Транзисторный конвертор Советский патент 1981 года по МПК H02M3/335 

(54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ КОНВЕРТОР

1

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано, например в качестве вторичных источников питания в электросистемах транспортных средств и промышленных установок в качестве высокоэффективных источников питания.

Известны стабилизаторы или резистивноемкостные цепочки, которые применяются в транзисторных преобразователях для защиты от внутренних перенапряжений 1J.

Однако это приводит к существенному уменьшению коэффициента полезного действия и снижению надежности преобразователя.

Известен транзисторный преобразователь постоянного напряжения, работающий в режиме переключений с выходным трансформатором и устройством ограничения пиков перенапряжений, содержащим емкостный накопитель и фиксирующие диоды.

Этот преобразователь обеспечивает защиту силовых транзисторов от перенапряжений при помощи накопительного конденсатора, подключенного через фиксирующие диоды к соответствующим силовым электродам транзисторов преобразователя 2J.

Недостаток преобразователя заключается в том, что для разряда накопительного конденсатора параллельно ему включен разрядный резистор, что приводит к дополн11тельным потерям и снижению КПД устройства.

Известен также преобразователь, в котором для повышения КПД встречно-параллельные фиксирующим диодам подключены тиристоры, создающие цепь разряда накопительного конденсатора в нагрузку 3.

Однако применение тиристоров и схемы управления к ним существенно усложняет схему преобразователя, что приводит к снижению надежности его работы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовые транзисторы, соответствующие силовые электроды которых, подключенные к выходному трансформатору с выпрямителем, один из выходных выводов которого подключен к первому выходному выводу, соединены через фиксирующие диоды с первой обкладкой накопительного конденсатора, вторая обкладка которого связана с обШ.ИМ выводом преобразователя и вторым выходным выводом, блок управления/Чу.

Недостатком известного устройства является то, что накопительный конденсатор может отдавать свою энергию в Harpysijy, если напряжение на его обкладках превышает величину напряжения на входе сглаживания фильтра. Это возможно только:

а)если напряжение на нагрузке меньше равно удвоенному напряжению питания преобразователя, однако такое условие не позволяет использовать известный преобразователь при напряжениях на выходе, больших удвоенного напряжения питания;

б)если импульсы напряжения на входе сглаживаюшего фильтра имеют паузы, достаточные для разряда накопительного конденсатора в нагрузку, однако это сужает диапазон регулирования выходного напряжения, требует обязательного применения сглаживающего фильтра при максимальном уровне выходного напряжения и не позволяет получить коэффициент заполнения импульсов напряжения на нагрузке равным единице.

Цель изобретения - упрош.ение преобразователя постоянного напряжения и расширение предела изменения выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что первая обкладка конденсатора соединена с другим выходным выводом выпрямителя, а вторая обкладка непосредственно подключена к общему выводу преобразователя.

На чертеже представлена принципиальная схема транзисторного конвертора.

Конвертор содержит силовые транзисторы 1 и 2, блок 3 управления транзисторами, выходной трансформатор 4 с первичными 5 и 6 и вторичными 7 и 8 обмотками, диоды 9 и 10 выходного выпрямителя, фиксирующие диоды II и 12, накопительный конденсатор 13, источник 14 питания и нагрузку 15.

Конвертор работает следующим образом. Предположим, что транзистор 1 открыт, а транзистор 2 закрыт. В некоторый момент времени полярность управляющего сигнала, поступающего из блока 3 управления, изменяется и начинается процесс переключения транзисторов. В момент, когда напряжение на транзисторе 1 превыщает удвоенное напряжение источника питания, т.е. в момент появления перенапряжения, обусловленного индуктивностью рассеяния в обмотках трансформатора 4, открывается фиксирующий диод 11 и через накопительный конденсатор 13, заряженный до удвоенного напряжения питания, проходит импульс тока обуславливающий дополнительный подзаряд накопительного конденсатора 13. Ток заряда замыкается по контуру правый вывод первичной обмотки 5 выходного трансформатора 2 - источник 14 питания - накопительный конденсатор 3 - фиксирующий диод 11-левый вывод первичной обмотки 5 выходного трансформатора 4.

Режим открытого состояния и переключения силового трансзистора 2 аналогичен описанному.

Коэффициент заполнения выходных импульсов не зависит от времени разряда накопительного конденсатора и может изменяться в диапазоне от нуля до единицы, а величина напряжения На нагрузке может быть выбрана много больще удвоенного напряжения питания. При этом существенно упрощается конвертор, так как из него исключается, как минимум, три силовых диода.

Формула изобретения

Транзисторный конвертор, содержащий силовые транзисторы, соответствующие силовые электроды которых подсоединенные к выходному трансформатору с выпрямителем, один из выходных выводов которого подключен к первому выходному выводу, соединены также через фиксирующие диоды с первой обкладкой накопительного конденсатора, вторая обкладка которого связана с общим выводом преобразователя и вторым выходным выводом, блок управления, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя и расщирения предела изменения выходного напряжения, первая обкладка конденсатора соединена с другим выходным выводом выпрямителя, а вторая обкладка непосредственно подключена к общему выводу преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Моин В. С. и Лаптев Н. Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М., 1972, с. 429-434.

vs

. -7 . д

7io

D

i

Ф /3

Г