Регулируемый преобразователь постоянного напряжения

ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТ ЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМ ктро(57) Изобретение отнотехнике и может бытьсистемах вторичногоЦель изобретения - уми габаритов и повышенруемый преобразовател сится спользова ани кт еньшение массыие КПД, Регулиь постоянного ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГННТ СССР(71) Научно-исследовательский инст тут автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизир ванных систем управления и радиоэлектроники(56) Авторское свидетельство СССР 1 Р 1086525, кл. Н 02 М 7/48, 1982.Авторское свидетельство СССР Р 1410230, кл. Н 02 М 3/337, 1986. (54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ напряжения содержит две противоАазноуправляемне группы однотактных преобразовательных ячеек 1, 2. В каждую группу входит М одинаковых однотактных преобразовательных ячеек 3-6, где М - четное число, Каждая однотактная преобразовательная ячейка 3-6 содержит трансформатор 7-10, первичная обмотка 11 - 14 которого через управляемый ключ 19-22 и рекуперационный диод 23-26 соединена с входными выводами преобразователя 31, 32. Вторичные обмотки 15-18 всех трансформаторов 11- 14 через выпрямительные диоды 27-30 подключены к выходным выводам преобразователя. с В преобразователе обеспечивается многозонное регулирование выходного напряжения, В 1-ой зоне замкнуты управляемые ключи 19 и 22, во 2-ой С зоне - 19, 20, 22, а в 3-ей зоне, 20, 21 и 22. 2 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использованов системах вторичного электропитания,Пель изобретения - уменьшениемассы и габаритов и повышение КПД.На фиг.1 представлена предложенная схема преобразователя; на фиг,2временные диаграммы и алгоритм работы ключей преобразователя,Преобразователь содержит одно-.тактные преобразовательные ячейки,объединенные в две группы 1 и 2,управляемые в противофазе. Каждая 15группа состоит из М однотактныхпреобразовательных ячеек 3 - 6, гдеМ - четное число, Каждая однотактная преобразовательная ячейка содержит трансформатор (7 - 10) с первичной (11 - 14) и вторичной (1518) обмотками, управляемый ключ (1922), рекуперационный диод (23 - 26)и выпрямительный диод (27 - 30), Первичные обмотки 11 - 14 соединены 25между собой согласно-последовательно.Половина этих обмоток началом подключена к первому входному выводу31 через управляемые ключи 21 и 22и к второму входному выводу 32 черезрекуперационные диоды 25 и 26. Другаяполовина этих обмоток концом подключена к выводу 31 через рекуперационные диоды 23 и 24 и к выводу 32 -через управляемые ключи 19 и 20.35Вторичные обмотки 15 - 18 всех ячеекчерез выпрямительные диоды 27 - 30подключены к выходным выводам 33 и34 преобразователя, между которымивключена нагрузка 35.40На фиг.2 обозначено: алгоритм 36работы ключей 22 и 19 при формировании а нагрузке минимального уровнянапряжения (11 ) и максимальноготока (мц )1 алр 37 и 38 рабо 45ты ключей 20 и 21 при регулированиинапряжения и тока во второй и третьейзонах; выходной ток 39 и напряжение40 группы ячеек 1 (2); ток 41 инапряжение 42 на нагрузке.Регулируемый преобразователь постоянного напряжения работает следующим образом.При формировании в нагрузке минимального уровня напряжения и максимального тока (при постоянстве мощ 55ности в нагрузке) половину периодаоткрыты управляемые ключи 22 и 19группы 1, а вторую половину периода аналогичные управляемые ключи группы 2. Первая зона выходных напряжений и токов соответствует их минимальным и максимальным значениям. В этом режиме работы первичные обмотки 11 - 14 всех трансформаторов 7 - 10 соединены последовательно и через них протекает номинальный ток. Вторичные обмотки 15 - 18 в этом режиме через диоды 21 - 30 включены параллельно. Суммарный ток вторичных обмоток протекает через нагрузку 35. В первичной цепи трансформаторов включено два полупроводниковых элемента, а во вторичной - один, следовательно, при минимальном токе намагничивания минимальное падение напряжения на полупроводниковых элементах, КПД - максимальный. При работе во второй зоне, когда открыел, например, ключи 19, 20 и 22, три трансформатора 12 - 14 подключены к питающей сети и, следовательно, напряжение на вторичных обмотках больше, а ток через вторичные обмотки 16 - 18 трансформаторов 7, 9 и 10 протекает той же амплитуды, что и в предыдущей зоне. Суммарный ток меньше. В следующей зоне включены все ключи, а источник питания подключен к обмоткам 12 и 13 трансформаторов 7 и 9. Выходное напряжение максимальное, а ток через обмотки остается прежней величины, Суммарный ток равен минимальному для конкретноймощности.Таким образом, каждый диод рассчитан на половину минимального тока. Трансформаторы выполнены однотипными, что является удобным при серийном производстве. Деление напряжений и токов между трансформаторами выполняются автоматически. Размагничивание трансформаторов после выключения всех ключей осуществляется через рекуперационные диоды 23 - 26 на источник питания, Открыты рекуперационные диоды лишь тех ячеек, ключи которых в ра 5 очий полупериод были открыты. Например, в первой зоне цепь размагничивания осуществляется по цепи обмотки 11 - 14 диоды 23 и 26 - источник питания,КПД предложенного преобразователя в любом из режимов работы определяет-. ся потерями от номинального 1 потребляемого 1 тока на двух ключах в пер99 12 Фиг.2 5 14 б 76Вичной цепи и половиной минимального тока нагрузки на одном диоде. 111 о р м у л а изобретения5 Регулируемый преобразователь постоянного напряжения, содержащий две управляемые в противофазе группы по И одинаковых однотактных преобразовательных ячеек в каждой, где М - четное число, причем, каждая однотактная преобразовательная ячейка содержит трансформатор, управляемый ключ, рекуперационный диод и выпрямительный диод, а первые электроды выпрямительных диодов всех однотактных преобразовательных ячеек подключены к первому выходному выводу преобразователя, о т л и ч а ю - 20 щ и й с я тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов и повышения КПД, в каждой группе первичные обмотки трансформаторов всех однотактных преобразовательнь 1 х ячеек 25 соединены согласно-последовательно, начала первичных обмоток трансформаторов одной половины этого соединения через управляемь 1 й ключ подключены к первому входному выводу преобразователя и через рекуперационнь 1 й диод - к второму входному выводу преобразователя, концы первичных обмоФ ток трансформаторов другой половины этого соединения через управляемый ключ подключены к второму входному выводу преобразователя и через рекуперационный диод - к первому в 1 одному выводу преобразователя, один из выводов вторичной обмотки трансформатора каждой однотактной преобразовательной ячейки соединен с вторым электродом выпрямительного диода данной однотактной преобразовательной ячейки, а другие выводы вторичных обмоток трансформаторов всех ячеек объединены и подключены к второму выходному выводу преобразователя