Преобразователь напряжения Советский патент 1982 года по МПК H02M3/335 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

-..-. - , : :

Изобретение относится к эпектротех-д нике, а именно ко вторичным истоЬопсам тштания.

Известны однотактные преобразоватегпи автотрансформаторного вида, содерясашиё магнитный накопит ель (реактор, /фоссепь), управляемый силовой ключ мзгщруюпшй диод 1 .

Недостаток известных схем состоит в том, что либо передача, либо потребятние энергии от источника происхрдит двс Крётно. При дискретном характере тока (потребляемого или передаваемого в нагрузку) возрастают потери энергии, так к при данном среднем значения .этого 15 тока возрасгаег амплитудное значение, т.е. потери энергии прЬпоргшонадьны,

квадоату амплитудного значения, а liepe даваемая энергия пропорциональна; сред- : нему значению тока,М

Известен двухтактный преобразователь напряжения, в котором обеспечивается непрерывность процесса потребления И передачи энергиИ-СЗ .

Недостаток известного устройства сложность, так .как применяются два силовых ключа, схема-управления ими, трехобмоточный трансформатор.

Наиболее близок к изобретению преобразователь напряжения, содержащий подключенны к iiepeoMy бходвому выводу дроссель, последсжательно с которым соендннена пдюичная обмотка трансформатора и ксалмутирующий даод, подклк ченный к выходному- вьюоду, а управляв мый силовой ключ через обмотку щюсселя црдключен параллельно входным выводам, причем второй входной и второй вы- :Хбдаой выводы объединены L3j .

Недостаток взвествого устройства состоят в сложности, так как используются два хдаговых утправляемы; ключа и сохугветственно двухканальный блок управления, обеспечивающий поочередную коммутшшю силовых ключей. того, использование двухтактного режима пере{лагНЕСЧИвавия трансформатора может при- В{)0ить к несвмметрви яаАшгтгшвашя

его сердечника и, как Gneacf&ae, к перегрузке одногч из силовых урравпяемых ключей я повыше1ШЬ1м потерям энергии.

Цель иэобретейня - упрощение устройства и расши1)ение функциональных воэ можностей путем регулирования выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжения вводены вторичная обмотка трансформатора и двухполупериодный вьтрямитель, причем трансформатор выполнен, на сердечнике с линейной магнитной характеристикой, а вторичная обмотка трансформатора через двухполупе5Я1одный вьшрямитель включена между одним из входных и первым выходным выводами,

На чертеже представлена электрич ская схема преобразователя напряжения.

Преобразователь напряжения подключен к источнику питания через первый 1 и второй 2 входные выводы, а к первому 3 и второ1му 4 выходным выводам подклю.чается нагрузка, выполненная, например, в виде параллельной Р.С-цепи -или кшЬгофазного нерегулируемого инвертора (источник питания и. нагрузка не показаны). Вторые входной 2 и выходной 4 выводы объединены, между первым входным выводом 1 и первым выходным вьгоодом 3 включены соединенные последовательно обмотка дросселя 5, первичная обмотка 6 трансформатора 7, имеющего вторичную обмотку 8, и коммутирующий диод 9. Между первыми выводами 1 и 3,.кроме того, через.двухполупериодНый выпрямитель 10 включена вторичная обмотка 8 трансформатора. Между первым 1 и вторым 2 входнь1ми выходами через обмотку др.осселя 5 включен силовой управляемый ключ 11.

Трансформатор 7 иыполнен на сердечнике с линейной магнитной характеристикой. Кроме того, вторичная обмотка транформатора может быть выполнена однофазной, а вьшрямитель - ио схеме мост

Предлагаемое устройство футасдионируе следующим образом..

В дросселе 5 и лвне&ком трансформаторе 7 накоплена энергия магнитного поля, что выражается в протекании тока через обмотку дросселя 5,и первичную обмотку 6 линейного трансфсхрматора 7, во время разомкнутого состояния сиповрго управляемого ключа.

При замыкании силового управляемого ключа 11 запирается коммутируюншй диод 9, и вследствие наксшлеяшой энерпги в сердечнике линейного трансформато

7на его вторичной обмотке 8 возникает ЭДС электромагнитной индукции, через выпрямитель 10 в нагрузку поступает ток вторичной обмотки 8. При этом энергия, накопленная в трансформаторе 7 частично рассеивается, чему соответствует уменьщение тока, передаваемого в нагрузку .через выпрямитель 10.

. Через силовой управляемый ключ 11 протекает ток обмотки дросселя 5, и в дросселе накапливаете энергия магнит ногр поля, 4ej4y соответствует рост тока обмотки щзосселя.

При ереходе силового управляемого ключа 11 в запертое состояние ток обмотки дросселя вновь начинает протекать через обмотку 6 и коммутирующий диод 9. При этом энергия из дросселя не передается частично в нагрузку, а частично накапливается в сердечнике Л1ртейного трансформатора 7. Через выпрямитель 10 в цепь нагрузки поступает разностный ток, равнб1й приведенной к вторичной об мотке 8 разности тока обмотки дросселя соответствующего накопленной в дросселе энергии, и тока обмотки 6, соответствующего энергии, накопленной в сердечнике линейного трансформатора.

Изменяя соотношение между временем накопления энергии в сердечнике дросселя и временем вывода ее, можно осуществлять регулирование выходного напряжения.

Если обмотку 8 через выпрямитель 10 включить между первыми выводами 1 и 3, можно обеспечить при соответствующем выборе.коэффициента трансформации обмотки 8 форму тока с малыми пульсациями в цепи нагрузки при ступенчатой формепотребляемого тока.

Если обмотку 8 через выпрямитель 10 включить между выводами 2 и 3 {изображено пунктиром), то обеспечивается ферма потребляемого тока с мальтми пульсациями И скачкообразное изменение тока, передаваемого в нагрузку.

; Таким образом, данное устройство проще, так как содержит один управляемый ключ, и потребляет меньще энергии,, поскольку сокращаются потери в цепях управления. Появляется возможность изменения регулировочной характеристики пррста.1м переключением вывода последовательной цепи, образованной элементами

8и 10, от первого вывода 1 устройства ко второму 2 н обратно, что расширяет функциональные возможности схемы. Формула и 3 б б р е т ели Преобразователь напряженЕя, содержаianft подключенный к первому входному ВЫВОДУ дроссель, последоватепыно с кото рым соедшшна первичная обмотка трансформатора и коммутирующий диод, подключённый к первому вьгходоому вьгеоду, а управляЕ9и ый силовой ключ через обмотку цроссепя подключен параллельно входным вьгоодам, првчем weopoiR входной и второй выходной выводы объединетаоа отличающий с я тем, что, с целью упрощения и расширения функ,)аиональных возможностей йутем, рег Ш рования выходаого напряжения, введены вторичная обмотка трансформатора и двух полупериодный выпрямитель, причем 9 66 трансформатор вьщолнен на сердечнике с линейной магнитной характеристикой, а вторичная обмотка трансформато через двухполупериодный вьшрямитель включена между одним из входных и перШ|1М выходным выводами. Источники инфсфмашоа, i принятые во внимание при экспертизе 1. Моин В. С., Лаптев Н. Н. Стабидшзированные траваистрориые преобразователи. М., Энергия, 1972, с. 182-183, (рис. 6, I 2. свидетельство СССР hfe 192913, кпГ Ц О2 М 7/S37, 1967. 3. Моин В. С.. Лаптев Н. Н. СтабиШ1зированнь1е тpaнзиcтqpшde преобразователи. М., Энергия, 1972, с. 206, рис. 7-4 д.