Регулируемый преобразователь напряжения Советский патент 1982 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания плазменных двуханодных генераторов и других устройств с двумя нагрузками, пита.емыми попеременно через полпериодарёгулируемым однополупериодным напряжением.

Известен регулируемый преобразователь напряжения, в котором для получения ступенчатого напряжения на выходе используется М преобразовательных ячеек с выходными трансформаторами, вторичные обмотки которых выполнены с отводами от средней точки. Последовательно с одними выводами промежуточной преобразовательной ячейки, число вторичных обмоток которой равно t где п - число предыдущих ячеек, включены выпрямительные диоды. Указанный преобразователь позволяет получить надежную схему преобразователя, когда нагрузка на выходе не разделена С1.

Недостаткгиии указанного преобразователя являются невозможность применения схемы для нагрузки со средней точкой большое количество диодов, сложное -выполнение промежуточных трансформаторов с большим

числом выходных обмоток. Это особенно становится существенным при высоких выходных напряжениях..

Известен также регулируемый пре.образователь напряжения, в котором каждая преобразовательная ячейка выполнена с выходным трансформатором, имеющим одну вторичную обк отку . Однако известный преобразо10ватель не может обеспечить питания двух попеременно через полупериод работающих нагрузок, и требуется в данном случае использование двух подобных преобразователей,что уве15личивает суммарное количество диодов.

Цель изобретения - повышение надежности путем упрощения при работе на две одинаковые нагрузки питаемые

20 однополупериодным напряжением.

