Преобразователь переменного тока в постоянный Советский патент 1980 года по МПК H02M7/06 

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразователям переменного тока в постоянный на основе параметрического трансформатора (паратранса), и может быть использовано в стабилизированных вторичных низковольтных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры проводной связи и вычислительной техники.

Известны преобразователи переменного тока в nocTj. нный на основе паратрансов 1.

Недостатком известных преобразователей является большой уровень пульсаций ю выпрямленного напряжения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь переменного тока в постояный, содержащий паратранс, выполненный с двумя вторичными обмотками, расположенными ортогонально относительно друг друга, причем их концы связаны между собой через выпрямительные диоды, и индуктивноемкостной фильтр, выход которого подключен к выходным выводам ,2.20

Недостатком этого преобразователя является его сложность и низкий КПД.

Цель изобретения - упрощение устройства и повышение КПД.

Поставленная цель достигается тем, что каждая из вторичных обмоток снабжена отводом от средней точки, ггодключенным ко входу упомянутого фильтра, причем каждый из кондов одной вторичной обмотки соединен с соответствующим концом другой вторичной обмотки через диод. Кроме того, с целью улучщения формы выходного напряжения, одна из вторичных обмоток снабжена двумя дополнительными отводами, расположенными симметрично относительно средней точки, а другая - двумя дополнительными обмотками, каждая из которых одним концом подключена к соответствующему концу основной обмотки, причем каждый дополнительный отвод соединен с другим концом соответствующей дополнительно,й обмотки через дополнительный диод.

На фиг. I и 2 изображены принципиальные схемы преобразователя; на фиг. 3 и 4 - векторные диаграммы напряжения вторичных 6бмоток паратранса преобразователя.

Преобразователь переменного тока в.постоянный содержит паратранс 1, первичная обмотка 2 которого присоединена к входным выводам преобразователя. Вторичные обмотки 3 и 4 паратранса 1 размещены ортогонально относительно друг друга и выполнены с отводами от средних точек. Отводы от средних точек обмоток 3 и 4 присоединены к входу индуктивно-емкостного фильтра, состоящего из дросселя 5 и конденсатора 6. Выход фильтра соединен с выходными выводами преобразователя 7 и 8. Концы одной вторичной обмотки через выпрямительные диоды 9, 10, 11 и 12 присоединены к концам другой вторичной обмотки, Т; е. конец половины вторичной обмотки 3 присоединен через диод 9 к концу половины обмотки 4, а через диод 10 - к концу другой половины обмотки 4. Обмотка 13 и конденсатор 14 создают контур возбуждения паратранса. Работа преобразователя на фиг. 1 поясняется векторной диаграммой на фиг. 3. При протекании тока, например от средней точки по половине вторичной обмотки 3, ток разветвляется через диоды 9 и 10 и 1/4 часть периода протекает через конец к средней точке по половине вторичной обмотки 4, 1/4 часть периода аналогично - по другой половине вторичной обмотки 4, образуя соответственно лучи 15 и 16 на векторной диаграмме фиг. 3. Вторую половину периода ток от средней точки протекает по половинам обмотки 4, через диоды 11, 12 и образует лучи 17, 18 на векторной диаграмме фиг. 3. Таким образом, через каждую вторичную обмотку ток протекает в течение периода, при этом в каждый момент времени в цепь тока включен только один диод. Преобразователь переменного тока в постоянный на фиг. 2 содержит паратранс 19, первичная обмотка 20 которого, подсоединена к входным выводам преобразователя. Вторичные обмотки паратранса .21 и 22 выполнены с отводами от средних точек обмоток и промежуточными отводами, которые в каждой обмотке равноудалены от ее концов. Каждый конец обмотки 21 через выпрямительные диоды 23-26 подключены к ,ому промежуточному отводу обмотки 22. В свою очередь, каждый конец обмотки 22 через выпрямительные диоды 27- 30 подключен к каждому отводу обмотки 21. Подключение выпрямительных диодов к концам обмоток выполнено противополярно, то есть к концам обмотки 21 выпрямительные диоды 23-26 подключены анодами, а к концам обмотки 22 выпрямительные диоды 27-30 подключены катодами. Отводы от средних точек обмоток присоединены к входу индуктивно-емкостного фильтра, состоящего из дросселя 31 и кондеенсатора 32. Выход индуктивно-емкостного фильтра присоединен к выходным выводам преобразователя 33 и 34. Обмотка 35 и конденсатор 36 создают контур возбуждения паратранса 19. Работа низковольтного преобразователя на фиг. 2 поясняется векторной диаграммой напряжений вторичных обмоток паратранса на фиг.4.При протекании тока по части обмотки 21 от средней точки к концу обмотки ток разветвляется на отводе между частями обмотки 21 и одна часть его протекает через выпрямительные диоды 23 и 24 по частям другой обмотки 22, образуя лучи 37 и 38 на векторной диаграмме. Другая часть тока через выпрямительные диоды 27, 28 протекает по частям обмотки 21, образуя лучи 39 и 40 на векторной диаграмме. Аналогично происходит образование лучей 41 - 44. В восьмилучевой звезде на фиг. 4 происходит равномерное во времени чередование лучей через каждые 45°, при этом наглядно видно, что по некоторым частям обмоток 21, 22 ток протекает в течение периода, а по некоторым - в течение. - периода. Лучи векторной диаграммы на фиг. 4 представляют собой вторичные переменные напряжения обмоток паратранса, и при восьмифазном преобразовании постоянное напряжение выражается как Uo 1,378 Ui-cos22,5° l,495Ui, где и о - среднее значение выпрямленного напряжения на входе фильтра преобразователя (без учета падения напряжения на диодах); и 1 - напряжение вторичной обмотки от средней точки до ее конца. Отнощение напряжений, равно как и число витков вторичной обмотки от средних точек до их концов, к напряжениям обмоток от средних точек до промежуточных отводов составляет по теореме прямоугольного треугольника ctg22,5°, т. е. ctg22,5° 2,41 Уровень пульсаций по первой гармонике выпрямленного напряжения на входе фильтра преобразователя составляет 0,032 U , при частоте пульсаций df сети. Формула изобретения 1. Преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий паратранс, выполненный с двумя вторичными обмотками, расположенными ортогонально относительно друг друга, причем их концы связаны между собой через выпрямительные диоды, и индуктивно-емкостной фильтр, выход которого подключен к выходным выводам, обличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения КПД, каждая из вторичных обмоток снабжена отводом от средней точки, подключенным ко входу упомянутого фильтра, причем каждый из концов одной вторичной обмотки соединен с соответствующим концом другой вторичной обмотки через диод.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, с целью улучшения формы выходного напряжения, одна из вторичных обмоток снабжена двумя дополнительными отводами, расположенными симметрично отHOCHTejibHo средней точки, а другая - двумя дополнительными обмотками, каждая из которых одним концом подключена к соответствующему концу основной обмотки, причем каждый дополнительный отвод соединен с другим концом соответствующей дополнительной обмотки через дополнительный диод.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Григорьев М. И. и др. Устройства на основе параметрического трансформатора.«Электронная промышленность, 1975, № 1.

2.Патент США № 3559032, кл. 321-5, 1971.

н 4h

Фиг.1

35 .