Преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1992 года по МПК H02M7/538 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в различных устройствах стабилизированного электропитания.

Известен преобразователь постоянного напряжения, содержащий полумостовой транзисторный инвертор, в диагональ которого через рабочие обмотки дросселя насы- щения включена первичная обмотка выходного трансформатора, вторичная обмотка которого через выпрямитель и сглаживающий фильтр соединена с нагрузкой, к которой через токограничительный элемент подключена обмотка управления дросселя насыщения.

Недостатком известного преобразователя является зависимость тока подмагни- чивания обмотки управления дросселя насыщения от величины сопротивления нагрузки. В режиме холостого хода дроссель насыщения насыщен и не выполняет функции ограничителя тока через транзисторы инвертора.

Цель изобретения - повышение надежности работы преобразователя и стабильности выходного напряжения за счет ограничения тока через транзисторы инвертора при изменении нагрузки от короткого замыкания до холостого хода.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе постоянного напряжения, содержащем полумостовой транзисторный инвертор, в диагональ которого включена первичная обмотка выходного трансформатора, вторичная обмотка которого через выпрямитель и сглаживающий фильтр соединена с нагрузкой, дроссель насыщения, рабочие обмотки которого соединены последовательно с первичной обмоткой выходного трансформатора, а обмотка управления соединена с нагрузкой через токоограничительный элемент, причем указанное соединение осуществлено через стабилизирующий элемент, ток дросселя насыщения при отсутствии тока в обмотке управления составляет не менее 0,1 от величины номинального рабочего тока преобразователя.

Для стабилизации выходного напряжения стабилизирующий элемент выполнен в виде регулятора компенсационного типа, измерительный элемент которого присоединен параллельно входным выводам стабилизирующего элемента.

С целью стабилизации тока в выходной цепи стабилизирующий элемент выполнен в виде регулятора компенсационного типа; измерительный элемент которого присоединен к выходным выводам стабилизирующего элемента.

На чертеже представлена схема преобразователя.

Преобразователь содержит полумостовой транзисторный инвертор 1, в диагональ которого через рабочие обмотки 2 дросселя

3насыщения включена первичная обмотка

4выходного трансформатора 5, вторичная обмотка 6 которого через выпрямитель 7 и сглаживающий фильтр 8 соединена с на0 грузкой 9, к которой через выходные клеммы 10 и 11 подключен стабилизирующий элемент 12, содержащий регулирующий элемент 13, усилитель 14 ошибки, источник 15 опорного напряжения, измерительный

5 элемент 16 с клеммами 17 и 18. Выходные клеммы 19 и 20 стабилизирующего элемента подключены через токоограничительный элемент 21 к обмотке 22 управления дросселя 3 насыщения.

0Преобразователь работает следующим

образом.

При подключении питающего напряжения к входным выводам преобразователя и возникновении автоколебаний инвертора

5 дроссель 3 насыщения имеет максимальную индуктивность и работает в режиме токогра- ничения, т.е. в режиме источника тока, когда ток управления дросселя насыщения равен нулю, а рабочий ток - току холостого хода

0 дросселя насыщения, Величина тока холостого хода дросселя насыщения составляет не менее 0,1 от величины номинального рабочего тока преобразователя в силу свойств магнитных материалов, применя5 емых в преобразовательной технике. Этим током заряжается конденсатор фильтра 8 непосредственно после включения питающего напряжения. По мере заряда конденсатора сглаживающего фильтра 8

0 напряжение на нагрузке 9 возрастает по экспоненте, создавая ток в обмотке 22 управления. При достижении на входе стабилизирующего элемента 12 напряжения, при котором обеспечивается стабилизация вы5 ходного напряжения, увеличения тока в обмотке 22 управления не происходит. На нагрузке 9 устанавливается напряжение, величина которого при неизменной нагрузке 9 определяется током через обмотку 22

0 управления дросселя 3 насыщения.

В случае короткого замыкания в нагрузке 9 выходное напряжение преобразователя уменьшается до нуля, ток через обмотку 22 управления прекращается, индуктив5 ность рабочих обмоток 2 дросселя 3 насыщения возрастает до максимума и ток через инвертор 1 ограничивается индуктивным сопротивлением рабочих обмоток 2 на заданном уровне. В режиме холостого хода стабилизирующий элемент 12 поддерживает постоянное напряжение на выходных клеммах 19 и 20. Тем самым поддерживается неизменным намагничивающий ток в обмотке 22 управления, не вызывая глубокого насыщения дросселя 3, обеспечивая ограничение тока через транзисторы инвертора 1.

