Преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1993 года по МПК H02M3/335 

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

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения регулирования выходного напряжения.

На чертеже представлена схема преобразователя.

Преобразователь содержит инвертор 1 с силовыми транзисторами 2-5 и конденсаторами 6, 7. Силовые трансформаторы 8. 9 содержащие первичные обмотки 10. 11 и вторичные обмотки 12, 13, подключены к выходу инвертора, суммирующий выпрямитель 14 присоединен к нагрузке 15. Источник 16 управляющих сигналов через коммутатор 17 управляющих сигналов управляет силовыми транзисторами.

Инвертор 1 выполнен в виде двух ветвей, в каждой из которых включены два транзистора и конденсатор, соединенные согласно последовательно. К первому выводу источника питания 18 подключен коллектор транзистора 2, а эмиттер транзистора 3 через конденсатор 7 соединен с вторым выводом источника питания 18.

Во второй ветви коммутатора коллектор транзистора 4 подключен через конденсатор 6 к первому выводу источника питания 18. а эмиттер транзистора 5 - к второму выводу источника питания 18. Переходы база-эмиттер транзисторов 2-5 через коммутатор 17 управляющих сигналов подключены к источнику 16 управляющих сигналов.

Первичная обмотка 10 выходного трансформатора 8 включена между точкой соедиСО

Ј

CS

Ч)

нения транзисторов 2 и 3 и точкой.соедине- ния коллектора транзистора 4 и конденсатора 6. Обмотка 11 трансформатора 9 включена между точкой соединения транзисторов 4 и 5 и точкой соединения эмиттера транзистора 3 и конденсатора 7.

Суммирующий выпрямитель 14 состоит из первой 19 и второй 20 параллельных цепочек, подключенных к первому и второму выводам нагрузки 15. Каждая из цепочек 19 и 20 состоит из трех согласно последовательно включенных диодов 21-23 и 24-26. Вторичные обмотки 12, 13 трансформаторов 8, 9 подключены между одноименными точками соединения диодов 21-26 параллельных ветвей 19, 20.

Преобразователь работает следующим образом.

Коммутатор 17 имеет два режима работы. При первом режиме работы разнополяр- ные импульсы управления на базы транзисторов подаются таким образом, что поочередно на половину периода открываются транзисторы 2, 4 или 3, 5. При втором режиме поочередно открываются транзисторы 2, 5 или 3, 4.

В первом режиме работы в первую половину периода управляющего напряжения открыты транзисторы 2,4, и ток проходит по цепи: первый вывод источника питания 18, переход коллектор-эмиттер транзистора . 2,обмотка 10 трансформатора 8,переход коллектор-эмиттер транзистора 4, обмотка 11 трансформатора 9, конденсатор 7, второй вывод источника питания 18. При этом конденсатор 7 заряжается, а конденсатор 6 разряжается на обмотку 10.

Во второй полупериод управляющего напряжения открыты транзисторы 3,5, и ток протекает по цепи: первый вывод источника питания 18, конденсатор 6, обмотка 10 трансформатора 8, переход коллектор-эмиттер транзистора 5, второй вывод источника питания 18. При этом конденсатор б заряжается, а конденсатор 7 разряжается на обмотку 11. Таким образом, обмоткам 10 и 11 трансформаторов 8 и 9 приложено переменное напряжение Uox/З на каждой обмотке, а на вторичных обмотках 12,13 будет напряжение U12, Uex/3, где К- коэффициент трансформации трансформаторов 8, 9. На выходе суммирующего выпрямителя 14 в зависимости от полярности включения идентичных вторичных обмоток 12,13 будет выполняться соотношение -Hl3;Ul5 U12 + U13 Либо

- Из; Uis Ui2 + Ui3, где На. Из, 115 - токи обмоток 12, 13 и нагрузки 15, Ui2, Ui3, Uis - напряжение на обмотках 12,13 и нагрузке 15. Если при первом режиме работы выполняется первое соотношение, т.е. в выпрямителе 14 складываются токи обмоток 12 и 13, то напряжение на нагрузке 15 равно напряжению на одной из обмоток за вычетом падения напряжения на диодах 21-26.

