ТРАНЗИСТОРНЫЙ КОНВЕРТОР С ВЫСОКИМ ВЫХОДНЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ Советский патент 1973 года по МПК H02M3/337 

1

Изобретение относится к области преобразовательной техники, к классу конверторов с высоким выходным напряжением и может использоваться в системах электропитания аппаратуры автоматики и связи.

Известные конверторы с высоким выходным напряжением, состоящие из инвертора с высоковольтным трансформатором и выпрямителя, имеют большой вес и габариты и невысокий К.П.Д., вследствие большой расчетной мощности указанного трансформатора.

Цель изобретения - повысить к.п.д. и уменьшить габариты и вес конвертора.

В предлагаемом конверторе эта цель достигается тем, что выходной трансформатор выполнен в виде двух трансформаторов, один из которых имеет входную, обратной связи и высоковольтную обмотки другой - входную и обратной связи, причем одноименные обмотки обоих трансформаторов соединены последовательно н согласно. Это определяет получение на вьк.оковольтной обмотке трансформатора импульсов напряжения с большой скважностью.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого конвертора; па фиг. 2 - формы напряжений на обмотках высоковольтного трансформатора.

Конвертор содержит самовозбуждающийся инвертор, состоящий из высоковольтного

трансформатора / с обмотками: выходной высоковольтной 2, входными 3, 4, обратной связи 5, 6; трансформатора 7 с входными обмотками 8, 9 и обратной связи 10, И; транзисторы 12, 13; схему удвоения напряжения с диодами 14. 15 и конденсаторами 16, 17.

Предлагаемый конвертор работает следующилг образом. Транзисторы 12, 13, работая в ключевом режиме, нодключают попеременно к

входному напряжению (t/вх) на полпериода то обмотки 3 и 8, то 4 и 9. При включении транзистора 12 сначала происходит перемагничивание сердечника трансформатора 7, так как он че нагружен. При этом почти все напряжение 6вх приложено к обмотке 8. После насыщения сер.дечника трансформатора 7 напряжение полностью приложено к обмотке 3. В этот промел уток времени в обмотке 2 индуктируется импульс напрян ения большой

амплитуды, и про 1сходит заряд конденсатора 1C до величины этой амплитуды. Транзистор 12 поддерживается во включенном состоянии сначала напряжением обмотки 10, а после насыщения сердечника трансформатора 7 напряжением обмотки 5. После насыщения сердечника трансформатора / происходит переключение транзисторов, и сердечники трансформаторов 7 и / поочередно перемагничиваются до отрицательного насыщения. Транзистор 12

во второй полупериод закрыт напряжением

обмоток 10 и 0. в этот полупериод происхс;j,nT заряд конденсатора 17. На нагрузке 18 таким образом имеется постоянное высокое напряжение. Форма напряжения на обмотке 2 показана кривой а на фиг. 2. Если исключить трансформатор 7, закоротив его обмотки, то величина этого им-пульса сохранится, но они будут следовать без пауз. Напряжение на нагрузке 18 останется неизменным, частота же возрастет, что .приведет к снижению к.1П.д.

Если при закороченном трансформаторе 7 снизить напряжение t/вх, то частоту и потери мощности можно снизить и привести к прежнему уровню, однако выходное напряжение преобразователя при этом будет в несколько раз ниже. Напряжение, которое можно получить с обмотки 2 при заданной частоте без трансформатора 7 показано кривой б на фиг. 2.

Таким образом, преобразователь, выполненный по известной схеме с заданным высоковольтным трансформатором, имеет либо значительно меньшее выходное напряжение, либо значительно большие потери мощности.

Трансформатор 7 имеет небольшие размеры, так как он низковольтный и маломощный.

Напряжение обмоток 5 и б выбирается большим Б 2-3 раза, чем напряжение 10 и И. ГТри этом даже при отсутствии нагрузки 18 сохраняется описанный режим работы трансформаторов, так как трансформатор / нагружен больше.

Для улучшения прямоугольности импульса на обмотке 2 сердечники трансформатора выполняются из материала с прямоугольной формой петли гистерезиса. Аналогичные преимущества и принцип действия имеет преобразопогель, выполненный с одним трансформатором, сердечник которого состоит из двух раздельных магнитопроводов. При этом входные обмотки и обмотки обратной связи охватывают оба магнитопровода, а выходная только один.

Предмет изобретения

Транзисторный конвертор с высоким выходным напряжением, содержащий выпрямитель с конденсаторным фильтром и инвертор, выполненный по двухтактной самовозбуждающейся схеме с двумя выходными трансформаторами, один из которых имеет входную обмотку, обмотку обратной связи и высоковольтную обмотку, а второй -входную обмотку и обмотку обратной связи, иричем входные обмотки обоих трансформаторов соединены согласно - последовательно, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения к.п.д., обмотки обратной связи обоих трансформаторов соединены между собой согласно-последовательно.

Ф 1/3.1

Н1

Г

. 2