Преобразователь постоянного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСО 14 ИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 19) Ш) 2 51)5 Н 02 М 3/33 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСЯНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Ь ПОСТОЯННОГ 1) 1) 2) носится к элекг ыть использован д 12в ател кии инстих аники тания. го электр повышение(7 ту лектромуте автвления оматизирои радиоина меньш при ван включен ователь содержит никиН.Миши элект (72))Выходы еек 1.1 инвертоостоитячеек онов и 21 .314.вторско129, кл тво СССР35, 1984,однотакт 1.п(2.1. ФЪ СО ВТОРСКОМУ СВИДЕП"ЛЬСТ 11591294684008/0724.04.8930.03,91. БюлНаучно-исследвтоматики иомском инстигх систем упр(57) Изобретение оротехнике и можетв системах вторичнЦель изобретения -надежности путем уческих потерь призисторов.Преобраздва противофазно ура 1 и 2, каьдый ииз п однотактных и1.11.п(2.12 пных инверторных яч(12) подключены к входу общего 1 И,СФильтра 13. Для уменьшения динамических потерь при выключении транзисторов параллельно последним включенадемпфирующая .цепочка из первого диода 21 и первого конденсатора 23.Энергия первого конденсатора 13 реИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания.Цель изобретения - повышение КЦЦ и надежности путем уменьшения динамических потерь при выключении транзисторов.На чертеже представлена Функциональная схема предлагаемого преобразователя постоянного напряжения,Преобразователь содержит два противофазных управляемых инвертора 1 н 2, каждый из которых состоит из одного 1.1 (2.1) или нескольких 1.п (2.п) синфазных последовательно или параллельно включенных однотактных мостовых инверторных ячеек с блоком 3 управления, подключенных к входным выводам 4. Два выходных трансформатора 5 и 6, первичные обмотки . 7.17,п (8.1-8.п) которых соединены с выходными выводами соответствующих однотактных мостовых 1.1, 1 и (2,12.п) инверторов,Вторичные 9 и 10 обмотки трансформаторов 5 и 6 через соответствующие выпрямительные диоды 11 и 12 и общий ЖС-Фильтр 13 подключены к выходным выводам 14. Размагничивающие обмотки 15 и 16 выходных трансформаторов 5 и 6 подключены к источнику 17 тока. Преобразователь содержит в каждом инвертореи 2 дополнительные трансформаторы 18 и 19, а каждый транзисторный ключ инвертора 1 (2) снабжен шунтирукнцей транзистор демпфирующей и рекуперационной цепочкой 20, состоящей из двух диодов 21 и 22, двух конденсаторов 23 и 24 и стабилитрона 25. Демпфирующая цепочка образована последовательно соединенными первым конденсатором 23 и .первым диодом 21, анод которого через параллельно соединенные стабилитрон 25 и второй куперируется в накопитель 33 энергиичерез рекуперационную цепочку, состоящую из второго диода 22, стабилитрона 25, дополнительного трансформатора 18 (19), резонансного дросселя 32 и третьего диода 30. Выходные 8,9 и дополнительные 18,19трансформаторы размагничиваются отисточника 17 тока. 2 з,п. Ф-лы. 1 ил,конденсатор 24 и через второй диод 22 подключен к соответствующему выводу первичной обмотки 26.1,26.п (27.1,27.п) дополнительного трансФорматора 18 (19) . Вторичная обмотка 28 (29) дополнительного трансформатора 18 (19) каждого инвертора через третий диод 30 (31) и резонансный дроссель 32 подключена к накопителю 33 энергии. Размагничивающие обмотки 34 и 35 дополнительных трансформаторов 18 и 19 включены согласно-последовательно с размагничинающими обмотками 15 и 16 выходных трансформаторов 5 и б и подключены к источнику 17 тока.В качестве накопителя 33 может использоваться конденсатор входного или выходного фильтра преобразователя.Преобразователь работает следующим образом.Блок 3 управления Формирует импульсы напряжения прямоугольной формы, которые подаются в противофазе на базы транзисторов инверторов 1 и 2, Инверторы 1 и 2, поочередно включаясь, подключают первичные обмотки 7.17,п и 8.18,п выходных трансформаторов 5 и б к входным выводам 4. На первичных обмотках7.1,7.