Преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1981 года по МПК H02M3/28 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках электропитания .

Известен преобразователь постоянного напряжения в постоянное с промежуточньм звеном переменного тока, содержащий последовательный резонансный инвертор на тиристорах, вьшрямитель на диодах, подключенный ко вторичной обмотке трансформатора инвертора fl .

Недостатком этого преобразователя является недостаточно высокая надежность пуска.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь постоянного напряжения в посто.янное, содержащий резонансный инвертор, вход которого зашунтирован обратным диодом, и подключен к входным вы.чодам через тиристорный ключ, а выход его связан с ВЫХОДНЫМИ выводами через силовой выпрямитель и фильтр и блок управления 2 .

. Недостатком этого преобразователя как и схемы является низкая надежность при работе в области малых токов нагрузки. Это объясняется тем, что с уменьшением тока нагрузки падает напряжение на коммутирующем конденсаторе и обратное напряжение на тиристорах, равное разности между

10 суммой напряжений на коммутирующем конденсаторе и первичноР обмотке трансформатора и напряженкам питания преобразователя, также уменьшается. Это приводит к увеличению времени

IS восстановления запирающих свойств тиристоров, что может явиться причиной срыва инвертора.

Цель изобретения - повышение надежности преобразователя.

30

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь постоянного напряже шя в постояниоо nap-i.n.neit,но входу инвертора ппдсоециж-и до3полнительно введенный и включенный встречно обратному диоду транзисторный ключ. На интервале запирания тиристоров вследствие того, что дополнительно введенный транзисторный ключ закорач вает входные зажимы инвертора, к тиристорам прикладьшается обратное напряжение, равное сумме напряжений на коммутирующем конденсаторе и первичной обмотке трансформатора. Величина -обратного напряжения на тиристорах в предлагаемой схеме больше, чем в известных схемах на величину напряжения питания, что существенно повыщает надежность работы преобразователя. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема преобразователя., Преобразователь содержит инвертор на тиристорах 1-4, последовательный резонансный контур инвертора, состоя щий из дросселя 5 и конденсатора 6, вьшрямитель на диодах 7-IQ, подключенный ко вторичной, обмотке транс-, форматора II инвертора, фильтр 2, основной транзистор1Я)1Й ключ 13, обратный диод 14, дополнительный тран зисторный ключ 15 и блок 16 управления. , Преобразователь в установившемся режиме работает следующим образом. С блока 16 управления поступают импульсы управления на отпирание . тиристоров 1 и 4 и одйовременно пода ются напряжения, открывающие основной транзисторный клми 13 и запирающий дополнительный ключ 15, и в цепи резонансного контура формируется синусоидальный импульс тока. Одновре менно при отпирании тиристоров 1 и открываются диоды 7 и 10 выходного выпрямителя и конденсатор 6 перезаряжается до напряжения с полярностью обратной начальной, а конденсатвр фильтра 12 подзаряжается. По оконча нии полупериода колебаний блок 16 управления запирает основной ключ 1 и открывает дополнительный ключ 15. При этом на тиристоры 1-4 подается обратное напряжение, равное сумме напряжений на конденсаторе 6 и перЪичной обмо.тке трансформатора 11 . Происходит интенсивное восстановление запирающих свойств тиристоров 1-3 и далее, в течение всей бестоко вой паузы, на тиристорах поддерживается высокое обратное напряжение. 54 В следующий полупериод блок 16 управления вновь открывает основной ключ 13 и запирает дополнительный ключ 15, а также импульсами управления включает тиристоры 2 и 3 другого плеча инвертора. При этом открываются диоды 8 и 9 выходного выпрямителя и формируется полуволна выходного инвертора противоположной полярности. В дальнейшем все процессы в преобразователе повторяются. Как видно из работы схемы на всем этапе запирания тиристоров из цепи резонансного контура исключается источник питания преобразователя, напряжение которого направлено встречно запирающему, поэтому в предлагаемой схеме обратное напряжение значительно вьш1е, чем в известных. Вследствие этого преобразователь сохраняет работоспособность даже в режимах, когда запирающее напряжение складывающееся из напряжений на конденсаторе 6 и первичной обмотке трансформатора I1, по величине меньше, чем напряжение источника питания. Такой режим возможен при пуске преобразователя, а также при использовании основного транзистора 13 в качестве силового ключа импульсного регулятора. Для нормальной работы преобразо вателя блок 16 управления должен вырабатывать короткие импульсы управления для включения тиристоров 1-4 инвертора и напряжения для управления транзисторшми ключами 13 и 15. Управляющее напряжение транзисторным клсочом 13 представлет собой отпиракицие импульсы прямоугольной .формы начала которых синхронизированы с моментами подачи импульсов управления на тиристоры, а максимальная длительность их не должна превышать длительность полупериода работы инвертора за вычетом схемного времени восстановления тиристоров. Отпирающее напряжение на транзисторный ключ 15 подается в момент запирания основного ключа 13 и снимается в1момент отпирания последнего. Таким образом, использование дополнительно введенного транзисторного ключа позволяет обеспечить надежную работу преобразователя постоянного напряжения в постоянное в более широком диапазоне нагрузок, чем известные аналогичные устройства. Установлейная мощность дополнительно введенного транзисторного ключа намного меньше установленной мощности основного, так как он работает лишь в течение короткого интервала запирания тиристоров, а максимальный ток его, равный амплитуде обратного тока тиристора, много меньше амплитуды имлульс прямого тока. Формула изобретения Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий резонансный инвертор, вход которого зашунтирован обратным диодом и подключен к входным вьюодам через тран5зисторный ключ, а выход его связан с выходными выводами через силовой выпрямитель и фильтр и блок управления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, параллельно входу инвертора, подсоединен дополнительно введенный и включенный встречно обратному диоду транзисторный ключ. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №547941, кл. Н 02 М 3/315, 1975. 2,Авторское свидетельство СССР по заявке № 270273/24-07, кл. Н 02 М 3/38, 1978.

ff16

т

.