Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1982 года по МПК H02M3/315 H02P13/16 

Изобретение относится к преобразо вательной технике и может быть использовано в устройствах питания аппаратуры связи, в системах заряда емкостных накопителей и др. Известны преобразователи постоянного напряжения в постоянное, выполненные на базе автономного инвертора с трансформатором-дросселем, выпрямителем и фильтром 1. Однако такие преобразователи не обеспечивают работы в широком диапазоне изменения входного напряжения и сопротивления нагрузки. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь постоянного напряжения в постоянное с промежуточным преобра зователем в переменный ток, выполнен ный также на базе автономного инвертора с трансформатором, выпрямителем и фильтром, содержащий обмотку рекуперации энергии с обратным веити лем, и блок управления. В таком преобразователе отпирание вентилей производится в зависимости от величины тока нагрузки 12. Однако в таком преобразователе трансфориатор имеет повыиенную установленную мощность, так как обмотка рекуперации должна быть рассчитана практически на полную мощность нагрузки. Целью изобретения является упрощение и повьваение КПД путем уменьшения установленной мощности трансформатора при работе в широком диапазоне изменения входного напряжения и сопротивления нгирузки. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе постоянного напряжения в постоянное, выполненном на базе автономного инвертора с выпрямителем и емкостным фильтром, в котором автономный инвертор содержит силовые тиристоры, включенные между входными выводами последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора, средняя точка которой связана через коммутирующие конденсаторы с входными выводами, обратные вентили, и блок управления с задакядш- генератором, обратные вентили выполнены управляющими и включены между одноименньлм выводами противолежащих силовых тиристоров, в цепь нагрузки введен датчик тока, а в блок управления введены компаратор, задатчик опорного напряжения, делитель частоты на два и два формирювателя импул сов, причем один вход компаратора подключен к вьисоду датчика тока, другой к выходу задатчика опорного напряжения, вход делителя частоты подключен к выходу компаратора, выходы ко входам соответствующих формирователей, выходы которых связаны с управляющими пере ходами соответствующих обратных вен тилей . На фиг. 1 ПЕ«ведена структурная схема преобразователя; на фиг. 2 временные диаграммы его работы. Преобразователь содержит силовые тиристору 1 и 2, включенные между входными выводами последовательно с первичной обмоткой трансформатора-реактора 3, разделенный на две полуобмотки 4 и 5. Об1цая точка полуобмоток через KONBviyтирующие конденсаторы 6 и 7 связана с входными выводами. Обратные (ти жсторы) вентили 8 и 9 включены ме;кду одноименными выводами тиристоров 1 и 2. Вторичная обмотка 10 трансформатора 3 через диод 11 связана с фил-ьтровым конденсатором 12 и нагрузкой 13. Последовательно в цепь нагрузки включен датчик тока 14(например шунт). Блок управления 15содержит задающий генератор 16, выходы которого связаны с управляющими переходами тиристоров 1 и 2. Выход датчика тока 14 подключен к од ному из входов компаратора 17, к дру гому входу которого подключен выход задатчика опорного сигнала 18. Выход KoneiapaTopa подключен ко входу дели теля частоты на два 19. Выходал дели теля через форниирователи 20 и 21 связаны с управляющими переходами обратных вентилей 8 и 9. При работе преобразователя в установившемся режиме (фиг. 2) в момент времени t подается сигнал управления на тиристор 1 и он отпирается. Конденсатор б начинает разряматься, а 7 заряжаться. Когда напря жение на обмотке 10 реактора (транс форматора) 3 становится разным напр жению на нагрузке 13, отпирается ДИОД 11 (момент времени ,t(j) . Протекание тока через тиристор 1 и полу.обмотку 4 реактора прекращается, по является снижающийся по линейному закону ток в обмотке 10-и диоде 11. В момент времени t, когда напряжение на шунте 14 достигает величины опорного напряжения задатчика 18, в блоке управления 15 формируется импульс управления тиристором 9. При этом появляется ток в полуобмотке 5 конденсатор б перезаряжае ся по кон туру 6-5-9, а конденсатор 7 перезаряжается по контуру 7-5-9 .через источник питания. Заканчивается этап момент Ьд. снижения до нуля тока по,луобмотки 5. До момента tj подачи сигн1ала управления на тиристор 2 ток в обмотках реактора 3 отсутствует, а напряжение, на конденсаторах 6 и 7 неизменно. Конденсатор 12 разряжается на нагрузку 13. Далее процессы повторяются аналогично, однако ток проводят тиристоры 2 и 8. При высокой частоте сигнала управления тиристорами 1 и 2, интервал t4t5 может отсутствовать. В этом случае протекание тока через тиристор 8 продолжается до момента отпирания тиристора 2. Таким образом, управление обратныь« вентилями в зависимости от величины тока нагрузки позволяет исключить обмотку рекуперации и. обеспечивает возможность регулирования напряжения в широком диапазоне при высоком КПД. Формула изобретения Стабилизированный преобразовател-ь постоянного напряжения в постоянное с промежуточным преобразованием в( пере енный ток, вьтолненный на базе автсжомного инвертора с выпрямителем и емкостным фильтром, причем автономный инвертор содержит силовые тиристоры, включенные между входньдает вывода(«и последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора, средняя точка которой связана через коммутирующие конденсаторы с входными выводами, обратные вентили и блок управления с задакяцим генератоЕюм, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения КПД путем уменьшения установленной мощности трансформатора nf« широком диапазоне изменения входного напряжения и сопротивления нагрузки, в нем обратные вентили выполнены управляемыми и включены соответственно между катодньв-ш выводами и анодными выводами противолежащих силовых тиристоров, в цепь нагрузки введен датчик тока, а в блок управления - компаратор, задатчик опорного напряжения, делитель частоты на два и формирователи импульсов, причем один вход компаратора подключен к выходу датчика тока, другой - к выходу задатчика опорного напряжения, вход делителя частоты подключен к выходу компаратора, выхода - ко входам соответствующих формирователей, выходы которых связаны с управляющими переходами соответствующих обратных вентилей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Заявка Японии № 50-39808, кл. Н 02 М 3/10, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР 650178, кл. Н 02 М 3/35 1974.