Статический преобразователь напряжения Советский патент 1979 года по МПК H02M7/515 

пи, второй вход - с источником опорного напряжения, а выход -со входом, блока управления ключами и со вспомогательной цепью из двух последовательно соединенных резисторов, один из которых зашунтирован диодом, и конденсатора, соединенного с базой дополнительного транзистора, переход эмиттер-коллектор которого шунтирует конденсатор / С-цепи, причем последняя подключена ко вторичной обмотке трансформатора через выпрямитель.

В тех случаях, когда необходима гальваническая развязка между нагрузкой и цепями управления, выпрямитель, выход которого подключен к интегрирующей / С-цепи, подключается к третьей обмотке трансформатора.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема статического преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжения в характерных точках схемы.

Статический преобразователь содержит силовые полупроводниковые элементы 1 (транзисторы или тиристоры), коммутирующие цепь первичной обмотки однофазного трансформатора 2.

В качестве примера дана мостовая схема. Ко вторичной обмотке трансформатора 2 параллельно нагрузке 3 подключен двухполупериодный выпрямитель 4, к выходу которого присоединена интегрирующая цепь состоящая из резистора 5 и конденсатора 6. К конденсатору 6 подключены коллектор и э.миттер обнуляющего транзистора 7. Один из выводов конденсатора 6 соединен с первым входом порогового устройства 8. Второй его вход соединен с источником 9 опорного напряжения. Выход порогового устройства 8 соединен с последовательной цепью из двух резисторов 10 и 11 и конденсатора 12. Один из резисторов защунтирован диодом 13. Один вывод конденсатора 12 подключен к общей точке схемы, другой соединен с базой транзистора 7. Кроме того, выход порогового устройства 8 соединен со входом устройства 14 управления силовыми коммутирующими элементами 1.

На фиг. 2 обозначено напряжение 15 на интегрирующем конденсаторе 6, напряжение 16 опорного источника 9, напряжение 17 на выходе порогового элемента 8, напряжение 18 на конденсаторе 12, уровень 19 переключения транзистора 7, напряжение 20 на нагрузке 3; t - момент включения порогового устройства 8, /2 - моменту включения транзистора 7, ts - момент выключения порогового устройства 8, /4 - момент выключения транзистора 7.

Преобразователь работает следующим образом.

После включения коммутирующими элементами 1 напряжения на первичную обмотку трансформатора 2, на нагрузке 3 появляется прямоугольное напряжение 20. Выпрямитель 4 детектирует его и напряжение интегрирующего конденсатора 6 нарастает по закону, близкому к линейному. В момент /1, когда напряжение 15 интегрирующего конденсатора сравняется с уровнем напряжения 16, срабатывает пороговое устройство 8 и на его выходе появляется напряжение 17, которое поступает в устройство управления и вызывает переключение коммутирующих элементов преобразователя. На нагрузке напряжение меняет полярность.

Появившееся на выходе порогового устройства напряжение вызывает заряд конденсатора 12 через диод 13 и резистор 10.

Через некоторое время, определяемое постоянной времени заряда, напряжение 18 на конденсаторе 12 достигает уровня 19 переключения транзистора 7 (момент t), который, насыщаясь, обеспечивает разряд интегрирующего конденсатора 6. В момент /з. когда снижающееся напряжение 15 конденсатора 6 сравняется с уровнем опорного напряжения 16 источника 9, пороговый элемент 8 переключится и снимет напряжение

17 со входа устройства 14 управления и зарядной цепн конденсатора 12. Последний начинает разряжаться через последовательно включенные резисторы 10 и 11. Резистор 11 установлен для ограничения разрядного

тока конденсатора 12. В момент t транзистор 7 переходит в режим отсечки. К этому моменту интегрирующий конденсатор 6 оказывается полностью разряженным и начинается следующий цикл его заряда.

Таким образом, в преобразователе обеспечивается стабилизация амплитудного значения напряжения на интегрирующем конденсаторе, которое нроиорционально среднему значению выходного напряжения

преобразователя. Последнее, в свою очередь, пропорционально амплит дному значению индукции в сердечнике трансформатора 2. Вся обработка информации производится

в маломощных управляющих цепях с помоН1.ью полупроводниковых элементов, позволяющих использовать методы гибриднопленочной технологии. Тем самым существенно снижаются габариты устройства и

потери в преобразователе. Коммутация силовых элементов происходит при номинальных значениях токов, поэтому надежность предлагаемого цреобразователя выше. На повышение надежности сказывается также

сокращение мощности потребляемой схемой.

Формула изобретения

Статический преобразователь напряжения, содержащий силовые ключи, связанные с блоком управления, интегрирующую / С-цепь, связанную со вторичной обмоткой трансформатора, и источник опорного напряжения, отличающийся тем, что, с

целью снижения потерь и уменьшения габаритов, он снабжен нороговым элементом, первый вход которого соединен с конденсатором / С-цепи, второй вход - с источником опорного напряжения, а выход - со входом блока управления и со вспомогательной цепочкой из двух последовательно соединенных резисторов, однн из которых зашунтирован диодом, и конденсатора, соединенного с базой дополнительно введенного транзистора, переход эмиттер - коллектор которого подключен параллельно конденсатору J C-цепи, причем последняя соединена со вторичной обмоткой трансформатора через выпрямитель.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 Авторское свидетельство СССР N° 352355, кл. Н 02 М 7/12, 1975.

2. Патент Англии Х° 1322009, НЗТ, 1974.

f

cpus.Z