Преобразователь постоянного напряжения

/24-0768, Бюл енно-техничерметавтома произвоиятие СССР 1984 51,ОСУДАРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(57) Изобретехнике и мпри созданипитания. ЦелКПД и надеж Н. Мельников1314.57(088.8)торское свидетельство55, кл. Н 02 М 3/335,троника. 978, М 3, т.5, рис. 2.7.ЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ние относится к электроет быть использовано вторичных источников ь изобретения - повышение ости преобразователя. До 1 стигается поставленная цель путемуменьшения энергии выброса напряжения на ключе при его размыкании. Преобразователь содержит силовой трансформатор 3, первичная обмотка 31 которого соединена с входными шинаминепосредственно и через силовой управляемый ключ 4, а вторичная 3.3 через выпрямитель 5 - с ЬСВ-фильтром6. Между входными шинами включена цепочка из двух последовательно соединенных диодов 7 и 8, общая точка которых соединена с промежуточным отводом первичной обмотки через конденсатор 9. На время размагничивания силового трансформатора включение ключаблокируется формирователем блокирующего сигнала 11 по наличию напряжения обратного хода, 1 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во 5 10 15 20 25 30 40 вторичных источниках питания, преимущественно бестрансформаторных ВИП,работающих непосредственно от выпрямленного сетевого напряжения,Цель изобретения - повышение КПДи надежности преобразователя за счетуменьшения выброса напряжения наключе при раэмыкании,На чертеже приведена электрическая схема предлагаемого преобразователя.Входные шины 1 и 2 преобразователя служат для подключения источникапитания. Трансформатор 3 имеет первичную обмотку, выполненную с промежуточным отводом, сделанным от целого числа слоев обмотки. Часть первичной обмотки 3,1 подсоединена кшине 1, часть 3. 2 через силовой ключ4 - к шине 2. Вторичная обмотка 3,3трансформатора через выпрямительныйдиод 5 соединена с выходным ЬСР-фильтром 6 преобразователя. Разрядный 7и дополнительный 8 диоды соединенымежду собой последовательно, а свободными выводами подключены в непроводящем направлении к шинам 1 и 2,Промежуточный вывод первичной обмотки 3,1-3.2 трансформатора 3 черезконденсатор 9 соединен с общей точкой диодной цепочки 7-8, Ключ 4 управляется с выхода блока 10 управления, который на время размагничиваниятрансформатора блокируется сигналомс выхода формирователя 11.На чертеже связь формирователя 11с трансформатором 3 показана в варианте подключения через дополнительную.обмотку 3.4, структурное выполнениеформирователя 11 (в виде компаратора12, второй вход которого через резистивные делители 13 и 14 подсоединенк питающим шинам 1 и 2) являетсятолько примером его реализации. Пристандартном построении блока 10 управления выход формирователя 11 можетбыть подсоединен к его управляющемувходу через элемент И 15,Преобразователь работает следую"щим образом,Исходное состояние: напряжение наконденсаторе 9 равно нулю, диоды 7и 8 заперты. По сигналу, вырабатываемому блоком 10 управления, открывается силовой ключ 4, к первичнойобмотке трансформатора 3 оказывает ся приложенным входное напряжение 11Напряжение вторичной обмотки 3.3 через диод 5 поступает на вход ЬСР-фильтра 6 и далее на выход преобразователя, Диоды 7 и 8 остаются закрытыми. Ток первичной обмотки трансформатора 3 нарастает как за счет увеличения вторичного тока, так и эа счет роста намагничивающего тока. Поток в сердечнике трансформатора 3 нарастает. После подачи запирающего сигнала на ключ 4 напряжение на нем начинает нарастать, а на первичной обмотке 3.1-3.2 - уменьшаться, При этом уменьшается и запирающее напряжение на диоде 7, При смене знака напряжения на первичной обмотке (напряжение на ключе 4 превышает напряжение питания Б ) открывается диод 7 и по цепи из элементов 3.1 - 9 - 7 начинает протекать ток.На все время разряда индуктивности (до момента времени С ) на обРмотках трансформатора 3 присутствуют напряжения обратного знака 11+ , и формирователь 11 сигнала блокирования запрещает повторное включение ключа 4, После завершения разряда сигнал запрета снимается и происходит повторное включение ключа 4, но при этом на левой обкладке конденсатора 9 уже имеется начальное минусовое напряжение -11, а после включения напряжения на левой обкладке принимает значение Плит 111- число витков обмотки трансформатора; напряжение питания,где И 45 50 55 ветствует напряжению на конденсатореБ /2, а напряжение на ключе 4при его размыкании составляет 2 Ц Процесс приходит к установивше- муся значению, через несколько циклов, когда процесс проходит через нуль, После этого момента при каждом последующем включении ключа 4 открьг вается диод 8 и полученный конденсатором 9 при размагничивании трансформатора 3 дополнительный заряд сбрасывается в шину 2. В частности, при М,- = 0,5 установившийся режим соот1365288 Формула и з обретения Составитель Н, ЦишевскаяРедактор И. Горная Техред М.Дидык Корректор С. Черни Заказ 6652/52 Тираж 665 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Таким образом, уменьшение энергиивыброса достигается за счет уменьшения числа витков обмотки, индуктивность рассеяния которой и накапливает энергию (в известном преобразователе это вся первичная обмотка, а впредлагаемом - часть обмотки с числом, витков Ч - М ,), Так как индуктивность пропорциональна квадратучисла витков, то и энергия рассеянияуменьшается на квадрат. При11 э,= 0,5 энергия потерь уменьшается вчетыре раза, а амплитуда выброса соответственно в два раза,При типичных значениях индуктивности рассеяния высокочастотныхтрансформаторов (частоты порядка 1550 кГц),уменьшение потерь на индуктивности рассеяния в четыре разаобеспечивает общее повышение КПД неменее чем на 1-2 , Кроме того, наличие указанного переходного процессаавтоматически обеспечивает режимплавного пуска без применения специальных мер что устраняет опасностьпробоя ключа пусковыми экстратоками.Длч уменьшения потерь на перезарядке конденсатора 9 емкость егодолжна быть выбрана достаточно большой (критерием является пульсация наконденсаторе, существенно меньшая,чем падение напряжение на открытомключе, порядка долей вольта), дляулучшения магнитной связи частейпервичной обмотки, разделенных отводом, последний должен осуществляться от целого числа слоев обмотки, асама первичная обмотка также должнаиметь целое числое слоев,Преобразователь посФоянного напря жения, содержащий силовой трансформатор, первичная обмотка которого одним выводом непосредственно, а другим через силовой ключ подсоединенасоответственно к первой и второй 15 входным шинам, а вторичная обмоткачерез выпрямительный диод - к выходному ЬСВ-фильтру, разрядный диод,связанный с первой входной шиной, иблок управления силовым ключом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД и надежности засчет уменьшения выброса напряжения,в него введены конденсатор, дополнительные обмотка трансформатора и ди- .25 од, подсоединенный согласно-последо-,- вательно к разрядному диоду, и формирователь блокирующего сигнала,входом подключенный к трансформатору,а выходом - к входу блока управле ния, при этом первичная обмотка трансформатора снабжена промежуточным отводом, который подсоединеН к одномуиз выводов конденсатора, другой выводкоторого соединен с общей точкой раз 3 ряднОго и дополнительного диОдОВу, свободный вывод последнего подсоединен к второй входной шине.