Преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1979 года по МПК H02M3/335 H02P13/16 

-«. .. / Изобретение относится к электротехнике, я именно регуляторам напряжения постоянного тока с импульсным принципом регулирования. Известны преобразователи постоянного напр жения в постоянное, в которых связь между первичной и вторичной сторонами тра1{сформаторная 1 и 2. Недостаток известных устройств - значитель ные потерн мощности в ключевых и вентильных элементах зтих схем. Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является преобразователь постоян ного напряжения в постоянное, содержащий две двухтактные преобразовательные ячейки с вь1ходными| трансформаторами, вторичные обмотки которьк через выпрямители подключень к общим выходным выводам преобразов теля, а также дроссель 3. Недостаток известного преобраз(рвателя сост ит в потерях мощности связанных с насыщением сердечника силового 1рансформатора одной из ячеек, а также в том, что последовательно с каждой из нагрузок на вторичной стороне необходимо включать дроссель. Это при числе нагрузок, большем единищ 1, вызывает ухудшение массогабаритных показателей устройства. Цель изобретения - повышение КПД и уменьшение массы и габаритов устройства. Для этого в преобразователе постоянного напряжения в постоянное, содержащем две двухтактные инверторные ячейки с выходными трансформаторами, вторичные обмотки которых через выпрямители подключены к общим выходным выводам преобразователя, а первичные обмотки связаны со входными выводами, и дроссель, ячейки соединены по входу параллельно и через обмотку указанного дросселя подключены к входньам выводам преобразователя. Исключение насыщения трансформатора в предлагаемом устройстве достигается за счет того, что трансформаторы ячеек работают поочередно, т.е. с паузой. Ток на вторичной стороне имеет ступенчатую форму, что позволяет исключить со ВТОричнои стороны дроссели, оставив только конденсаторы для сглаживания напряжения. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - алгоритм работы ключей, где ос гдяиик Включен силового ключа соответствует 1, а состоянию Вьжлючен О..- - - - . : - .. В преобразователе между общими шинами 1 н 2 питания включены два двухтактных усилителя мощности (две преобразовательные ячейки). Первая из преобразовательных ячеек вшолнша на трансформаторе 3, первичная обмотка которого имеет секции 4 и 5, включенные последовательно. Общая точка секций перВИФ10Й обмотки непосредственно подключена к шине 2 питания, а начало секции 5 и конец секции 4ореййнены с шиной J питания через уйрабляемые б и 7, например, транзисторнше. Вторая преобразовательная ячейк;а содержит трансформатор 8, в котором секции 9 и 10 первичной обмотки соединены последов /тёльно обща тЬчка: нёпосредствешда со е айнена с цшной 2 гайания, а начало секции и конец Ьек|у и 9 подключены к Шине 1 Через управляемые ключи 11 и 12, также; например, транзисторные. иЬйна 2 питаний подключена к источнику И йггаййя через дроссель 14. Нагрузка 15 на вторичной стороне усилнтей1вй мощносм, шунтированная конденсатором 16, подключена ко вторичным обмоткам 17 и 18 трансформатора 3 через вьтрямитель, образ вашьш дйодаш 19 и 20, а ко вторичным обмоткам 21 и 22 трансформатора 8 - через вьпфямйтель,, образованный диодами 23-24. Усилители мощности выполнены с разными коэффициентами передачи между первичной и вторичной сторонами. Например , где n...f8 -wTo Силовью ключи б, 7 и 11, 12 управляются сшиалами с выхода устройства 25 управпешш. ПриНЕЕйп дейст&ия предлагаемого прёобразоватсейя cubtdHT в следующем. Дроссель l4 BbiciytiaeT по OTHOniewaro к силовой цепи обеих преобразовательных ячеек в роли источника тока Т -КогДа отгкрьи силовой ключ 6(7), в нагрузку 11е)редается мощность через диод 20 (19). Ток, протекающий через диоды вьшрямителя, подключенного на выходе первой преобразовательной ячейки, равен Ii c/ni. При этом на шине 2 устанавливается потенциал, равный Vu/nt, определяемый напряжешём, трансформируемым из обмотки 18 (17) в обмотку 4(5). Открытое состояние ключа 6 первой преобразовательной ячейки сменяется открытым состоянием ключа 11 второй ячейки (фиг.2). Когда отркыт ключ 11 (12), в нагрузку 15 передается мощность через диод 24 (23) выпрямителя на вторичной стороне трансформатора 8. Ток протекающий через диоды выпрямителя, равен Ij L/nj. При этом на пшне 2 устанавливается потенциал VH/HJ, определяемый напряжением, трансформируемым из обмоток22; 21 в обмотки 9 (10). Напряжение УН/П меньше, чем напряжение Ун/п2, так как . Поэтому, когда работают в течение времени силовые ключи первой ячейки, в дросселе 14 накаптгвается энергия магнитного поля, а изменение магнитного потока ДФ1 в сердечнике определяемся соотношением,, VvT 4 -ф-/г--) Г(- п,1 г Wgp в котором Wflp - число йитков обЦ1отки дросселя 14., Ko№ работают в течение временч (l-y): силовые ключи второй преобразовательной ки, дроссель отдает накопленну1Ь эйерппЬ, а изменение магнитного потока равно :: - -Щ-4-.)}-4 в установшшемся режиме очевйднЬ равенство ДФ1 + ДФ2 0, и следовательно у, 1 : - . н fj Г , : ...:, ; Таким образом, ПрёдлагаемЬе ус-фойстао обеспечивает регулирование вйкодного (выпрямле1шого) нап яжения в пределах от VnMraif пгЕ при -у 0) до уровня VH макс niE при 7 1ПреобразЬвШйь постоянного напряжения в йЬстояннбе мр)кет вьшблнен и в мостовом варианте, что. менее выгодно энергетически, но позволяет СНИЗИТЬ напряжения на запертых ключах преобразовательных ячеек. Число нагрузок на вториадюй стороне преобразователя не изменяет принципа действия устройства и может быть выбрано любым. Формула изобретения Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий две двухтактные инверторные ячейки с .выходными трансформаторами, вторичные обмотки которых через выпрямители подключены к общим выходным выводам преобразователя, а первичные обмотки связаны со входными выводами, а дроссель, о т л и ч а ю щИ и с я тем, что, с целью

повьшгения КПД и уменьшения массы и габаритов, ячейки соединены по входу параллель- но и через обмотку указанного дросселя кодкпючены к входным выводам преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Ф«

ijdfj 4d.fJ

Ay- -V -VA - -VA y1.В. С. Моин, Н. Н. Лаптев, Стабилизиро: ванные транзисторные прХ)бразователи, М;,

Энергия, 1972, с. 283, рис8-15,а..

2.Авторское свидетельство СССР N 377953, кл. Н 02 Р 13/16, 1972.

3.Заявка N 1963374/07, по которой принято положительное решение о вьвдаче авт- свид.

Аг«

Ф1К.

Кб, К7-.

К11. K12l