Преобразователь постоянного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН З(51) Н 02 М 3/335 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 892614, кл. Н 02: М 3/28, 1980.2. Авторское свидетельство СССР В 959234, кл. Н 02 М 3/335, 1982. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий трансформатор первичная обмотка которого и раздеБО 1107233 А лительный конденсатор образуют последовательную цепь,шунтированную регулирующим ключом, а вторичные обмоткичерез выпрямитель и .С-фильтр соединены с выходными выводами для подключения нагрузки, а параллельно однойиз обмоток трансформатора включеныпоследовательно соединенные конденсатор и блокирующий диод, шунтированный вспомогательным ключом, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения преобразователя, трансформатор снабжен дополнительной обмоткой, через которую упомянутая последовательная цепь подключена к водным выводам,Изобретение относится к электротех" нике, в.частности к преобразовательной технике, и может найти применение в ключевых преобразователях постоянного тока с гальванической раз" 5 вязкой входной .и выходной цепей.Известен преобразователь постоянного напряжения, содержащий транс" форматор, вторичные обмотки которого через выпрямитель и 1,С -фильтр соеди иены с нагрузкой, цепочку из последо" вательно соединенных конденсатора и блокирующего диода, подключенную параллельно одной из обмоток трансФорматора, и регулирующий ключ1 1, 5Недостатком этого устройства является значительное искажение формы кривой потребляемого тока.Наиболее близким к изобретению является преобразователь постоянного 20 напряжения, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого и разделительный конденсатор образуют последовательную цепь, шунтированную регулирующим ключом, а вторичные обмотки 25 через выпрямитель и .С -фильтр соединены с выходными выводами для подключения нагрузки, а параллельно одной из обмоток трансформатора включены последовательно соединенные конден сатор и блокирующий диод, шунтированный вспомогательным ключом23.Недостаток известного преобразователя состоит в сложности из-за необходимости включения дросселя на 135 входе для сглаживания потребляемого тока..Цель изобретения - упрощение преобразователя.40Поставленная цель достигается тем,что в преобразователе постоянногонапряжения, содержащем трансформатор,первичная обмотка которого и разделительный конденсатор образуют последо вательную цепь, шунтированную регулирующим ключом, а вторичные обмоткичерез выпрямитель и С-фильтр соединены выходными выводами для подключения нагрузки, а параллельно одной 50иэ обмоток трансформатора включеныпоследовательно соединенные конденсатор и блокирующий диод, шунтированный вспомогательным ключом, трансформатор снабжен дополнительной обмоткой, через которую упомянутаяпоследовательная цепь подключена квходным выводам,На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.Устройство содержит последовательную цепь, состоящую из первичной обмотки 1 трансформатора 2 и разделительного конденсатора 3, и дополнительную обмотку 4 трансформатора 2, причем начала обмоток 1 и 4 соединены соответственно с отрицательной и положительной шинами. Между общей точкой соединения конденсатора 3 и обмотки 4 включен регулирующий ключ 5, Обмотка 1 шунтирована конденсатором 6 и диодом 7, причем катод диода соединен с отрицательной шиной источника питания. Параллельно с диодомвключен вспомогательный ключ 8. Вторичные обмотки 9 и 10 трансформатора 2 через выпрямитель на диодах 11 и 12 и .С -фильтр на дросселе 13 и конденсаторе 14 соединены с нагрузкой 15.Преобразователь работает следующим образом.Регулирующий 5 и вспомогательный 8ключи работают синхронно и противофазно, так что во включенном состоянии регулирующего ключа 5 вспомогательный ключ 8 находится в разомкнутом сотоянии. Конденсаторы 3 и 6 зазаряжены в установившемся режиме так, что положительные заряды на обкладке конденсатора З,соединенной с регулирующим ключом 5, и на обкладке конденсатора 6, связанной с обкладкой конденсатора 3. Поэтому во включенном состоянии регулирующего ключа 5 диод 7 находится под обратным смещением. На этом этапе увеличивается электромагнитная энергия, накопленная в сердечнике трансформатора 2, и осуществляется передача энергии, запасенной в конденсаторе 3, через открытый диод 11 в фильтр с нагрузкой.После выключения регулирующего ключа5 полярность напряжений на обмоткахтрансформатора меняется на противоположную, что приводит к отпиранию диодови 12. При этом через диод 12 энергия, накопленная в магнитном поле сердечника трансформатора 2, передается в фильтр с нагрузкой, а через конденсатор 6 на этом этапе работы протекает ток, представляющий собой разность пульсаций тока намагничивания трансформатора 2 и пульсаций тока дросселя 13 фильтра, приведенных к обмотке 1. Этот ток в первую половину рассматриваемого проме233 Составитель И.ВойтовичРедактор И.Николайчук Техред Л. Коцюбняк Корректор Н,Яцола Заказ 5773/40 Тираж 667 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,д.4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4 Э 1107 жутка времени имеет одно направление, во вторую - противоположное. Именно поэтому необходимо наличие вспомогательного ключа 8.Для определения регулировочной характеристики предполагаем одинаковость чисел витков обмоток 1 и 4 и коэффициентов трансформации и к вторичным обмоткам 9 и 10. При этом на этапе включенного состояния ре- . 10 гулирующего ключа 5 на обмотках 1 и 4 действуют напряжения, равные .величине входного напряжения Е, а на вторичных обмотках 9 и 10 -о Е.На втором этапе на обмотках 1 и 4 напряжение равно среднему напряжению на конденсаторе 6(0. Если обозначить черезотносительную (к периоду Т) длительность проводящего состояния ключа 5, то напряжение 0 2 О может быть найдено исходя из равенства нулю волътсекундного интегралаза период на любой из обмоток трансформатора 2. При этом получаем Мь==Гу/(1-у), и, следовательно, напряжение, действующее на входе 1.С-фильтра, на этапе (1-7)Т равно нЕу/(1-у),Интегрирование указанного напряжения за период позволяет получить ре"гулировочную характеристику в виде"вых п о Таким образом, преобразователь напряжения имеет линейную регулиро-. вочную характеристику, обеспечивает непрерывность потребления энергии от источника входного напряжения. Использование дополнительной обмотки трансформатора позволяет исключить входной дроссель как отдельный магнитный элемент и, следовательно, упростить устройство в целом.