Регулируемый двухтактный вольтореверсивный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1980 года по МПК H02M3/335 H02P13/18 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах вторичного электрогштания для преобразования и регулировани постоянного напряжения, как в сторону п вышения , так и в сторону понижения. Известны двухтактные вольтореверсивные преобразователи постоянного напряжения, содержащие .четьфе транзистора, и трансформатор, два транзистора включены по схеме инвертора, а два вклю чены между входным и выходным выводо преобразователя Cl Извеютны также регулируемые преобра зователи постоянного напряжения подобного тица, в которых введен выходной LC фильтр, и возвратный выпрямитель, выход которого подключен к входным выводам инвертора 2. При регулирова1ши в Ш1фоком диапазоне изменений входного или выходного напряжения преобразователя велич1ша расчетной мощности, а следовательно габариты и масса, силовых элементов в данной схеме существенно увеличены. Цель изобретения - уменьшение массы и габаритов при регушфовании напряжения в широком диапазоне. Это достигается тем, что в двухтактном вольтореберсивном преобразователе постоянного напряжешш содержащем подключенный к входным выводам инвертор с первыми двумя управляемыми ключами и выходным трансформатором, имеющим перви шую обмотку, отвод от средней точки которой подключен: к первому входному выводу преобразователя, и вторичные обмотки, подключетшые через вторые управляемые ключи между первым входным и первым выходным выводами преобразователя, сглаживающий фильтр, включенный на выходе преобразователя к возвратный выпрямитель, введена дополнительная обмотка, каждая половина которой включена последовательно с каждым из первых утфавляемых ключей между одним из его силовых электродов и вторым

.входным выводом гфеобразователя, а к этой обмотке подключен вход возвратного вьшрямителя, выход которого подключен ко входу указанногоL С фильтра.

Предложенная схема показана на чертеже.

Преобразователь содержит управляемые ключи 1 и 2, включенные через последовательно соединенные обмотки выходного трансформатора 3 между первым входным и первым выходным выводами преобразователя. Инвертор4 выполней на управляемых ключах 5 и 6, Возвратный вьгарямитель 7 содержит диоды 8 и 9. Вход выпрямителя подключен к дополнительной обмотке 10 трансформатора 3, а выход - к входным зажимам выходного фильтра 11. При необходимост устанавливается входной фильтр 12. Обобщенная, схема управления 13, выходы которой присоединены к входам ключей 1,2 и входам инвертора 4, связана с задающим генератором 14 и устройством обратной связи 15, присоединенным к нагрузке 16.

Схема работает следующим обра,зом, В режиме вольтодобавки управляемые ключи 4 управляются от схемы управления с переменной скважностью. При этом время открытого состояния ключей 5 и 6 больше нуля, но меньше половины периода. Ключи 1 и 2 работают в режиме выпрямляющих диодов и каждый из них открыт в течение половины периода. Выходное напряжение инвертора 4 выпрямляются ключa IИ 1 и 2, работающих в режиме диодов. Выпрямленное Напряжение складывается с входным напряжением. Поэтому выходное напряжение в данном случае выше входного. Преобразованная энергия непосредственно поступает от источника питания в цепь нагрузки . Через диоды 8 и 9 ток в этом режиме не протекает. Если же ключи 5 и 6 закрыты, а 1 и 2 периодически переключаются с переменной скважностью, то устройство на ключах 1 и 2 работает в режиме инвертора. При этом время вьпслюченного состояния каждого из ключей 1 и 2 больше меньше половины периода. Выходное напряжение инвертора на ключах 1 и 2 выпрямляется диодами 8 и 9 вьтрямителя 7, а входное напряжение этого инвертора вычитается из входного напряжения преобразователя. К нагрузке прикладывается разность этих напряжений, т.е. выходное напряжение данном случае ниже входного. Выходное напряжение возвратногч) выпрямителя равно выходному напряжению регулятора, а выходной ток разности выходного и входного токов.

Если преобразователь перевести в режим , когда оба ключа 1 и 2 постоянно .закрыты, то регулируя относительную длительность открытого состояния ключей 5 и 6 можно регулировать напряжение, снимаемое с обмоток 1О и

поступающее на нагрузку 16 через вьшрямитель 7 и фильтр 11, от нуля до величины, определяемой коэффициентом трансформации между первичными и дополнительными обмотками трансформатора 3.

.Если этот коэффициент принять равным единице, то используя все указанные три режима можно плавно регулировать выходное напряжение от О до 1,5 Uoj . При этом фильтр 11 и все силовые элементы

рассчитываются на одну треть мощности обычного нереверсивного преобразователя. Следовательно масса и габариты преобразователя в этом случае существенно снижаются по отношению к прототипу.

5 Формула изобретения

Регулируемый двухтактный вольтореверсивный преобразователь постоянного напряжения, содержащий подключенный

Q к входным выводам преобразователя инвертор с двумя первыми управляемыми ключами и выходным трансформатором, имеющим отвод от средней точки первичной обмотки, подключенный к первому входному выводу преобразователя, и вторичные обмотки, подключенные через BTOpbie управляемые ключи между первым входным и первым выходным выводами преобразователя, сглаживающий ЬС фильтр, включенный на выходе преобразователя и возвратный двухтактный вьптрямитель, отличающийся тем, что, с целью снижения массы и габаритов при широком даапазоне регулирования, после5 довательно с каждым из первых управляемых ключей между одним из его силовых элект-родов и вторым входным выводом преобразователя включена половина дополнительной обмотки указанного трансформатора, к которой подключен вход указанного вьшрямителя, а выход выпрямителя подключен к входу указанного фильтра.

Источники информашш, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 345О979, кл. 323-18, опублик. 1970.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 181688, кл. G 05 F 1/56, 1964.