Преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1980 года по МПК H02M7/10 H05B41/28 

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может бытьйспольэован6, например, для питания газоразрядных ламп. Известен преобразователь постоянного напряжения, обеспечивающий бестрансформаторное повышение выход ного напряжения 1. Однако такой преобразователь требует полностью управляеГЛых коммутируюсцих элементов способных KOMiviyTHpOBaTb цепь с индуктивностью. Известен также преобразователь, содержавши тиристор с цепью коммутации и колебательный ко тур 2. Это устройство имеет огра ниченный уровень выходного напряжен а наличие узла коммутации снижает КПД преобразователя. .Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является преобразователь 13, содержащий цепь из последовательно соединенных тиристора, дросселя и конденсатора, к которому через дополнительный тиристор подключена цепь нагрузки. Третий тирис тор включен параллельно дросселю. Недостаток описанного преобразо вателя заключается в ограниченном -уровне выходного напряжения и низком КПД, так как энергия, накопления в дросселе, в процессе регулирования выходного напряжения рассеивается на резисторе, включенном последовательно с третьим тиристором. Цель изобретения - повышение выходного напряжения и улучшение КПД преобразователя. Достигается это тем, что в преобразователе, содержащем цепь из последовательно соединенных тиристора, дросселя и конденсатора, и второй тиристор/ связанный одним силовым электродом с точкой соединения тиристора и дросселя последовательной цепи, причем выходные выводы преобразователя связаны с одной обкладкой конденсатора непосредственно, а с другойчерез разделительный вентиль, другой силовой электрод второго тиристора связан с обкладкой конденслтора, подключенной к выходному выводу треобразователя, причем второй тиристор включен в проводящем по отношению к источнику питания направлен}1И, а разделительный вентиль - в непроводящем, а параллельно выходным выводам преобразователя включен дополнительно введенный конденсг-ор. Принципиальная схема преосраэо вателя изображена на чертеже. К входным выводам преобразователе подключен источник питания 1 и последовательная цепь из тиристора 2, дросселя 3 и конденсатора 4, Между катодом тиристора 2 и входным выводом включен тиристор 5 . Параллельно конденсатору 4 подключен через раздфлительный вентиль 6 накопительный конденсатор 7. Параллельно конденcJiTOpy 7 включена нагрузка 8. Дл;я управления включением тиристоров 2 и 5 служит блок управления 9, формируЮП1ИЙ пару импульсов, смещенных относительно друг друга на необходимый временной интервал и следующий на определенной частоте. При подключении импульсной нагру ки преобразователь работает следующим образом. При поступлении на управляющий электрод тиристора 2 импульса с бло ка управления 9 тиристор 2 включает ся и конденсатор 4 заряжается сину соидёшьным током до напряжения, бли кого к удвоенному напряжению источника 1. При измерении направления зарядного тока тиристор 2 автоматически включается и фиксирует напряжение на конденсаторе 4. Затем вклю чается тиристор 5 и конденсатор 4 Начинает перезаряжаться. При равен стве напряжения на конденсаторах 4 И 7 открывается вентиль б и энергия накопленная в дросселе 3 в процессе Перезаряда конденсатора 4, перекачи вается в конденсаторы 4 и 7, заряжа их до одинакового напряжения полярностью противоположной полярности Источника 1.По окончании обмена эне гией между дросселем 3 и конденсато Ми 4 и 7 ток через тиристор 5 прек ращаетоя и тиристор 5 автоматическ выключаешься. В первом такте конденс тор 4 заряжается без учета потерь энергии до напряжения , а кон денсатор 7 до напряжения и., ост . «« и - остаточное напряжение на ко денсаторе 4 после его перезаряда. В следующем такте цикла заряда конденсатора 7 конденсатор 4 заряди ся до напряжения Цц, 2Е +lL;y а кон денсатор 7 до напряжения (iVu|; u-., Мозкио показать, что напряжение на конденсаторах 4 и 7 в первом такте (п 1,2,3,..т) цикла заряда опреде ляется следующими выражениями: , из которых следует, что предлагаемы преобразователь позволяет многократ но умножать напряжение источника 1, так-как напряжение на накопительном конденсаторе 7 может достигать сколь угодно высоких значений. При достижении напряжением на накопительном конденсаторе 7 заданного уровня блок управления 9 прекращает подачу импульсов на тиристоры 2 н 5 и заряд конденсатора 7 заканчивается. Затем производится разряд конденсатора 7 на импульсную нагрузку 8 и цикл заряда накопительного конденсатора 7 повторяется. Преобразователь может работать также и от источника переменного напряжения. В этом случае для обеспечения работоспособности преобразователя необходимо, чтобы собственная частота колебательного контура была значительно больше частоты питающего напряжения, а момент включения тиристора 2 должен быть синхронизирован с определенной фазой переменной ЭДС. Работа преобразователя на непрерывную нагрузку принципиально не отличается от вышеописанной за исключением того, что преобразователь в этом случае работает в непрерывном режиме, обеспечивая непрерывный отбор энергии от источника 1 и передачу ее в конденсатор 7 и нагрузку 8. В тех случаях, когда для питания непрерывной нагрузки предъявляются повышенные требования к качеству питания, преобразователь может содержать различные фильтровые цепи, включенные между конденсатором 7 и нагрузкой 8. Формула изобретения Преобразователь постоянного напряжения, содержащий цепь из последовательно соединенных тиристора, дросселя и конденсатора, подключенную к входным выводам преобразователя, а также второй тиристор,связанный одним силовым электродом с точкой соединения тиристора и дросселя последовательной цепи, выходные выводы преобразователя связаны с одной обкладкой конденсатора непосредственно, а с другой - через разделительный вентиль, отличающий ся тем, что, с целью повышения уровня выходного напряжения и улучшения КПД преобразователя, другой силовой электрод второго тиристора связан с обкладкой конденсатора,подключенной к входному выводу преобразователя,причем второй тиристор включен в проводящем по отношению к источнику питания направлении, а разделительный вентиль - в непроводя111ем направлении и выполнен неуправляемым, а параллельно выходным выводам преобразователя включен дополнительно введенный конденсатор i

Источники информацииf принятые во внимание при экспертизе.

J. Патент США 3263099,кл.307/109, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР 421151, кл. Н 05 В 41/34, 1974.

. 3. Авторское свидетельство СССР О 233025 кл. Н 02 Н 3/155, 1967.