Регулируемый конвертор Советский патент 1976 года по МПК H02M3/315 H02P13/16 

трансформации для основной н вспомогательHbiij( инве|рторных ячеек Ко: Ь : Ь : : 0,143:0,071:0,036 (К - отношение числа витков выходной обмотки трансформатора соответствующей ячейки к числу витков его первичной обмотки).

Процесс стабилизации при сделанных допущениях отображается следующей таблицей

Независимо от напряжения источника питания 1 подключенный к нему задающий генератор 2 с трансформатором 3 (первичная обмотка 42, вторичные обмотки 43-50) вырабатывает симметричные знакопеременные прямоугольные импульсы, используемые для управления как основной 4, так и вспомогательными 5-7 инзерторными ячейками.

При минимальном напряжении питания, равном в относительных единицах 0,80, суммарные напряжения опорного элемента 26 и соответствующих дополнительных обмоток 20-25 таковы, что к диодам 27-29 фиксирующих выпрямителей приложены обратные напряжения, эти диоды закрыты и, следовательно, в базы управляющих транзисторов 30-32 от обмоток 43 и 44 задающего генератора и соответственно в базы коммутирующих транзисторов всех вспомогательных инверторных ячеек от об)Моток 45-50 задающего генератора поступают токи, и выходные напряжения этих ячеек изменяются в фазе с выходным напряжением основной ячейки. При этом ни через один из возвратных диодов 33-38 ток не протекает, и выходное напряжение конвертора равно арифметической сумме выходных напряжений всех ячеек.

При напряжении питания равном 0,85 состояния фиксирующих диодов 27, 28 и, соответственно, состояния вспомогательных инверторных ячеек 5, 6 не именяются, в то время как через фиксирующий диод 29 протекают попеременно токи, что обусловливает запирание управляющего транзистора 32 и коммутирующих тр:шзисторов вспомогательной ячейки 7, переходящей из инверторного в выпрямительный режим, в котором через возвратные диоды 37, 38 осуществляется рекуперация энергии из внешней цени в источник питания.

Для этого случая выходное напряжение данной ячейки .изменяется в противофазе по отнощению к выходным напряжениям всех остальных ячеек и, следовательно, вычитается из их суммы (см. таблицу). Отсутствие отпирающих токов Б цепи баз транзисторов этой ячейки повышает к.п.д. конвертора.

При дальнейщем увеличении напряжения питания в зависимости от состояний фиксирующих диодов 27-29 каждая из вспомогательных ячеек может давать как положительную, так и отрицательную составляющую выходного напряжения конвертора, причем знак этой составляющей автоматически определяется соотнощением между напряжением опорного элемента и суммой напряжений соответствующих измерительных обмоток так, что выходное напряжение конвертора стабилизируется на заданном уровне.

Из представленной таблицы следует, что при выбранных коэффициентах трансформации относительная нестабильность выходного напряжения преобразователя для заданного диапазона изменения напряжения питания не превышает ±3,6%. Так как длительности фронтов прямоугольных напряжений на обмотках трансформаторов ячеек отличны от нуля, то для ус-лранения коммутационных выбросов к включенной через выпрямитель 39 нагрузке 40 преобразователя подключен щунтирующий конденсатор 41 относительно небольшой емкости. За счет отсутствия фильтра и небольшой суммарной мощности вспомогательных ячеек (для рассмотренного примера 20% от всей мощности устройства) схема имеет высокий К.П.Д., близкий к к.п.д. «естабилизированного преобразователя.

Возможны различные модификации устройства. Так, например, в качестве опорного элемента 26 можно использовать кремниевый стабилитрон с питанием его через вспомогательные резистор и двухполупериодный выпрямитель от дополнительных обмоток трансформатора задающего генератора или трансформатора основной инверторной ячейки. Сам задающий генератор по цепп питания может быть подключен к обмоткам трансформатора основной инверторной ячейки или иа выход конвертора. При использовании основной инверторной ячейки, работающей в автогенераторном режиме, необходимость в задающем генераторе отпадает, и управление транзисторами вспомогательных инвертор.ных ячеек может быть осуществлено непосредствен-но от обмотки Т|рансформатора основной ячйки.

Для надежного обеспечения ключевого режима работы коммутирующих транзисторов целесообразно применение во входных цепях вспомогательных ячеек в качестве управляющего ключевого элемента составных транзисторов, двухоперационных тиристоров, релейных элементов типа триггера Шмитта и т. д.

Одно из важных применений предлагаемое уст|ройство найдет для получения стабилизированного постоянного напряжения при использовании в качестве источника энергии нестабилизированной трехфазной сети переменного тока промыщленной частоты. В этом случае, как следует из описанного выше принципа работы, в качестве источника 1 можно использовать трехфазную сеть с включенным на ее выход

мостовым выпрямителем без какого-либо дополнительного фильтра.

Наличие общих электродов у различных транзисторов конвертора упрощает задачу его миниатюризации путем выполнения в интегральном виде схемы управления.

Для регулирования выходного напряжения устройства необходимо изменять напряжение на опорном элементе 26.

Формула изобретения

2.Конвертор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве указанного ключа использован транзистор с противоположным транзистором ячеек типом проводимости.