напряжение Упит(1 - с) и, следовательно, диод 2 закрыт обратным напряжением еУпит. При последующем размыкании транзистора б рост напряжения на нем происходит только до значения ЈУпит. Далее замыкается диод 2, а скорость роста напряжения ограничивается значением

dU J dt С

Напряжение на транзисторе 6 возрастает до значения ограничения, т.е. 2Упит. а на

аноде диода 2 остается постоянным и равным Uпит. После окончания размагничивания выходного трансформатора напряжение на транзисторе 6 спадает до Упит, а напряжение на аноде диода и на

0 LD-ветки до нуля.

При последующем включении к LD-ветви 3-4 прикладывается полное напряжение Упит, а после перезаряда конденсатора запоминается значение Упит и ограничение

5 скорости нарастания действует от нуля напряжения, т.е. устанавливается рабочий режим. При запуске преобразователя в любой другой момент ULD имеет меньшее значение, что облегчает режим пуска.

0 Сопротивление резистора должно быть выбрано, исходя из большего значения следующих неравенств

R W2C и R t3/2C, где t3 - время между моментом включения

5 преобразователя в сеть и моментом появления первого управляющего импульса. При этом должно соблюдаться условие R Т/С, где Т - период коммутации силового транзистора.

0 Так как рабочие частоты современных преобразователей лежат в диапазоне 15- 100 кГц (Т составляет десятки микросекунд), a tH и ts при питании от сети частотой 50 Гц имеют значение порядка единиц или более

5 миллисекунд, выполнение указанных нера-, венств не представляет затруднений.

При выполнении любого из неравенств напряжение на LD-ветви к моменту включения ключа будет достаточно малым. Напри0 мер, при R - t/2C оно составит не более 40% от Упит, что в подавляющем большинстве случаев оказывается вполне приемлемым. Однако, при работе ключа в напряженном режиме предпочтительны меньшие значе5 ния R (порядка (0,2-0,3)t/C).

Дополнительные потери от введения резистора не превышают 0,1-0,2%, а надежность работы ключа увеличивается в де- . сятки раз.

0 Формулаизобретения

Преобразователь напряжения, содержащий силовой транзистор, эмиттер которого соединен с первым входным выводом преобразователя, а коллектор с первым вы5 водом конденсатора, подключенного вторым выводом через последовательно соединенные первый диод и дроссель к первым входным выводам преобразователя и через второй диод к вторым входным, выводам преобразователя, отличающийся

тем, что, с целью повышения надежности разователя, первый диод шунтирован вве- путем ограничения скорости нарастания на- денным резистором, пряжения на ключе в процессе пуска преоб