Таким образом, обеспечивается ограничение тока в транзисторах инвертора как в режиме короткого замыкания, так и в режи- ме холостого хода. Тем самым повышается надежность преобразователя.

Если в стабилизирующем элементе 12 клеммы 17 и 18 измерительного элемента 16 подключить к входным клеммам 10 и 11 ста- билизирующего элемента 12, то преобразователь будет поддерживать на нагрузке 9 постоянное напряжение. Стабилизация осуществляется следующим образом. Пусть по каким-либо причинам на нагрузке 9 уменьшилось (увеличилось) напряжение. Разность напряжений между источником 15 опорного напряжения и измерительным элементом 16, усиленная в усилителе 14 ошибки, поступает в виде сигнала, обеспе- чивающего большее открытие (закрытие) регулирующего элемента 13. На выходных клеммах 19 и 20 стабилизирующего элемента 12 напряжение увеличивается (уменьшается). Это вызывает увеличение (уменьшение) тока через обмотку 22 управления дросселя 3 насыщения. Ток в рабочей обмотке 2 дросселя 3 насыщения и первичной обмотке 4 трансформатора 5 также увеличивается (уменьшается). Следовательно, увеличивается (уменьшается) ток в нагрузке, а это обеспечивает увеличение (уменьшение) напряжения на нагрузке 9.

Если в стабилизирующем.элементе 12 клеммы 17 и 18 измерительного элемента 16 подключить к выходным клеммам 19 и 20, то на выходе стабилизирующего элемента 12 будет поддерживаться стабилизированное напряжение. Это напряжение обеспечивает стабилизированный ток через обмотку 22 управления дросселя 3 насыщения, а следовательно, ток в рабочей обмотке 2 и первичной обмотке 4 трансформатора 5,

так как они связаны между собой соотношением

ly -Wy Ip -Wp,

где ly - ток в обмотке управления;

IP - ток в рабочей обмотке;

Wy - количество витков в обмотке управления;

Wp - количество витков в рабочей обмотке.

Стабилизируя ток в рабочей обмотке 2 дросселя 3 насыщения и в первичной обмотке 4 трансформатора 5, тем самым стабилизируют ток в нагрузке 9, так как ток в первичной обмотке 4 трансформатора 5 с током в нагрузке 9 связан, через коэффициент трансформации.

Формула изобретения

1.Преобразователь постоянного напряжения по авт. св. № 1170572, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет ограничения тока через транзисторы инвертора при изменении нагрузки от короткого замыкания до холостого хода, указанное соединение обмотки управления дросселя насыщения с выходными выводами осуществлено через стабилизирующий элемент.

2.Преобразователь по п. 1,отличающий с я тем, что, с целью стабилизации выходного напряжения, стабилизирующий элемент выполнен в виде регулятора компенсационного типа, измерительный элемент которого при соединении параллельно входным выводам стабилизирующего элемента.

3.Преобразователь по п. 1,отличающий с я тем, что, с целью стабилизации тока в выходной цепи, стабилизирующий элемент выполнен в виде регулятора компенсационного типа, измерительный элемент которого присоединен к выходным выводам стабилизирующего элемента.

4.Преобразователь по пп. 1-3, о т л и - чающийся тем, что ток дросселя насыщения при отсутствии тока в обмотке управ- ления составляет не менее 0,1 от номинального рабочего тока преобразователя.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель изобретения - повышение надежности путем ограничения тока через транзисторы инвертора при изменении нагрузки от короткого замыкания до холодного хода. Преобразователь содержит полумостовой транзисторный инвертор 1, последовательно с трансформатором 5 которого включен дроссель 3 насыщения, обмотки 22 управления которого присоединены к выходу стабилизирующего элемента 12. Включение последовательно с обмотками 22 управления токоорганического элемента 21 позволяет ограничить ток транзисторов инвертора 1 при коротком замыкании на выходных выводах. Кроме того, включение измерительного элемента 16 на вход или выход стабилизирующего элемента позволяет использовать преобразователь как в режиме стабилизации выходного напряжения, так и в режиме стабилизации выходного тока, 3 з.п.ф-лы, 1 ил.