Преобразователь постоянного напряжения

(50 4. Н 02 М 3/35 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯБИОГО НАПРЯЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к областипреобразовательной техники и можетиспользоваться для преобразования по"стоянного напряжения в переменное,Цель изобретения - повышение надежности и КПД. Устройство содержит,801272419 А 1 включенную параллельно источнику питания, последовательную цепь из обмотки 7 дросселя и конденсатора 8,параллельно которому включена цепьрекуперации энергии из последовательно соединенных обмотки 5 дросселя,диода 6 и конденсатора 9. Параллельно конденсатору 9 включена последовательная цепь из обмотки 2 дросселя, параллельного ЬС-контура 3 иуправляемого ключа 4. ЕС-контур 3через элемент связи 10 соединен снагрузкой 11. За счет введения цепирекуперации энергии и указанногосоединения элементов устройства прикоммутации ключа 4 обеспечиваетсяограничение роста потенциала кон-денсатора 9 путем отбора энергии отнего обмоткой 7 дросселя. Это приводит к уменьшению коммутационных потерь энергии и достижению тем самымпоставленной цели. 1 ил .12724 Изобретение относится к преобра.эовательной технике и может быть использовано для преобразования постоянного напряжения в переменное,Цель изобретения - расширение диапазона регулирования выходного напряжения, а также повышение надежности и КПД эа счет уменьшения коммутационных потерь энергии.Иа чертеже изображена схема предлагаемого преобразователя.К входным выводам преобразователяподключен источник 1 питания. Первая обмотка 2- дросселя, параллельныйЬС-контур 3 и управляемый ключ 4 сое - 15динены последовательно. Вторая обмотка 5 дросселя и диод 6 образуютцепь рекуперации энергии. Третья обмотка 7 дросселя и конденсатор 8соединены последовательно, образуяцепь, включенную параллельно источнику 1 питания. Цепь рекуперации соединена последовательно с конденсатором 9, образуя цепочку, вкЛюченнуюпараллельно конденсатору 8. Последовательная цепь из первой обмотки 2дросселя, параллельного контура 3 иуправляемого ключа 4 включена параллельно конденсатору 9. ПараллельныйЬС-контур 3 через элемент 10 связи ЗОсоединен с выводами для подключениянагрузки ,Преобразователь работает следуюцим образом.В исходном состоянии конденсато- З 5ры 8 и 9 заряжены до напряжения, близкого к напряжению источника 1 питания, через обмотки 7 и 5 и диод 6.Ключ 4 возбуждается импульсами с крутыми фронтами с частотой, близкой к 4 Орезонансной частоте ЬС-контура 3. Втечение длительности импульса черезоткрытй ключ 4 и обмотку 2 дросселяв контур 3 поступает энергия иэ конденсатора 9, поддерживающая в контуре колебания на резонансной частоте.При изменении длительности импульсов соответственно изменяетсяамплитуда первой гармоники тока, про.текающего в цепи ключа через обмотку О2 дросселя и колебательный контур 3,в результате чего достигается амплитудная модуляция колебаний в кон"туре.В течение рабочего цикла, когда 55ключ 4 открыт, в обмотках 5 и 7 наводится ЭДС, причем в обмотке 5 ЭДСнаводится такой полярности, что ре 191куперационный диод 6 запирается, а ЭДС на обмотке 7 суммируется с напряжением на конденсаторе 8, в результате чего часть энергии, запасенной в конденсаторе 9 и отобранной обмоткой 2 дросселя и обмоткой 7, возвра" щается в источник 1 питания.При закрывании ключа 4 в обмотке 2 дросселя возникает ЭДС самоиндукции, которая наводит в обмотке 5 ЭДС, которая, суммируясь с напряжением на конденсаторе 8, открывает рекуперационный диод 6, Энергия, накопленная в обмотке 2 дросселя, через индуктивно связанную обмотку 5 и диод 6 возвращается обратной в конденсатор 9. При коэффициенте трансформации между обмотками 2 н 5, равном единице, разряд дросселя происходит до уех пор, пока напряжение на обмотке 2 не станет равным величине 4 Е - разности напряжений на конденсаторах 9 и 8. Так как в исходном состоянии потенциалы конденсаторов приблизительно равны Е, величина выброса, обусловленного ЭДС самоиндукции в обмотке 2 дросселя, приблизительно равна нулю. В установившемся режиме напряжение на конденсаторе 9 превышает напряжение на конденсаторе 8 на величину .аЕ за счет дополнительного под" заряда конденсатора 9 энергией из цепи рекуперации. Величина ЬЕ зависит от соотношения составляющих энергии в энергетическом балансе преобразователя, который определяется выраже-. ниемаЭ ЬЭ,+ лэ+ ЛЭ+ ЛЭ где ЛЭ - энергия, отдаваемая конденсатором 9 в течение рабочеФго цикла;,М Э ь - энергия, запасаемая обмоткой 2 дросселя;ьЭ д - энергия, отдаваемая в нагрузку, включая потери вЬС-контуре;Э - потери энергии в элементахпреобразователя;4 Э 7 - энергия, возвращаемая висточник 1 питания черезобмотку 7. После каждого рабочего цикла эа счет рекуперации энергии ЛЭ, конденсатор 9 получает дополнительный заряд, повышающий его потенциал, Ограничение роста потенциала конденсатора 9 и, следовательно, величины Ез 1272419обеспечивается при выполнении усло- квия дЬЭ + А Эц + .ьЭд + Ь 31, РВыполнение этого условия при любом лрежиме работы преобразователя обес-зпечивается отбором энергии от конден- посатора 9 с помощью обмотки 7. Отбор юэнергии обмоткой 7 происходит в ос- шиновном только при малых уровнях на- ,хопряжеиия на контуре 3, так как в 10 ниэтом режиме напряжение на обмотке 2 шедросселя в рабочем цикле имеет значи- дртельную величину, и именно в этом ейрежиме требуется ограничивать вели- почину ЬЕ, так как ЬЭ 1 и ЬЭя малы 15 рапо сравнению с ЬЭ. Регулировать ве- иличину Е можно, изменяя коэффициент летрансформации между обмотками 2 и 7. и Составитель Ю.СпивакРедактор А.Шишкина Техред Л.Сердюкова Корректор,Т.Колб Заказ 6345/52 Тираж 631 Подписное ВНИИПИ Государственного .комитета ,СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4о Формула изобретения Преобразователь постоянного напряжения, содержащий входные выводы для подключения источника питания, после довательно соединенные первую обмот" ку дросселя, параллельный ЬС-контур ,и управляемый ключ, а также цепь реуперации энергии, состоящую из соеиненных последовательно диода и втоой обмотки дросселя, причем паралелъный ЛС-контур через .элемент свяи соединен с выходными выводами длядключения нагрузки, о т л и ч ащ и й с я тем, что, с целью расрения диапазона регулирования выдного напряжения, а также повышея надежности и КПД за счет уменьния коммутационных потерь энергии,оссель дополнительно снабжен третьобмоткой и в преобразователь долнительно введены два конденсато, причем третья обмотка дросселяпервый конденсатор соединены посдовательно, образуя цепь, включеную параллельно источнику питания,цепь рекуперации энергии соединена 26 последовательно с вторым конденсато-,ром, образуя цепочку, включенную параллельно первому конденсатору, ауказанная последовательная цепь иэпервой обмотки дросселя, параллель ного .С-контура и управляемого ключа подключена параллельно второмуконденсатору