Преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1978 года по МПК H02M3/315 

1

Изобретение относится к области преобразовательной техники и предназначено для преобразования постоянного напряжения одного уровня в постоянное напряжение другого уровня в мощных источниках электропитания.

Известны преобразователи постоянного напряжения в постоянное, содержащие последовательный резонансный инвертор на тиристорах, выпрямитель, включенный па выходе трансформатора инвертора, и емкостный сглаживающий фильтр. Однако такой преобразователь имеет ограниченный диапазоп изменения тока нагрузки 1.

Известен иреобразователь постоянного напряжения 2J, содержащий последовательный резонансный инвертор на тиристорах, выходной трансформатор, выпрямитель, емкостный сглаживающий фильтр и транзисторный коммутатор. Такой преобразователь отличается больщим коэффициентом преобразовапия напряжения, возможностью работы на повыщенных частотах, отсутствием ностоянной составляющей тока в первичной обмотке трансформатора инвертора, больщим диапазоном изменения тока нагрузки.

Недостатками известного преобразователя являются его сложность, больщие габариты и масса из-за применения коммутато2

ра, состоящего из четырех транзисторов, четырех диодов и дополнительного конденсатора.

Целью изобретения является упрощепие преобразователя, уменьщеппе его габаритов и массы. Поставленная цель достигается тем, что коммутатор объединяется с выходным выпрямителем, а именно транзисторы коммутатора присоединяются встречнонараллельно диодам выходного выпрямителя через общие для каждой группы трапзисторов, соединенных одноименными выводами, диод и резистор. При этом отпадает надобность в двух диодах, дополнительный конденсатор исключается, т. к. его роль выполняется конденсатором фильтра преобразователя. Транзпсторы коммутатора могут управляться как от задающего генератора, так и от трансформатора инвертора. В последнем случае требуемая мощность задающего генератора уменьщается и его габариты также уменьшаются, а с.кема упрощается.

На чертеже представлена схема преобразователя постоянного напряжения.

Преобразователь состоит из резонансного и-нвертора на тиристорах 1-4, последовательного контура из реактора 5 и конденсатора 6, выходного трансформатора 7, выпрямителя на диодах 8-11 и конденсатора

12 сглаживающего фильтра. Коммутатор выполнен на транзисторах 13-16, днодах 17, 18 н резисторах 19, 20. Трансформаторы коммутатора управляются от задающего генератора либо от трансформатора инвентора через обмотки 21-24. Преобразователь нагружен на активное соиротивление 25.

Вынрямитель может быть выполнен но двухполуиериодной схеме с выводом нулевой точкн трансформатора.

Преобразователь работает следующим образом.

При включении тиристоров 1 и 4 в колебательном контуре, состоящем из реактора 5 н конденсатора 6, формируется иолол ительный импульс тока, а конденсатор 6 перезаряжается до напряжения с нолярностью, обратной начальной. Одновременно с тиристорами 1 н 4 отнираются диоды 8 и 11 выпрямителя, транзисторы 13 н 16 коммутатора. Конденсатор 12 фильтра заряжается через диоды 8 и 11. Протеканию тока нагрузки через транзисторы 13 н 16 коммутатора нрепятствуют диоды 17 и 18. По окончании полупериода колебаний транзисторы 1, 4 и диоды 8, И закрываются. Ток намагннчнвания трансформатора (втекавший до этого в конец нервнчной обмотки и достигший к этому врхеменн положительной величины) начинает протекать по цени вторичной обмотки: транзистор 13, диод 17, резистор 19, конденсатор 12, резистор 20, диод 18, транзистор 16. Таким образом, во время паузы напряжение на первичной обмотке трансформатора, определяемое приложенным ко вторичной обмотке напряжением конденсатора фильтра, сохраняет ту же величину и знак, что и в интервале открытого состояння тиристоров. Это обеснечивает поддержание обратного нанряжения на закрывшихся тиристорах 1 и 4. С задержкой после момента окончания импульса тока, необходимой для восстановления запирающих свойств тиристоров 1 и 4, включаются тиристоры 2 н 3 и одновременно отнираются диоды 8, 9 и транзисторы 15 н 14. В колебательном контуре формируется отрицательный импульс тока, а конденсатор 6 снова перезаряжается. По окончаНИИ нроцесса нерезаряда ток намагничивания трансформатора, втекавшнй в начало первичной обмотки, начинает замыкаться по

цепи: транзистор 15, диод 17, резистор 19, конденсатор 12, резистор 20, диод 18, транзистор 14, вторичная обмотка трансформатора. Па обмотках трансформатора поддерживается отрицательное нанряжение.

Емкость конденсатора 12 выбирается такой, чтобы пульсации напряжения на нагрузке были малы по сравнению с постоянной составляющей напряжения на нагрузке, поэтому во время паузы на тиристорах поддерживается практически постоянное обратное напряжение, обеспечивающее надежную коммутацию тиристоров. Резисторы 19 и 20 препятствуют намагничиванию сердечника трансформатора во время наузы, если в качестве материала его иснользуется пермаллой с высокой прямоугольностью нетли гистерезиса. Если материалом сердечника является электротехническая сталь, резисторы можио исключить.

Таким образом, подсоединение транзисторов коммутатора встречно-нараллельно диодам выпрямителя позволяет упростить преобразователь, улучшить его массо-габаритные показатели.

Формула изобретен и я

1.Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий последовательный резонансный инвертор на тиристорах, выпрямитель на днодах, подключенный ко вторичной обмотке трансформатора инвертора и транзисторный коммутатор, подключенный по переменному току к обмотке трансформатора инвертора, отличающийся тем, что, с целью упрощения его конструкции, уменьщения габаритов и веса, транзисторы коммутатора присоединены 1Ктречно-параллельно диодам выпрямителя через общие для каждой пары транзисторов, соединенных одноименными выводами, диод и резистор.

2.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что входы транзистора коммутатора присоедпнены к дополнительным обмоткам трансформатора инвертора.

,Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 458936, кл. П 02М 7/52, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР № 547941, кл. П 02М 3/315, 1977.

21 «

f-f