Преобразователь высокого уровня постоянного напряжения

(5 р Н 02 М 7/48 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВИДЕТЕЛЬСТВ АВТОРСКОМ 3 ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(54),(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВЫСОКОГО УРОВНЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий два симметричных плеча, подключенных к входным выводам для подключения источника электропитания, каждое из которых состоит из (и+1) управляемых ключей и диодов и равновитковых обмоток трансформатора, выходная обмотка которого подключена к выходным выводам, где п=3, 4и т. д., отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем уменьшения коэффициента загрузки по напряжению ключей и диодов, указанные плечи выполнены в виде согласно и последовательно соединенных поочередно управляемых ключей и равновитковых обмоток трансформатора, при этом указанные диоды шунтируют каждую обмотку и ключ, подключенные к входным выводам, а также каждую пару обмоток, включенных через управляемые ключи.фИзобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропитания для преобразования постоянного напряжения одного уровня в напряжение другого уровня.Известны преобразователи напряжения, содержащие несколько трансформаторов, первичные обмотки которых через ключи соединены последовательно и подключены к источнику питания, вторичные же обмотки трансформаторов через выпрямитель с фильтром подключены параллельно к общей нагрузке 1 и 2.Недостаток таких преобразователей большое количество моточных изделий (трансформаторов, дросселей фильтра), в одном устройстве, кроме того, затруднено выравнивание .напряжения на ключах и конденсаторах делителя напряжения из-за разброса характеристик элементов преобразователя.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, в котором для деления высокого входного напряжения используется только один трансформатор с несколькими равновитковыми обмотками, содержащее два симметричных плеча, подключенных к входным выводам для подключения источника электропитания, каждое из которых состоит из п обмоток трансформатора и (и+1) управляемых ключей и диодов 3.Недостатком известного устройства является большой и неравномерный коэффициент нагрузки по напряжению ключей и диодов преобразователя.Цель изобретения - повышение надежности путем уменьшения коэффициента загрузки по напряжению ключей и диодов.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе, содержащем два симметричных плеча, подключенных к входным выводам для подключения источника электропитания, каждое из которых состоит из (и+1) управляемых ключей и и равновитковых обмоток трансформатора, выходная обмотка которого подключена к выходным выводам, где п=3, 4и т. д., указанные плечи выполнены в виде согласно и последовательно соединенных поочередно управляемых ключей и равновитковых обмоток трансформатора, при этом указанные диоды шунтируют каждую обмотку и ключ, подключенные к входным выводам, а также каждую пару обмоток, включенных уерез управляемые ключи. На чертеже приведена функциональная схема преобразователя.Преобразователь содержит трансформатор 1 с равновитковыми обмотками 2 - 9 и выходной обмоткой 10, образующей выходные выводы и подключенной к нагрузке 11, управляемые ключи 12 - 21, диоды 22 - 31 и входные выводы для подключенияк источнику электропитания 32 и 33.Начало обмотки 2,соединено с ключом 12,а ее конец через ключ 13 соединен с началомобмотки 3 трансформатора 1. Конек обмотки3 соединен с началом обмотки 4 через ключ14: ключ 15 соединяет конец обмотки 4 сначалом обмотки 5. конец которой соединейс ключом 16, Через ключи 12 - 16 последоватально соединенные равновитковые обмот 10 ки 2 - 5 подключены к входным выводам 32и 33. Диод 22 анодом подключен к концуобмотки 2, а катодом - .к первому входномувыводу 32. Диод 23 анодом подключен кконцу обмотки 3, а катодом - к началу15обмотки 2 трансформатора 1. Соответственно диод 24 соединяет начало и конец обмоток 3 и 4, а диод 25 - обмотки 4 и 5.Диод 26 катодом подключен к началу обмотки 5, а анодом - ко второму входномувыводу 33. Аналогично равновитковые об 20 мотки 6 - 9 трансформатора 1 соединеныпоследовательно и согласно с ключами 17 -21 и подключены к входным выводам 32и 33. а диоды 27 - 31 образуют цепь возврата энергии (рекуперацли) из последовательно соединенных через эти диоды об 25моток 6 - 9 трансформатора 1 в источникпитания. К обмотке 10 трансформатора 1подключена нагрузка 11,Обмотки 2 - 5, ключи 12 - 16, диоды 22 -26 образуют первую симметричную цепь(первое плечо) преобразователя, а обмотки 6 - 9, ключи 17 - 21 и диоды 27 - 31 образуют соответственно второе плечо преобразователя.Преобразователь работает следующимобразом,з 5 Группы ключей 12 - 14 и 17 - 21 поочередно замыкают цепи из равновитковых обмоток трансформатора 2 - 5 и 6 - 9, создаваяравные интервалы включенного и выключенного состояния первой (2 - 5) и второй (6 - 9групп идентичных обмоток трансформатора 1. На обмотке 31, следовательно, и нанагрузке 32 формируется переменное напряжение прямоугольной формы. При открытомсостоянии ключей 12 - 14 напряжение источника питания распределяется поровнумежду обмотками 2 - 5. Следовательно, принапряжении источника равном Е и числеравновитковых обмоток в каждом плечепреобразователя л напряжение на обмот-ках 2 - 9 трансформатора равно Е), приэтом к закрытым ключам 17 и 21 второгоплеча преобразователя через диоды 27 и 31прикладывается напряжение с обмоток трансформатора 6 и 9 равное Е, а к ключам 18 -20 - через диоды 28 - 30 напряжение с двухравновитковых обмоток, равное 2 Е,.Уменьшение напряжения на ключах йдиодах преобразователя позволяет повыситьнадежность за счет уменьшения коэффици.ента загрузки в случае применения высоко.1078561 3вольтных ключей (транзисторов) или уменьшить себестоимость преобразователя за счет возможности применения более дешевых низковольтных транзисторов и диодов. От 4сутствие конденсаторов для деления входного напряжения (по сравнению с аналогами) позволяет уменьшить вес и габарить 1 преобразователя.Редактор И. КовальчукЗаказ 980/49 Составитель И. Никитин Техред И. Верес Корректор М. Демчик Тираж 667 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4