Регулируемый преобразователь Советский патент 1982 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к элект ротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания для Преобразования постоянного или переменного напряжения в регулируемое постоянное напряжение .:

Известны регулируемые преобразователи, содержащие несколько преобра зевательных ячеек и суммирующий выпрямитель на выходе этих ячеек U и 2. .

При выполнении суммирующего выпрямителя такого преобразователя по типу мостовой схемы ток нагрузки преобразователя проходит минимум через два диода, что снижает КПД преобразователя, особенно при низком уровне выходного напряжения (4-5 В).

Более высокий КПД имеет подобного рода преобразователь, у которого суммирующий выпрямитель выполнен по типу нулевой схемы, т.е. с выполнением выходных трансформаторов.ячеек с отводом от средней точки вторичных обмоток, при этом ток нагрузки проходит только через один диод Г31.

Недостаток указанной схемы состоит в том, что как аноды, так и катоды диодов выпрямителя разобщены друг от;

Друга. Поэтому требуется изоляция каждого диода от теплоотводящего радиатора, усложняется технология При изготовлении выпрямителя в виде интегральной диодной матрицы, усложняются соединения между блоком трансформаторов и блоком диодов.

Цель изобретения - повышение надежности преобразователя путем умень10шения вероятности-отказов диодов через снижение их тепловой нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что в регулируемом преобразователе, содержащем М преобразователь15ных, ячеек с выходными трансформаторами, каждая вторичная обмотка которых имеет отвод от средней точки, и 2-м однонаправленно включенных диода,причём отвод от средней точки вторичной

20 обмотки выходного трансформатора первой ячейки соединен с первым выходным выводом преобразователя,трансформаторы каждой ячейки имеют 2 ъторичных обмоток, где п - номер ячейки,

25 крайние выводы вторичных обмоток каждой данявй ячейки, кроме последней, соединены с отводами от средней точки вторичных обмоток последующих..ячеек, |а крайние выводы последней ячейки сое30 (Винены с первыми электродами указанных диодов, вторые электроды которых объединены и соединены со выходным выводом преобразователя. На чертеже показан вариант исполнения регулируемого преобразователя на трёх ячейках .() , Регулируемый преобразователь содержит преобразовательные ячейки 1-3 с выходными трансформаторами 4соответственно. Ячейки могут быть вьтолнены по любой известной схеме на управляемых вентилях транзисторах или тиристорах), получать питан от сети постоянного или переменного напряжения и соединены по цепи; питания, как параллельно, так и последовательно. Количество вторичных обмоток трансформаторов равно 2 где п - номер ячейки, т.е. трансформатор 4 первой ячейки имеет одну обмотку 7, второй ячейки две обмотки 8 и 9, третьей, ячейки четыре обмотки 10 - 13, Отвод от средней точки обмотки 7 соединен с первым выходным выводом преобразователя 14. Крайние выводы обмотки 7 со динены с отводами от средней точки обмотки 8 и 9, крайние выводы обмоток 8 и 9 соединены с отводами от средних точек.обмоток 10-13, а крайние выводы обмоток 10-13 соединены с анодами диодов 14-21, катоды которых объединены и соединены со в;горым выходным выводсям преобразователя 22 Между выводами 14 и 22 включена нагрузка 23. Преобразователь работает следующим образом. Каждая из ячеек 1-3 может находиться в активном состоянии, когда на первич-ную обмотку выходного трансформатора 4-6 подано напряжение, и в пассивном состоянии, когда цепь первичной обмотки выходного трансформатора разомкнута, т.е. управляемые вентили ячейки закрыты. Выходные напряжения на вторичных обмотках трансформаторов ячеек, находящихся в активном состоянии, суммируются, а при пассивном состоянии ячейки обе половины всех вторичных обмоток трансформатора этой ячейки обтекаются встречно-направленным током, т.е. ее выходное напряжение равно нулю. В зависимости от сочетания активных и пассивных состояний ячеек изменяется уровень выходного напряжения, что показано в таблице, где соотношения коэффициентов трансформации ячеек 1-3 приняты по закону двоичного счета, т.е. 4:2:1. В таблице знаком + отмечено активное,а знаком - пассивное состояние ячейки, и указаны номера диодов, проводящих ток в данный полупериод, причем принято, что все ячейки в активном состоянии работают синхронно.

Возможен также режим регулирования , при котором одна из ячеек,например, ячейка 3, управляется с регулируемым сдвигом фазы (широтная модуляция), а на выходе преобразователя включается сглаживающий фильтр. Благодаря этому осуществляется плавное регулирование выхолного напряжения.

Таким образом, в предлагаемом устройстве одноименные электроды (диоды или катоды) всех диодов объединены, что позволяет укрепить их на общий

теплоотводящий радиатор без электроизоляционных прокладок, упростив тем самым конструкцию и улучшив отвод; тепла. При интегральном монолитном исполнении набора диодов упрощается технология (количество операций) в процессе производства устройства.

, Формула изобре.тения

Регулируемый преобразователь, содержащий М преобразовательных ячеек

,с выходными трансформаторами, каждая вторичная обмотка которых имеет о.твод от средней точки, и 2-м однонаправленно включенных диода, причем отвод

от средней точки вторичной обмотки трансформатора первой ячейки соединен с первым выходным выводом преобразователя, отличающийся тем что, с целью повыиения надежности путем уменьшения вероятности отка- зов диодов через снижение их тепловой нагрузки, тоансформаторы каждой ячейки имеют вторичных обмоток,, .

где п - номер ячейки, крайние выводы вторичной обмотки каждой данной ячейки, кроме последней, соединены

с отводами от средней точки вторичной обмотки последующих ячеек, а крайние выводы последней ячейки соединены с первыми электродами указанных диодов, вторые электроды которых объединены и соединены с вторым выходным выводсм преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

рл. Н 02 М 7/04, 1974.

«ii/F fii i «ii/ i

t2