Преобразователь переменного напряжения низкой частоты в постоянное напряжение Советский патент 1976 года по МПК H02M3/315 H02M5/42 

1

Изобретение относится к вторичным источникам электронитания систе1М автоматики и связи и может быть иснользовано для преобразования переменного напряжения промышленной сети низкой частоты в постоянное напряжение.

Известные нреобразователи напряжения данного класса содержат последовательно соединенные входной выпрямитель, инвертор повышенной частоты и выходной выпрямитель со сглаживаюш.им фильтром.

Пульсации напряжения низкой частоты в таких преобразователях сглаживаются фильтром на выходе преобразователя, имеюш,им большие габариты и массу.

Цель изобретения - снизить габариты и массу фильтра путем приближения формы выходного напряжения к прямоугольной.

Это достигается выполнением выходного трансформатора с отводами первичной обмотки, которые соединены с дополнительными ключами, управляемыми с выхода входного выпрямителя.

На фиг. 1 представлена схема нредлагаемого преобразователя в транзисторном варианте, где 1-входной выпрямитель; 2 - выходной трансформатор; 3 - 8 - силовые транзисторы, работаюшие в режиме переключения; 9-14-схемы совпадения; 15 - задающий генератор; 16 - схема синхронизации; 17-

схема управления, представляюш,ая собой кольцевой распределитель импульсов, количество тактов которого равно числу секций первичной обмотки силового трансформатора;

18 - широтно-импульсный модулятор; 19 - выходной выпрямитель со сглаживающим фильтром; 20 - нагрузка; 21-24-развязывающие диоды.

Па фиг. 2 изображены временные диаграммы работы основных узлов схемы. Здесь: а-форма напряжения на выходе выпрямителя 1; б - импульсы с задающего генератора 15; в - импульсы со схем совпадения 11 и 12; г-импульсы со схем совпадения 10 и

13; д - нмлульсы со схем совпадения 9 и 14; е - форма напряжения на входе выходного сглаживающего фильтра 19.

Принцнп работы схемы сводится к следующему.

При подключении преобразователя к сети схема управления 17 при помощи схемы 16 синхронизируется с частотой сети и после прохождения сетевого напряжения через нуль разрешает сначала работу схем совпадения

11 и 12. Задающий генератор 15 ненрерывно выдает импульсы с частотой, значнтельно превышающей частоту сети (несколько единиц или десятков килогерц). При этом к выходу выпрямителя оказываются сначала нодкл)оченными через транзисторы 5 и 6 части первичных обмоток трансформатора 2 с наименьшим количеством витков. Период IKOMMVтироваиия транзисторо-р 5 и 6 определяется частотой геиератора l|, а скважность этих импульсов - широтпо-импульспым модулятором 18, в котором происходит сравнение постоянного наПряжен|;Я на нагрузке 20 с опорным напряжением, Через промежуток времени, определяемый количеством отводов в первичной обмотке трансформатора 2 (при трех отводах этот промежуток составляет- , схема управления 17 открывает схемы совпадепия 10 и 13 и разрешает работу транзисторов 4 и 7, а транзисторы 5 и 6 запираются. Затем аналогичным образом подключаются полные тактовые обмотки через транзисторы 3 и 8. При совпадении синусоидального напряжения от амплитудного до нуля, включение транзисторов происходит в обратной последовательности. Во время следующей половины периода сетевого напряжения схема работает аналогичным образом. Так как количество витков первичных обмоток меняется синхронно с величиной мгновенного значения напряжения сети, а количество витков выходной обмотки неизменно, то напряжение на выходе преобразователя оказывается практически постояиным с иеоольН1ИМ уровнем выходных пульсаций. Стабилизация постоянного напряжения на нагрузке 20 осуществляется изменением ширины импульсов, снимаемых с ншротпо-импульсного модулятора 18. Развязывающие диоды 21 - 24 служат для исключения инверсных токов через транзисторы. Формула изобретения Преобразователь переменного напряжения низкой частоты в постоянное напряжение, содержащий соединенные последовательно входной выпрямитель, инвертор повышенной частоты с выходным трансформатором с основными ключевыми элементами, управляемыми от задающего генератора через широтно-импульсный модулятор, и выходной выпрямитель со сглаживающим фильтром, отличающийся тем, что, с целью уменьщения массы и габаритов, первичная обмотка указанного трансформатора имеет отводы, соединенные с выходом входного выпрямителя через дополнительные ключевые элементы, цепи управления которых соединены с выходом схемы совпадения, один вход которой связан с выходом входного выпрямителя, а другой - с выходом широтно-импульсного модулятора.

О

Vus.2