Эта цель достигается тем, что в регулируемом преобразователе, содержащем ряд преобразовательных ячеек с выходными трансформаторами и дио25ды, связывающие вторичные обмотки этих трансформаторов с выходными выводами преобразователя, каждый трансформатор снабжен двумя вторичными обмотками, каждая обмотка сое30динена последовательно с первым диодом и шунтирована вместе,с ним вторым диодом так, что одноименные выводы первого и второго диодов сое динены между собой, полученные таким образом узлы всех ячеек, состоящие из вторичной обмотки, первого и вто рого диодов,., соединены между собой согласно-последовательно и подклют чены к соответствующим выходным выводам преобразователя. Для повышения , кпд введены третьи диоды, шунтирующие вторые диоды нескольких смежных ячеек, кроме пер вой. На чертеже представлена принципи альная схема предлагаемого преобразователя (количество преобразователь ных ячеек выбрано равным трем, прак тически оно может быть неограничено и определяется непосредственно конкретными значениями параметров нагрузки)., . Регулируемый преобразователь напряжения содержит преобразовательные ячейки 1-3, каждая из которых снабжена выходными трансформаторами 4-6 Выходной трансформатор 4 содержит вторичные обмотки 7 и 8, выходной трансформатор 5 содержит вторичные обмотки 9 и 10, а выходной трансформатор 6 - вторичные обмотки 11 и 12 Вторичная обмотка 7 выходного трансформатора 4 шунтирована встречно включенными первым диодом 13 и вторым диодом 14. Аналогично соединены с первым и вторым диодами остальные обмотки: обмотка - с 8 диодами 15 и 16, обмотка 9 - с диодами 17. и 18 обмотка.10 - с диодами 19 и 20, обмотка 11 - с диодами 21 и 22, обмотк 12 - с диодами 23 и 24. Узлы, состоящие из обмотки 7 и диодов 13 и 14, обмотки 9 и. диодов 17 и 18, обмотки 11 и диодов 21 и 22 соединены согласно-последовательно и подключены к нагрузке 25; узлы, состоящие из обмотки 8 и диодов 15 и 16, обмотки 10 и диодов 19 и 20, обмотки 12 и диодов 23 и 24, соединены согласно-последовательно и подключены к нагрузке 26. Третьи диоды 27 и 28 шунтир5тот . последовательно- соединенные вторые диоды 18, 22 и 19, 24 соответственно. . Регулируемый преобразователь работает следую1цим образом. Когда включены все три ячейки 1, 2 и 3 на вторичных обмотках 7-12 выходных трансформаторов 4-6 наводит ся переменное напряжение соответствующей полярности. В один полупериод ток проходит через диоды 13, 17 и 2 нагрузку 25 и последовательно-соглас но включенные вторичные обмотки 7, 9 и 11 выходных трансформаторов 4-6 соответственно. В другой полупериод ток проходит через диоды 16, 20 и 23, нагрузку 26 и последовательно-согласно включенные вторичные обмотки 8, 10 и 12 выходных трансформаторов 4-6 соответственно. При отключении одной преобразовательной ячейки, что соответствует изменению уровня выходного напряжения, преобразователь работает следующим образом. При отключении ячейки 1 цепь протекания тока в один полупериод проходит через диоды 17 и 21, нагрузку 25, д;иод 14 и вторичные обмотки 9 и 11 вы-ходных трансформаторов 5 и 6 соответственно. В другой полупериод цепь протекания тока проходит через диоды 20 и 23, нагрузку 26, диод 15 и вторичные обмотки 10 и 12 выходных трансформаторов 5 и 6 соответственно. . При отключении преобразовательной ячейки 2 цепь тока в один полупериод проходит через диоды 13, 18 и 21, половину нагрузки 25 и вторичные обмотки 7 и 11 выходных трансЕформаторов 4 и 6 соответственно, в другой полупериод цепь протекания тока: диоды 16, 19 и 23, нагрузка .26 и вторичные обмотки 8 и 12 выходных трансформаторов 4 и 6 соответственно. При отключении преобразовательной яче.йки 3 цепь протекания тока в один лолупериод: диоды 13, 17 и 23, нагрузка 25 и вторичные обмотки 7 и 9 выходных трансформаторов 4 и 5 соответственно. В другой полупериод цепь тока: диоды 16, 20 и 24, нагрузка 26 и вторичные обмотки 8 и 10 выходны.х трансформаторов 4 и 5 соответственно. При отключении двух преобразовательных ячеек регулируемый преобразователь работает следующим образом. Отключены преобразовательные ячейки 1 и 2. Путь тока в один полупериод: диод 21, нагрузка 25, диоды 14 и 18 и вторичная обмотка 11 выходного трансформатора 6. В другой полупериод: диод 23, нагрузка 26, диоды 15 и 19 и вторичная обмотка 12 выходного трансформатора 6. В других случаях отключения работа преобразователя происходит аналогичным образом. При отключении ячеек 2 и 3 ток проходит в -один полупериод по диоду 27, а в другой по диоду 28, что уменьшает потери мощности и повышает КПД, так как уменьшается число диодов в цепи тока нагрузки. Таким образом, с помощью коммутации преобразовательных ячеек 1,2 и 3 можно получить дискретно регулируемое выходное напряжение на нагрузках 25 и 26.

Предлагаемый регулируемый преобразователь напряжения, по сравнению с известным, имеет меньшее суммарное количество диодов при работе на две одинаковые нагрузки, питаемые однополупериодным напряжением.

Формула изобретения

1. Регулируемый преобразователь напряжения, содержащий ряд преобра-зовательных ячеек с выходными трансформаторами и диоды, связывающие вторичные обмотки этих трансформаторов с выходными выводами преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем упрощения при работе на две одинаковые нагрузки, питаемые од-нополупериодным напряжением, каждый трансформатор снабжен двумя вторичными обмотками, каждая обмотка соединена последовательно с первым диодом, и вместе с ним шунтирована вторым диодом так, что одноименные выводы первого и второго диодов соединены между собой, полученные таким образом узлы всех ячеек, состоящие из вторичной обмотки первого и второго диодов, соединены. между собой согласно-последовательно и подключены к соответствующим

0 выходным выводам преобразователя.

2.Преобразователь поп.1,отличающийс я тем, что, с целью повышения КПД, введены третьи диоды, шунтирующие вторые диоды не5скольких смежных ячеек, кроме первой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 708474, кл. Н 02 М 3/.335, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР № 532945, кл. Н 02 М 7/04, 1973.