Высокочастотный конвертор Советский патент 1981 года по МПК H02M3/22 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры, а также в устройствах автоматики, электропривода, мощного радиоаппаратостроения.

Известен источник питания, содержащий инвертор, выпрямитель и устройство для подавления помех на выходе источника. Подавление помех производится узлом дополнительной коммутации, собранном на тиристоре и уменьщающем провалы выходного напряжения 1.

Недостаток устройства заключается в возможности фильтрации помех, возникающих только на основной частоте преобразования, и отсутствии подавления высокочастотных колебаний, что объясняется тем, что устройство для подавления помех имеет ограниченный верхний частотный предел из-за инерционности тиристора, который не в состоянии устранять высокочастотные колебания.

Известно также устройство для подавления колебаний, в котором в контуре, образованном распределенной емкостью и индуктивностью трансформатора конвертора, используется схема, состоящая из последовательно соединенных диода и транзистора.

включенная параллельно обмотке трансформатора 2.

Недостаток этого устройства - наличие высокочастотных колебаний, возникающих в других цепях конвертора, что обусловлено локальным характером подавления помех, а также возникновением паразитных колебаний в контурах, образованных емкостями диода и транзистора вместе с индуктивностями монтажа.

Наиболее близким к изобретению является источник питания с экранированием от радиопомех, который имеет высокую частоту преобразования.

Этот высокочастотный конвертор содер кит инвертор с нулевым выводом и подключенной к его выходу первичной обмоткой трансформатора, ко вторичной обмотке которого подключен вход выпрямителя, выполненного на диодах, причем первичная обмотка трансформатора снабжена экраном, соединенным с нулевым выводом инвертора и средней точкой первичной обмотки; LC-фильтр, включенный на выходе выпрямителя, общий защитный экран, соединенный с одним из входных выводов и подстроечные конденсаторы 3.

В таком конверторе устранение высокочастотных колебаний, возникающих в цепях инвертора и трансформатора в моменты коммутации, достигается при помощи сигнала, вырабатываемого в цепи вторичная обмотка трансформатора - экран вторпчной обмотки - подстроечные конденсаторы. Амплитуда такого сигнала равна, а фаза противоположна сигналу высокочастотной помехи на выходе трансформатора. Главным недостатком данного устройства является наличие на выходе конвертора высокочастотных электромагнитных колебаний других частот, чем те, которые устранены схемой. Схема экранирования его не устраняет колебаний, возникающих в паразитных контурах цепей выпрямителя и фильтра, и уровень высокочастотных колебаний на выходе конвертора остается высоким. Кроме того, экранирование каждой из обмоток трансформатора увеличивает его вес и габариты всего конвертора в целом. Экранирование обмоток кабельного трансформатора, применяемого в высокочастотных конверторах, является трудоемкой технологической операцией. Целью изобретения является снижение на выходе конвертора амплитуды высокочастотных колебаний и улучшение массогабаритных показателей. Указанная цель достигается тем, что в высокочастотный конвертор, содержащий инвертор с нулевым выводом и подключенной к его выходу первичной обмоткой трансформатора, ко вторичной обмотке которого подключен вход выпрямителя, выполненного на диодах, причем первичная обмотка трансформатора снабжена экраном, соединенным с нулевым выводом инвертора и средней точкой первичной обмотки, LC-фильтр, включенный па выходе выпрямителя, общий защитный экран, соединенный с одним из входных выводов и подстроенные конденсаторы, введена дополнительная обмотка, выполненная с отпайками и расположенная па дросселе указанного LC-фильтра, причем каждый из указанных подстроечных конденсаторов включен между соответствующей отпайкой дополнительной обмотки и концом дросселя, соединенным с одним из выходных выводов. На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений. Конвертор содержит инвертор 1, трансформатор 2 (сердечник трансформатора не показан), экран 3 первичной обмотки трансформатора, диоды 4 и 5 выпрямителя, дроссель 6 фильтра, конденсаторы 7 и 8 фильтра, подстроечные конденсаторы 9-12, общий защитный экран 13, дополнительную обмотку 14 с отводами, экран 15 вторичной обмотки трансформатора. Временные диаграммы папрял ений представлены на фиг. 2, де а -йапряжение f/4,5 между анодами диодов 4 и 5; б - напряжение t/7 на конденсаторе 7; 0 - напряжение на конденсаторе 8. Схема конвертора состоит из инвертора 1, на выходе которого включен трансформатор 2, имеющий экран 3 первичной обмотки. Диоды 4 и 5 выпрямителя подключены ко вторичной обмотке трансформатора 2, а фильтр, состоящий из дросселя 6 и конденсаторов 7 и 8, подсоединен к средней точке трансформатора 2 и общей точке диодов 4 и 5. Подстроечные конденсаторы 9-12 подключены общей точкой к выходному зажиму дросселя 6. Общий защитный экран 13 подключен к одному из входных зажимов конвертора. Дополнительная обмотка 14 намотана на дроссель 6. Свободные концы подстроечных конденсаторов 9- 12 подключены к отводам дополнительной обмотки 14. Экран первичной обмотки включен между средней точкой инвертора 1 и средней точкой первичной обмотки трансформатора 2. Конвертор работает в соответствии с временными диаграммами (фиг. 2). Напряжение на вторичной обмотке трансформатора (напряжение между анодами диодов /4,5, фиг. 2а) содержит в своем спектре кроме основной частоты преобразования высокочастотные колебания обусловленные наличием паразитных параметров монтажа и реактивных параметров полупроводниковых приборов. Такие же колебания имеют место и на входе фильтра (напряжение на конденсаторе UT, фиг. 26). Эти колебания возбуждают колебательные контуры, состоящие из подстроечных конденсаторов 9-12 и распределенных индуктивностей и емкостей дополнительной обмотки 14. Напряжение, равное по частоте и противоположное по фазе колебаниям высокой частоты, подается на выход дросселя 6. Таким образом, в спектре выходного напряжения (напряжение на конденсаторе Us, фиг. 2s) отсутствуют высокочастотные колебания. Уменьшение веса и габаритов конвертора достигается за счет уменьшения веса и габаритов трансформатора, в котором отсутствует экран вторичной обмотки. Конвертор может быть выполнен по лучевой, мостовой и другим известным схемам, однофазным и многофазным, с примепением одно- и многозвенных фильтров, Формула изобретения Высокочастотный конвертор, содержащий инвертор с нулевым выводом и подключенной к его выходу первичной обмоткой трансформатора, ко вторичной обмотке которого подключен вход выпрямителя, выполненного на диодах, причем первичная обмотка трансформатора снабжена экраном, соединенным с нулевым выводом инвертора и средней точкой первичной обмот и, LC-фильтр, включенный на выходе выпрямителя, общий защитный экран, соединенный с одним из входных выводов иподстроечные конденсаторы, отличающийр я тем, что, с целью снижения на выходе конвертора амплитуды высокочастотных колебаний и улучшения массо-габаритных показателей, введена дополнительная обмотка, выполненная с отпайками и расположенная на дросселе указанного LCфильтра, причем каждый из указанных подстроечных конденсаторов включен между соответствующей отпайкой дополнительной обмотки и концом дросселя, соединенным с одним из выходных выводов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 598193, кл. Н 02М 3/335, 1976. 2.Патент ПНР № 84951, кл. Н 02М 1/12, 1976. 3.Патент США № 3963975, кл. Н 02М 3/22, 1976.

Л/1..A--V.

-V

/

....-1.....