Однотактный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1981 года по МПК H02M3/335 

I

Изобретение относится к преобразЬвательной технике и может быть использовано, например, в стабилизато-. pax напряжения, вторичных источников питания.

В известных преобразователях постоянного напряжения, содержащих ключевой элемент, дроссель, включенный как понижающий автотрансформатор шунтирующий диод и конденсатор фильтра, не исключена возможность пробо.я ключевого элемента при его запирании за счет электродвижущей силы самоиндукции индуктивности рассеяния дросселя, что снижает надежность устройстваtij.

Наиболее близким к изобретению гю технической сущности является преобразователь постоянного напряже ния, содержащий ключевой элемент, дроссель, включенный как автотрансформатор, понижающий напряжение на нагрузке, силовой дйод, в котором, для защиты ключевого элемента от

(Перенапряжений применен фиксатор -уровня напряжения в виде RCO-цепочкиГ23.

Недостатками этого преобразователя постоянного напряжения являются заниженные весогабаритнце показатели и КПД в связи с тем, что в схему вводятся дополнительные элементы (RCD-цепочка), на которых рассеивается мощность. Кроме того, падение напряжения на RCO-цепи повышает напряжение на ключевом элементе к силовом диоде, снижая, таким образом, надежность преобразователя .

Целью изобретения является повышение КПД преобразователя постоянного напряжения.

Цель достигается тем, что в преобразователе постоянного напряжения, содержащем ключевой элемент, дроссель с двумя секциями обмотки, два диода и конденсатор фильтра, подключенный к выходным выводам, рекуперация энергии индуктивности рассеяния дросселя происходит через нагрузку, при этом flt occenb выполнен с двумя одинаковыми секциями обмоток, одноименные концы которых соединены через диоды и образуют мост, в одну диагональ которого подключен через ключевой элемент источник питания, а другая диагональ является выходом преобразователя, причем один .из, диодов подключен анодом к минусовому выходному выводу преобразователя, а другой диод подключен катодом к плюсовому выходному выводу преобразо вателя . На чертеже приведена принципиальная, схема преобразователя постоянного напряжения. Преобразователь постоянного напря жения содержит ключевой элемент 1, двухобмоточный дроссель,, понижающий напряжение на нагрузке, с обмотками 2 и 3, два диода 4 и 5 и конденсатор 6 фильтра, параллельно которому подключена нагрузка 7. Индуктивности рассеяния обмоток 8 и 9 Дросселя показаны в виде отдельных элементов. При замыкании ключа 1 цепь нагруз ки 7 и конденсатора 6 подключается к источнику питания через последовательное соединение обмоток дросселя. При протекании тока по обмоткам дрос селя в его индуктивностях накапливается реактивная энергия. При размы кании ключа 1 энергия, накопленная в индуктивностях 2 и 8 рекуперирует через диод на нагрузку преобразователя 6 и 7 а энергия, накопленная в индуктивностях 3 и 9 рекуперирует сНа нагрузку 6 и 7 через диод 5. Рекуперация реактивной энергии, накопленной в индуктивностях рассеяния дросселя, через нагрузку, выполняющую роль фиксатора уровня максимальной величины напряжения на ключе вом элементе диодах преобразователя, исключает выбросы напряжения на ключевом элементе и диодах при переключении индуктивности -дросселя из режима накопления реактивной энер гии к режиму рекуперации. . 4 Предполагаемое изобретение дает возможность повысить КПД, поскольку энергия, накопленная в индуктивности рассеяния дросселя, возвращается в нагрузку без потерь, а не рассеивается на элементах RCD-цепи, как в прототипе. Кроме того, повышается надежность преобразователя, так как исключается падение напряжения в- RCD-цепи, которое повышает напряжение на ключевом элементе и диодах прототипа. Внедрение данного технического решения упрощаеУ схему преобразователя, повышает коэффициент,использования электрорадиоэлементов, .дает возможность применить в низковольтных преобразователях напряжение в качестве силовых диодов диоды Шоттки, обладающие низким максималь- но / пустимым обратным напряжением. Формула изобретения Однотактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий управляемый ключ, два диода, дроссель с двумя секциями обмоток и конденсатор, включенный паралелльно выходным выводам преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем рекуперации энергии рассеяния индуктивности дросселя в нагрузку преобразователя, указанные секции обмоток выполнены равными и включены в противоположные плечи моста, два других плеча которого образованы диодами, причем одна диагональ моста через ключ соединена с входными выводами преобразователя, а другая диагональ моста соединена с выходными выводами преобразователя, причем один из.диодов подключен анодом к минусовому выходному выводу, а другой - катодом к плюсовому выходнйму выводу. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 412658, кл. Н 02 М l/T, 1971. 2.Моин В. С., Лаптев Н. Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи. Энергия, 1972, с. 430, рис. 11-4б{прототип).