Регулируемый преобразователь постоянного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) И 1) 1096 02 М 3/335 НИ Ве Уфой М ц)1,еский институт ф. Сергиенко льнои техн 3, ч.17, с. 11(54) РЕГ ТЕЛЬ П (57) И зоб нике и мо вторичного вания и ржения. Ц гулирован ного напр ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Патент США4035кл, Н 02 М 3/335, 1979.Проблемы преобразоваки. Киев, ИЭД АН УССР, 11 ЛИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ ретение относится к электротехет быть использовано в системах электропитания для преобразогулирования постоянного напряль - расширение диапазона рея и повышение качества выходжения и входного тока. Устрой 2 ство содержит регулирующие транзисторы 9 и 1 О, соединенные с обмотками 6, 5 силового трансформатора 7, обмотки 11 и 12 которого через выпрямительные диоды 13 и 14 соединены через фильтр с выходными выводами, Общая точка обмоток 5 и 6 через конденсатор 8 соединена с отрицательным входным выводом, положительный входной вывод через обмотку 1 входного дросселя и диоды 3 и 4 соединен с концами обмоток 5 и 6. Преобразователь непрерывно потребляет энергию от источника входного напряжения и непрерывно передает ее в нагрузку, Напряжения, действующие на обмотках входного дросселя и выходного дросселя, в любой момент времени пропорциональны. Изменением коэффициента трансформации обмоток дросселя 20 Ж и коэффициента связи между ними можно добиться минимальных пульсаций выходного напряжения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.5 1 О 5 20 25 30 35 40 45 50 55 Ч - напряжение Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания для преобразования и регулирования постоянного напряжения.Цель изобретения - расширение диапазона регулирования и повышение качества выходного напряжения и входного тока.На фиг. 1 и 2 показаны принципиальные схемы вариантов выполнения предложенного преобразователя.Положительный входной вывод преобразователя (фиг, 1) через обмотку 1 входного дросселя 2 соединен с общей точкой соединения анодов разделительных диодов 3 и 4. Катод разделительного диода 3 подключен к концу половины первичной обмотки 5, а катод разделительного диода 4 к началу половины первичной обмотки 6 силового трансформатора 7. Общая точка соединения обмоток 5 и 6 через конденсатор 8 соединена с отрицательным входным выводом. Общие точки соединения катода разделительного диода 3 с обмоткой 5 через регулирующий транзистор 9, а катода разделительного диода 4 с обмоткой 6 через регулирующий транзистор 10 соединены с отрицательным входным выводом преобразователя. Вторичные обмотки 11 и 12 силового трансформатора 7 через выпрямительные диоды 3 и 14, катоды которых объединены, связаны с обмоткой 15 выходного дросселя 16, второй вывод которой через параллельно соединенные конденсатор Б:-фильтра 17 и нагрузку 18 соединен с общей точкой соединения вторичных обмоток 11 и 12. Общие точки соединения катодов выпрямительных диодов 13 и 14 и вторичных полуобмоток 11 и 12 связаны через шунтируюгций диод 19, подключенный катодом к катодам выпрямительпых диодов, а анодом - к общей точке соединения обмоток.Согласно фиг. 2 магнитопроводы входного дросселя 2 и дросселя выходного фильтра 16 объединены в один магнитопровод 20, а последовательно с обмоткой выходного дросселя 15 включен дополнительный дроссель 21Регулируемый преобразователь постоянного напряжения работает следующим образом.До включения регулирующих транзисторов 9 и 10 конденсатор 8 заряжен до входного напряжения. При включении регулирующего транзистора 9 одновременно идуг два процесса: передача энергии из конденсатора 8 через трансформатор 7, выпрями- тельный диод 13 в сглаживаюший .С-фильтр, выполненный на дросселе 16 и конденсаторе 17, и нагрузку 18, а также накопление энергии во входном дросселе 2 под действием тока, протекающего от источника входного напряжения Е через обмотку 1 дросселя 2, разделительный диод 3, регулирующий транзистор 9. Разделительный диод 4 заперт обратным напряжением, равным 2)а, В процессе передачи энергии в нагрузку конденсатор 8 разряжается. При выключении регулируюгцего транзистора 9 ток дросселя 2 через включенные разделительные диоды 3, 4 и первичные полуобмотки 5, 6 силового трансформатора 7 переключается на конденсатор 8, осу цествляя его заряд. В выходной цепи ток дросселя 16 замыкается через шунтирующий диод 19 и нагрузку 8. Если шунтирующий диод 19 