При втором режиме работы коммутатора 17 в первый полупериод управляющего напряжения открыты транзисторы 3,4, и ток проходит по цепи: первый вывод источника питания 18, конденсатор 6, две параллельно

включенные цепи, первая из которых состоит из транзистора 3 и обмотки 10 трансформатора 8, вторая - из транзистора 4 и обмотки 11 трансформатора 9, конденсатор 7, второй вывод источника питания 18. При

5 этом конденсаторы 6, 7 заряжаются.

Во втором полупериоде управляющего напряжения открыты транзисторы 2, 5. При этом конденсатор 6 разряжается по цепи: первый вывод конденсатора 6, переход кол0 лектор-эмиттер транзистора 2, обмотка 10 трансформатора 8, второй вывод конденсатора 6. а конденсатор 7 - по цепи: первый вывод конденсатора 7, обмотка 11 трансформатора 9, переход коллектор-эмиттер

5 транзистора 5, второй вывод обмотки конденсатора 7, Таким образом, к обмоткам 10, 11 трансформаторов 8, 9 приложено переменное напряжение, равное Uex/З на каждой обмотке, а на вторичных обмотках 12,13

0 будет напряжение Ui2,13 К Uox/З. Напряжение на нагрузке 15 при выбранной по первому режиму работы коммутатора 17 полярности включения вторичных обмоток 12,13 будет равно сумме напряжений на обмотках

5 12,13, а ток равен току отдельной обмотки.

Таким образом, изменяя режим работы коммутатора 17 управляющих сигналов, можно ступенчато изменять выходное напряжение преобразователя, сохраняя при

0 этом полное использование по мощности его элементов, и использовать широтно-им- пульсный модуляционный метод регулиро- с-ания выходного напряжения с неполной глубиной модуляции.

5 Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения, содержащий первую ветвь из согласно последовательно соединенных первого и второго силового транзисторов и первого

0 конденсатора, причем коллектор первого транзистора подключен к первому входному выводу преобразователя, а первый вывод первого конденсатора - к второму входному выводу преобразователя, и вто5 рую ветвь из согласно-последовательно соединенных третьего и четвертого силовых транзисторов и второго конденсатора, при этом эмиттер четвертого силового транзистора подсоединен к второму входному выводу преобразователя, а второй вывод

второго конденсатора - к первому входному выводу преобразователя, и первый силовой трансформатор, первичная обмотка которого подключена между точкой соединения первого и второго силовых транзисторов и точкой соединения третьего силового транзистора и первого вывода второго конденсатора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения регулирования выходного постоянного напряжения, введены суммирующий выпрямитель и второй силовой трансформатор, первичная об

мотка которого включена между точкой соединения третьего и четвертого силовых транзисторов и точкой соединения второго силового транзистора и второго вывода первого конденсатора, причем суммирующий выпрямитель выполнен в виде двух включенных между выходными выводами преобразователя цепочек из трех согласно последовательно соединенных диодов в каждой, а между одноименными точками соединения диодов этих цепочек включены вторичные обмотки первого и второго силовых трансформаторов.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения регулирования выходного напряжения. Преобразователь содержит четыре силовых транзистора и два конденсатора, соединенные в две идентичные ветви,подключенные к входным выводам.Два силовых трансформатора подключены первичными обмотками между точкой соединения силовых транзисторов одной ветви и точкой соединения силового транзистора и конденсатора другой ветви. Вторичные обмотки силовых трансформаторов включены между точками соединения диодов суммирующего выпрямителя. При изменении режима коммутации силовых транзисторов вторичные обмотки силовых трансформаторов включаются либо последовательно, либо параллельно, а к первичным обмоткам при этом наложена одна треть входного напряжения. 1 ил. fe