Регулируемый понижающий конвертор

О Г 1 И С А Н И Е Союз Советских Социалистичесиин Республик05.76 2352404 кис п 1)исоелннением за ооудвротванный номнтвт Соната Мнннатрав СССР но девам нвобрвтаннйв атнрытна(53) У 314, 58 088.8) описания 281077 5) Д икова Автор изобретен нГ. Зо 1) Заявит осибирскнй электротехнический институ 54) РЕ 1 УЛИРУЕМЫЙ ПОНИЖИОЩИ КОНВЕРТ аетс дный 5 2 апряженнндключениемо-диодных Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в системах электропитания для преобразования высокого постоянного напряжения в низкое регулируемое постоянное напряжение.Известны регулируемые понижающие бестрансформаторные конверторы, содержащие конденсаторы, переключаемые с помощью диодов и управляемых ключей с последовательного соединения при заряде на параллельное соединение при разряде 1, 2 ) . Наиболее близким по, технической сущности и достигаемому результату к изобретению является конвертор 3, в котором параллельно выходным зажимам включены и цепочек, состоящих из последовательно соединенных разрядного диода, конденсатора и разрядного ключа, тт - 1 зарядных дио дов, соединяющих разноименные выводы конденсаторов смежных цепочек, и зарядного ключа, присоединяющего разрядный диод и конденсатор первой цепочки к входным зажимам инвертора и 5 управляемого от генератора импульсов Для регулирования выходного напряжения в таком конверторе изменяют скважность или частоту импульсов управления зарядным ключом. При этом в про- Зт цессе регулирования сниж я КПЛконвертора, так как заря ключ опадает в линейный режим.Цель изобретения - повышение Кч.трегулируемого конвертора,Эта цель достигается тем, что пьт:азлельно раэряцным диодам лт последницепочек, где отношение )л/л определ. тглубину регулирования, включены регулирующие управляемые элементы,На чертеже показана принципиальнаясхема предлагаемого конвертора.Конвертор содержит конденсаторнодиодные Целочки с конденсаторами 1-6и разрядными диодами 7"11, соединенныедруг с другом диодами 12-23, зарядныйключ 24, разрядные ключи 25-30, блокгенератора импульсов 31, регулирующиеэлементы 32-34, подключенные параллельно к диодам 9-11 четырех последних конденсаторно-диодных цепочек ипредставляющие собой управляемые резисторы, сопротивления которых могутв зависимости от сигналов блока управления 35 изменяться плавно или скачкообразно в диапазоне величин, условноравных нулю и бесконечности.Регулирование выходного нконвертора осуществляется понли отключением конденсаторн5"7 1 ЯБ 0 Заказ 3042/3791 цепочек. Причем изменять выходное напряжение можно как дискретно, так и плавно, либо с одновременным использованием режимов плавного и дискретного регулирования. Режим регулирования определяется законом изменения сопротИвления регулирующих элементов 32-34, задаваемым блоком управления 35. Если сопротивления регулирующих элементов изменяются скачкообразно от нуля до бесконечности, то выходное напряжение изменяется дискретно. Если же они изменяются плавно, то имеет место режим плавного регулирования.При дискретном регулировании вначале сопротивления всех регулирующих элементов минимальны. При этом конденсаторы 1-3 заряжаются приблизительно до одной трети входного напряжения, поддерживания на нагрузке, разряжаясь на нее впараллель, напряжение также примерно равное одной трети входного напряжения, а напряжение на конденсаторах 4-6 при этом равно нулю.Для защиты разрядных ключей 28-30 от инверсного включения при разряде конденсаторов 1-3 на нагрузкУ служат диоды 36-38. Если сопротивление регулирующего элемента 32 сигналом блока управления 35 скачкообразно изменяется от нуля до бесконечности, происходит подключение конденсаторно-диодной цепочки, и напряжение на нагрузке становится равным одной четверти входного напряжения. Дальнейшее уменьшение выходного напряжения осуществляется скачкообразным увеличением сопротивлений регулирующих элементов 33, 34В результате выходного напряжения преобразователя можно уменьшить в 2 раза по сравнению с первоначальным.В общем случае глубина регулирования равна гй/д где т - число цепочек, разрядный диод которых шунтирован регулирующим элементом, а д - общее число цепочек. Следовательно, при неизменном входном напряжении ( У ) выходное напряжение можно изменять в тп(п раз. Причем изменение можно осу+ 17 гк 4 ществлять как дискретно с шагом, равным У/и, так и плавно. Для плавногорегупирования сопротивление регулирующего элемента поочередно каждой из,вцепочек изменяется плавно от нуля добесконечности. При этом изменяетсянапряжение,до которого заряжается конденсатор последующей цепочки. В качестве регулирующих элементов могутиспользоваться транзисторы.Потери мощности в предложеннойсхеме меньше, чем в прототипе 3),так как регулирующий элемент находитсяв линейном режиме только в диапазоне.одного интервала регулирования, равного Ув/а,Формула изобретения 201. Регулируемый понижающий конвертор, содержащий и параллельно подключенных к выходным выводам цепочек, состоящих иэ последовательно соединенныхразрядного диода, конденсатора и разрядного ключа, и - 1 зарядных диодов,25 соединяющих разноименные выводы конденсаторов смежных цепочек, и зарядный ключ, соединяющий разрядный диоди конденсатор первой цепочки с входным выводом и управляемый от генерато 30 ра импульсов, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения КПДпараллельно разрядным диодам я последРних цепочек, где отношение щ/и определяет глубину регулирования, включены35 управляемые регулирующие элементы.2," Конвертор по п.1 о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что в качестве разрядныхключей использованы транзисторы,в коллекторную цепь каждого иэ кото 40 рых включен блокирующий диод,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство 9 463204,кл. Н 02 М 3/18, 1972.2, Патент США Р 3596369, кл.321-15, 1970.3. Патент США 9 3708742, кл,321-15, 1973. ППП Патент,г, ужгород, ул, Проектная, 4