отсутствует, то на указанном отрезке времени ток дросселя 16 замыкает через включенные выпрямительные диоды 13 и 14 обмотки 11,силового трансформатора 7, При включении регулирующего транзистора 10 описанные процессы повторяются, с той лишь только разницей, что во входной цепи ток проводит разделительный диод 4 при запертом разделительном диоде 3, а в выходной цепи ток проводит выпрями- тельный диод 4. В установившемся режиме на конденсаторе 8 устанавливается средЕ 21 ц - нее напряжение Ь =-где у -1 - у 1 Т относительное время проводящего состояния регулирующих транзисторов, т - время включенного состояния регулирующих транзисторов; Тпериод их работы, Е - напряжение источника питания. Среднее значение выходного напряжения на нагрузке 18 Ц, = - , где и === "-. Вид ре 1 -ф 5 16 гулировочной характеристики указывает на широкий диапазон регулирования выходного напряжения. Преобразователь напряжения непрерывно потребляет энергию от источника входного напряжения и непрерывно передает ее в нагрузку. Напряжения, действующие на обмотках входного дросселя 2 и выходного дросселя 16, в любой момент времени пропорциональны, а в случае и=1 равны. Указанная пропорциональность напряжений на обмотках входного и выходного дросселей позволяет объединить магнитопроводы дросселей в один магнитопровод 20, что показано на фиг. 2.Такое объединение не только уменьшает число магнитопроводов в преобразователе напряжения, но и позволяет повысить качество выходного напряжения и входного тока. Если записать. уравнения для скоростей изменения токов через обмотки 1,15 дросселя 20 с учетом взаимной индуктивности М между обмотками, то для обмотки 1 это уравнение имеет вид:Й 71 ы - пЧМ- = ----- а для обмотки 15 й 1.1310965 формула изобретения в Составитель В. МоинРедактор М. Келемеш Техред И. Верес Корректор Л. ОбручарЗаказ766/52 Тираж 66 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 на обмотках на соответствующих временных интервалах; 1.м = р,+ з - полная индуктивность обмотки 1 с учетом индуктивности намагничивания 1.м, и индуктивности рассеяния 1.з,;1-аг = 1.м,+ 1- - полная индуктивность обмотки 15. Вводя К = - и - "- - коэффициент1.,1.,1.1 12 гсвязи между обмотками и и = -- ко 1.н 1-22 эффициент трансформации обмоток дросселя 20, уравнения для скоростей изменения тока примут вид:с 11 у (1 - 1 пп)с 1 1.,1 (-с 115 Ъ (п 1 т )Кс 1 1.2 (1 - 1 ) Полученные выражения позволяют сделать вывод, что выполнением условия и = - можно полностью исключить пульсации выходного напряжения, при этом пульсации входного тока останутся неизменными и будутй Ч определяться выражением -- -. Выо 1 1.полнением условия 1 пп =1 возможно пол 1ностью исключить пульсации входного тока. При этом пульсации выходного тока останутся неизменными и буду определятьсяс 2 пЧвыражением - -= - -. Для выполнения1. 22указанных условий необходима вариация величинами п и х. Изменение идостигается изменением числа ъ витков обмоток 1 и 5, а изменение 1 регулируется с помощью дополнительно введенного дросселя 21.. Регулируемый преобразователь постоянного напряжения, содержащий два регулирующих транзистора, эмиттеры которых объединены и соединены с первым входным выводом преобразователя, а коллекторы соединены с крайними выводами первичной обмотки силового трансформатора, каждый 1 Оиз которых подключен через вентиль к первому выводу входного дросселя, второй вывод которого соединен с вторым входным выводом преобразователя, причем вторичная обмотка силового трансформатора через выпрямитель и выходной 1.С-фильтр подключена к выходным выводам преобразователя, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования и повышения качества выходного напряжения и входного тока, указанные вентили выполнены в виде диодов, согласно вклюо ценных по отношению к силовым транзисторам, а первичная обмотка силового трансформатора имеет отвод от средней точки, который через введенный конденсатор подключен к первому входному выводу преоб разователя. 2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что входной дроссель и дроссель выходного 1.С-фильтра выполнены на раздельных магнитопроводах.3, Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что входной дроссель и дроссель выходного 1 С-фильтра выполнены на общем магнитопроводе.4. Преобразователь по п. 3, отличающийся тем, что последовательно с обмоткой дросселя выходного 1.С-фильтра включен дополнительный дроссель.