Устройство для регулирования напряжения Советский патент 1982 года по МПК H02M3/335 G05F1/64 H02P13/18 

(54) УСТРОПСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, в частности преобразовательной технике и может быть использовано например в ключевых преобразователях постоянного тока с гальванической развязкой оси цепи входного источника питания. Известно устройство для регулирования напряжения, содержащее трансформатор, вторичная обмотка которого через эыпрякмтель и LC-фильтр соединена с выходными выводс1ми, и регулирующий ключ fl. Недостатком известного устройства является илтульсное потребление тока от источника входного напряжения и большсш величина тока подмагничивания тр ан сформатор а. Наиболее близким из известных устройств к изобретению является устройство для регулирования напряжения, со держащее трансформатор), вторичные обмотки которого через выпрямитель и LC -фильтр соединены с выходными выводами, цепочки из последовательно соединенных конденсатора и блокирующего диода, подключенную параллельно |ОДНой из обмоток трансформатора, И регулирующий ключ 2. Недостатком известного устройства iявляются значительные искажения форглл кривой потребляемого тока и значительные массогабаритные показатели. Цель изобретения - уменьшение весогабаритных показателей и улучшение формы кривой потребляемого тока. Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования напряжения, содержащее трансформатор, вторичные обмотки которого через выпрямитель и LC-фильтр соединены с выходными выводами, цепочку из последовательно соединенных конденсатора и блокирующего диода, подключенную параллельно одной из обмоток трансформатора, и регулирующий ключ, снабжено дросселем и разделительным конденсатором, включенным последовательно между собой и одним из выводов первичной обмотки трансформатора, а регулирующий ключ через обмотку введенного дросселя соединен со входными выводами устройства. На чертеже приведена функциональная схема устройства. Устройство содержит трансформатор 1, вторичная обмотка 2 которого через выпрямитель 3 и LC -фильтр 4 соединена с выходными выводами 5 и-6,

цепочку из последовательно соединенных койденсатора 7 и блокирук 1его диода 8, подключеннуй параллельно первично Ьбмотке 9 трансформатора 1, дроссель 10 и разделительный.конденсатор 11, включенные последовательно между собой и одним из выводов первичной обмотки 9 трансформатора 1, регулирующий ключ 12, соединенный-с входными выводами 13 и 14 через обмотку введенного дросселя 10, вспомогательный люч 15, нагрузку 16. ,. , Рассмотрим принцип действия предлагаемого регулятора напряжения,исходя из предложенного установившегося режима работы, идеальности всех элементов и непрерывности изменения магнитного потока в сердечнике дросселя 10.

Допустим, что регулирующий ключ 12 и вспомогательный ключ 15 пере- ключаются с постоянной частотой синхронно и противофазно, т.е. если ключ 12 включен, то ключ 15 выключен и наоборот.

Анализ работы регулятора напряжения показывает, что в установившемся режиме работы на разделительном конденсаторе 11 напряжение равно величине напряжения входного источника 4 а на конденсаторе 7 это напряжение равно EJ (1- } ), где j- относительная (к периоду Т) длительность включенного состояния регулирующего ключа 12, причем положительные заряды накапливаются на обкладке разделительного конденсатора 11, соединенной с щюсселем 10, и на обкладке конденсатора 7 соединенной с концом первичной обмотки 9 трансформатора 1 Поэтому при включенном ключе 12 открат блокирукяций диод 8 и нЗ входе фильтра 4 действует напряжение и где отношение чисел витков обмоток 2 и 9. При этом на этапе j Т происходит увеличение электромагнитной энергии дросселя 10 и передача электрической энергии, запасенной в разделительном конденсаторе 11 в нагрузку через трансформатор 1 и ЬС -фильтр 4.

Когда регулирукяций ключ 12 выключен, а вспомогательный ключ 15 включен , через конденсатор 7 протекает ток, представляющий собой разность тока пульсаций дросселя 10, тока н агничивания трансформатора 1 и тока пульсаций дросселя фильтра 4, приведенного к первичной обмотке 9. Этот разностный ток в первую половину промежутка времени (.1 -)Химеет одно направление, во вторую противоположное, поэтому .необходимо шунтировать блокирующий диод 8 вспомогательным ключом 15,

Таким образом, на этапе (1 -j) Т энергия, запасенная во входном дросселе 10 расходуется на увеличение . электрической энергии конденсатора и передается через трансформатор 1 и LC -фильтр 4 в нагрузку 16.

Поскольку в реальных устройствах электропитания с применением подобных регуляторов относительная длительность включенного состояния регулирующего ключа колеблется в неэначительньах пределах относительно значения 3 0,5, то тем самым существенно уменьшается, ток подмагни,чивания, и следовательно, массога|баритныё показатели трансформатора, |при этом при непрерывном изменении магнитного потока в дросселе 10 от источника исходного напряжения -потребляется непрерывный ток, что исключает необходимость применения входных фильтров. ,

Формула изобретения

Устройство для регулирования напряжения, содержащее трансформатор, вторичные обмотки которого через выпрямитель и ЬС -фильтр соединены, с выходными выводами цепочки из последовательно соединенных конденсатора и блокирующего диода, подключенную параллельно одной из обмоток трансформатора, и регулирующий ключ, отличающееся тем, что, с целью уменьшения весогабаритных показателей и улучшения форма кривой потребляемого тока, оно снабжено дросселем и разделительным конденсатором, включёнными последовательно между собой, и одним из выводов первичной обмогкк трансформатора, а регулирукядий ключ через обмотку введенного дросселя соединен со входными выводами устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. Н 02 М 3/315, G 05 F 1/64,1980,

f1

fg .

ff

7 «

б SI