Способ преобразования переменного напряжения в постоянное Советский патент 1977 года по МПК H02M7/10 

(54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

1

Предлагаемое изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры..

Известны различные способы преобразования переменного напряжения в постоянное 1-5 .

Основным недостатком известных способов является то, что крутизна регулировочной характеристики устройс реализующих эти способы, мала (под крутизной регулировочной характеристики понимается отношение изменения выходного напряжения к изменению заряда конденсаторов) , она нелинейна и, кроме того, при изменении входного напряжения выходное изменяется в прямой пропорции, т.е. является нестабилизированным. Первые два недостатка определяются тем, что при заряде конденсаторов от сети череТ преобразователь рода тока ток заряда изменяется по сложному закону, состоящему из гармонической и экспонеНциаль ной составлямш1нх (при пульсирующем напряжении на выходе преобразователя рода тока) или из экспоненциальной составляющей (при постоянном напряжении на выходе преобразователя рода

тока). По таким же законам изменяется напряжение на конденсаторах. Следовательно, при регулирований выходного напряжения путем изменения времени заряда регулировочная характеристика будет нелинейна, а ее крутизна - мала

Прототипом предлагаемого способа является способ преобразования переменного напряжения в постоянное путем изменения рода тока с последующим циклическим последовательным зарядом п. конденсаторов и параллельным их разрядом на нагрузку ilj .

По предлагаемому способу с целью увеличения крутизны регулировочной характеристики, обеспечения ее линейности и стибилизации .выходного напряжния при изменении входного, ток заряца конденсатора формируют в виде прямоугольного импульса.

На фиг.1 приведено одно из возможных устройств, реализующих предлагаемый способ; на фиг. 2 - диаграг-в-аа, поясняющие способ.

Устройство выполнено из преобразовaтe :я рода тока 1 (система вентилей ОБ, однофазный MQCT). управляемых ключей 2 и 3 (соответстаенно К и К), схемы накопления-деления 4 (СНД), фор мироват ля импульса тока заряда 5 (ФИТ), сглаживающего фильтра 6, управления (СУ) 7 ключами 2 и 3, нагрузки 8 преобразователя. СНД4 сос тоит из п конденсаторов 9, (п -1) зарядных диодов 10, д разрядных неуправляекшх вентилей 11 и 12. Каждый конденсатор 9 одним выводом соединен с анодом вентиля 11, а другим выводом - с катодом вентиля 12., Последовательно соединенные элементы 11, 9 и 12 обраэуют одну из п цепочек схемы 4. Каждая последующая цепочка соединена с предыдущим вентилем 10, анод которого подключен к точке соединения конденсатора 9 с катодом Вентиле ц последующей цепочки. Аноды вентилей 12 сое динены вместе и через управляемый ключ 3 соединены с выходной шиной 13. Катоды вентилей 11 соединены вместе и подключены к выходной шине 14. Одна выходная шина 15 СВ1 подключена к точ ке соединения конденсатора 9 с анодом вентиля 11 первой цепочки СНД4, втора выходная шина 16 СВ1 через последовательно соединенные управляемый, ключ 2 и формирователь импульса тока заряда 5 подключена к точке соединения конденсатора 9 с катодом вентиля 12 последней цепочки схемы 4. К выходнк,. шинам 13, 14 преобразователя подкггючены сглаживающий фильтр 6 и нагрузка 8. На вход 17, 18 подключается источник напряжения переменного тока. Выходы схемы управления 7 подключены к управлянэдим электродё1М ключей 2 и 3. Способ поясняется работой устройства, показанного на фиг.1. В установившемся режиме напряжение переменног тока УС синусоидальной формы, приложенное к входам клеммам 17-18, преобразуется CBj с числом фаз выпрямления .«1 « 2 в пульсирующее напряжение посто янного тока Ug (см. фиг.2), которое действует на выходе системы вентилей 15-16. В момент tj открывается ключ 2 и формирователь импульса тока заряда 5 формирует прямоугольный импульс тока заряда, которым заряжаются последовательно соединенные через вентили 10 конденсаторы 9 схемы 4. При одинаковой емкрсти конденсаторов 9 каждый из них з-аряжается примерно до 1/п час ти а14плитудного значения напряжения Ug , причем закон изменения напряжения на конденсаторах будет линейным в течение всего времени заряда, и, следовательно, увеличится крутизна регулировочной характеристики и будет обеспечена ее линейность. В течение вреени заряда конденсаторов () ключ 3 закрыт. В момент tj ключ 2 закрывается, открывается ключ 3, и начинается разряд параллельно соединенных через вентили 11 и 12 конденсаторов 9 на фильтр 6 и нагрузку 8. Конденсатор фильтра 6 поддерживает напряжение на нагрузке 8 во время заряда конденсаторов 9. Начиная с момента tj, все процессы повторяются. Так как энергия, пoтpe(ляeмaя от первичного источника при заряде конденсаторов прямоугольным импульсом тока с.постоянной амплитудой, не меняется от периода к периоду, то среднее значение выходного напряжения будет стабилизированным при изменении входного напряжения. Таким образом, предлагаемый способ позволяет увеличить крутизну регули-. ровочной характеристики, обеспечить ее линейность и стабилизировать .BtHходное напряжение при изменении входного. Формула изобретения Способ преобразования переменного напряжения в постоянное путем изменения рода тока с последующим циклическим последовательным зарядом п конденсаторов и параллельным их разрядом на , нагрузку, отличающийся тем, что, с целью увеличения крутизны регу,9ировочной характеристики, обеспечения ее линейности и стабилизации выходного напряжения при изменении входного, ток заряда конденсаторов формируют в виде прямоугольного импульса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Моин B.C. и др.Стабилизированные транзисторные преобразователи, изд. Энергия , М. 1972г., стр. 240-243, рис. 7-14 2.Патент США 3477011, кл. 321-15, 1972. 3.Патент США 3602795, кл. 321-15, 1972. 4.Патент США 3808512, кл. 321-15, 1973. 5.Патент Японии 46-12179, кл. Н 02 m 7/00, 56 В 01, публикация от 1.971 г.

Г

П