п и 8.1,8,п Формируется импульс напряжения, которыйтрансформируется на вторичные обмотки 9 и 10 и размагничивающие обмотки 15 и 16. Напряжение вторичных обмо-, ток 9 и 10 выпрямляется диодами 11 и 12, сглаживается фильтром 13 и поступает на выходные выводы 14. При запирании транзисторногоключа ток нагрузки коммутируется вконденсатор 23 через диод 21 в течение времени спада транзистора, темсамым формируется траектория перек38776 Ь 51015 ЗО 35 40 45 50 55 5 16 лючения транзистора путем смещения- Фронта тока относительно фронта напряжения в сторону меньших динамических потерь, а конденсатор 23 заряжается до величины входного напряжения преобразователя. При отпирании транзисторного ключа конденсатор 23 разряжается по цепи 23-26-22-25. На этом этапе конденсатор 23 и эквивалентная индуктивность дополнительного трансформатора 18 и дросселя 32 представляет собой последовательный резонансный контур, через который энергия конденсатора 23 передается в накопитель 33 энергии. При этом диод 30 открывается на время протекания рекуперационного тока. Часть энергии конденсатора 23 возвращается в размагничивающую цепь, состоящую из источника 17 тока и соединенных согласно-последовательно размагничивающих обмоток 15, 16, 34, 35 выходных 5,6 и дополнительных 18, 19 трансформаторов, через дополнительный трансформатор 18. Тем самым умень шается длительность разряда конденсатора 23, способствуя расширению диапазона регулирования преобразователя, но при этом гарантируется амплитуда разрядного тока через транзисторные ключи, так как величина тока размагничивающей обмотки 34 постоянна.После разряда конденсаторов 23 сердечник дополнительного трансформатора 18 перемагничивается током обмотки 34, нри этом через первичные обмотки 26 протекает ток ло цепи 26-22-25-21-26. Падение напряжения на элементах 22,25,21 обеспечивает достаточную вольт-секундную площадь .размагничающего импульса дополнительного трансформатора 18, Конденсатор 24 разгружает стабилитрон 25 по току в начале разряда конденсатора 23,разряжаясь на этапе запертого состояния транзисторного ключа через дифференциальное сопротивление стабилитрона 25.В случае необходимости последовательного или параллельного соединения однотактных мостов 1,11.п (2.2,п) в инверторе 1 (2) при переходе на повьппенное входное напряжение питания или увеличенную выходную мощность цепь сброса энергии заряженных конденсаторов 23 синфазных однотактных мостовых инверторовсодержит всего один дополнительныйтрансформатор 18 (19) с одной обмоткой 34 (35) размагничивания и с единой целью иэ вторичной обмотки 28(29), дросселя 32 и диода 30 (31), ачисло первичных обмоток 26 (27) равно числу транзисторов в синфазныходнотактных мостовых инверторах1,11.п (2.12.п). При этом всепроцессы, проходящие при рекуперации запасенной в конденсаторах 23энергии, соответствуют описанным. Обмотки размагничивания 34, 35, 15, 16всех инверторов включаются согласнопоследовательно с источником 1 1 тока. формула изобретения 1, Преобразователь постоянногонапряжения по авт. сн. Р 1159129,о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, сцелью повьппения КПД и надежности пу 25 тем уменьшения динамических потерь при выключении транзисторов, каждыйтранзисторный ключ шунтирован введенной демпфирующей цепочкой, состоящей из последовательно соединенных первого конденсатора и первого диода, параллельно которому включена введенная рекуперационная цепочка, состоящая из последовательно соединенных второго диода, стабилитрона, шунтированного вторым конденсатором, и первичной обмотки введенного дополнительного трансформатора, вторичная обмотка которого через введенные последовательно соединенные третий диод и резонансный дроссель подключена к введенному накопителю энергии, а размагничивающие обмотки дополнительных трансформаторов включены согласно-последовательно в цепь размагничивающих обмоток выходных трансФорматоров.2. Преобразователь по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в качестве накопителя энергии использован конденсатор входного фильтра преобразователя.3. Преобразователь по п.1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве накопителя энергии использован конденсатор выходного фильтра преобразователя.