Преобразователь постоянного напряжения в постоянное транемот Советский патент 1982 года по МПК H02M3/28 

Изобретение относится к преобразовательной технике,- в частности , к трансформаторным преобразователям, работающим при постоянном токе в сило вых обмотках и высокочастотном режиме изменения магнитного потока в сердечнике. Из1 естны преобразователи постоянного напряжения в постоянное, содержащие инвертор с выходным трансформа тором и выпрямитель, подключенный к вторичной обмотке этого трансформатора. В этих преобразователях для повышения/или понижения напряжения на нагрузке применяются различные со четания последовательного включения нагрузки, источника питания и выхода выпрямителя Однако наличие двух обмоток первичной и вторичной - приводит к увеличению веса и габаритов преобразователя при значительной сложности. Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий трансформатор, к средней точке обмот ки которого подключена цепь из после доват.ельно- включенных выводов для подключения источника напряжения и нагрузки,,а к ее крайним выводам . подключена одна из диагоналей моста, два плеча которого образованы диодами, а два других плеча - управляемыми ключами, причем вторая диагональ этого моста образована участксм упомянутой цепи.между общим выводом для подключения источника напряжения и нагрузки и ее крайним выводом со стороны, противоположной обмотке трансформатора, а цепи управления управляемых ключей соединены с блоке управления. В этом преобразователе, в зависимости от взаимного включения источника питания и нагрузки, обеспечивается повышение или понижение напряжения на нагрузке по отношению к напряжению источника питания 2. Недостаток известного устройства состоит в недостаточно широких функциональных возможностях и низком качестве энергии. Из-за протекания переменного тока по силовым обмоткам в нагрузку невозможно осуществить сверхпроводящее исполнение обмоток и увеличивается количество гармоник тока на выходе. Целью .изобретения является улучшение качества электроэнергии и расши1}енйе функциональных возможностей. Указанная цель достигается тем, что в преобразователе постоянного напряжения в постоянное, содержащем транс-форматор, к средней точке обмотки которого подключена цепь из пЬследовательно включенных выводов для подключения источника напряжения и нагрузки, а к ее крайним выводам подключена одна из диагоналей моста, два плеча которого образованы диодами, а два других плеча - управляемыми ключами, причем вторая диагональ этого моста образована участком упомянутой цепи между общим выводом ,для подключения источника напряжения и нагрузки и ее крайним выводом со стороны, противоположной обмотке трансформатора, а цепи управления управляемых ключей соединены с блоком управления, трансформатор снабжен второй обмоткой, выполненной со средним выводом, и к Каждому из ее крайних выводов по ключен один вывод одного из двух Дополнительно введенных управляемых Ключей, другие выводы которых объеди Иены в общую точку, причем общая Точка дополнительных управляемых Ключей и средний вывод второй обмотки соединены с указанными выводами Для подключения источника постоянного напряжения, а цепь управления Дополнительных управляемых ключей соединена с указанным блоком управления. На фиг. 1 представлена схема повышающего преобразователя постоянног напряжения в постоянное; на фиг. 2 схема понижающего преобразователя постоянного напряжения в постоянное, В устройстве полностью управляемы ключи 1 и 2 подключены к соответствующим диодам 3 и 4, которые подключены к крайним выводам 5 и б первой обмотки трансформатора 7, к крайним выводам 8 и 9 второй обмотки которого подключены дополнительные управля мые ключи 10 и 11, Выходы блока упра ления (не показано) подключены к цепям управления управляемых ключей. Кроме того, преобразователь содержит нагрузку 12, Устройство содержит также полностью управляемые ключи 13 и 14, подключен ные к крайним выводам 15 и 16 первой обмотки трансформатора, диоды 17-19, имеющие общую точку с соответствующими полностью управляемыми ключами, причем эта общая точка подключена к средней точке первой обмотки трансфо матора, крайние выводы 20 и 21 второ обмотки трансформатора 17, к которым подключены дополнительные управляемые ключи 22 и 23, К средней точке; второй обмотки и общей точке соедин ния дополнительных управляемых ключе подклю-юм источник постоянного напря жения, К средней точке первой обмотки .трансформатора подключена цепь из последовательно включенных выводов для одключения источника постоянного напряжения и нагрузки 24, Причем указанные полностью управляемые ключи и соединенные с ними диоды образуют как бы электрический мост. Преобразователь работает следуюим образом (фиг, 1), С помощью полностью управляемых ключей 1 и 2 и иодов 3 и 4 входы обмоток 5 и 6 подключаются попеременно к земле и к источнику. Ключи 10 и 11 попеременно подключают обмотки 8 и 9 к источнику постоянного напряжения, работая синхронно с ключами 1 и 2, Это вызывает протекание по обмотке 8(9) переменного тока намагничивания трансформатора. Наводимые им ЭДСв обмотках 5 и 6 равны половине ЭДС источника питания. Они вычитаются: из ЭДС источника питания и напряжение на нагрузке 12 равно половине напряжения источника. Ток в нагрузку 12 поступает поровну из идентичных обмоток 5 и б через диод 5(6 и ключ 2(1),Вследствие постоянной величины и направления токов в силовых обмотках трансформатора 5 и б они могут быть выполнены сверхпроводящими, а гармоники тока в нагрузке отсутствуют. Это расширяет функциональные возможности и улучшает качество энергии. Преобразователь по фиг, 2 работает аналогично, с той лишь разницей, что ЭДС в обмотках 15 и 16 суммируется с ЭДС источника питания,и напряжение на нагрузке 24 в два раза больше, чем напряжение источника. Формула изобретения Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий трансформатор,к средней точке обмотки которого подключена цепь из последовательно включенных выводов для подклю чения источника напряжения и нагрузки, а к ее крайним выводам подключена одна из диагоналей моста, два плеча которого образованы диодами, а два других плеча - управляемыми ключами, причем вторая диагональ этого моста образована участком упомянутой цепи между , общим выводом для подключения источника напряжения и нагрузки и ее крайним выводом со стороны, противоположной обмотке трансформатора, а цепи управления управляемых ключей соединены с блоком управления, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества электроэнергии и расширения функциональных возможностей, трансформатор снабжен второй обмоткой, выполненной со средним выводом, и к каждому из ее крайних вы водов подключен один вывод одного из двух дополнительно введенных управ-j ляемых ключей, другие выводы которых объединены в общую точку, причем общая точка дополнительных управляемых ключей и средний вывод второй обмотки соединены с указанными выводами для подключения источника напряжения, а цепь управления дополнительных

управляемых ключей соединена с указанным блоком управления.

Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе

1.Моин B.C. и др. Стабилизированные транзисторные преобразователиJ М., Энергия, 1972, § 71, рис.7.7.3.

2.Патент США № 3015771, кл. 321-15, 1962.

22 Tff,

1

№

ff

/

}g

п

/3

фаг.1

-ff

фаг. 2