Преобразователь постоянного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 8327 А 1)5 Н 02 М 3/337 ОСУДАРСТВЕНЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР 3;,ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТО МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Х(71) Иркутский государственный университет(56) Европейский патентМ 0016538, кл. Н 02 М 3/335, 1980.Авторское свидетельство СССР М 1252877, кл. Н 02 М 3/337, 1984. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания, Цель изобретения - упрощение конструкции преобразователя. Первичная обмотка 9 выходного трансформатора 8 подключена к выходу коммутатора на транзисторах 1 и 2 через первичную обмотку 6 трансформатора 3 тока и дроссель 14 насыщения. Выход коммутатора шунтирован конденсатором 8, При выключении транзисторов 1 и 2 происходит перезаряд конденсатора 7, напряжение на них плавно нарастает. что уменьшает динамические потери, Потери при включении транзисторов 1 и 2 снижены благодаря ограничению тока силовой цепи дросселем 14 насыщения, Переключение транзисторов 1 и 2 происходит при выходе сердечника трансформатора 3 тока из насыщения, 2 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системахвторичного электропитания,Цель изобретения - упрощение преобразователя,На фиг.1 приведена схема преобразователя; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие принцип его работы.Преобразователь содержит коммутаторс силовыми транзисторами 1 и 2, трансформатор 3 тока с вторичными обмотками 4, 5 ипервичной обмоткой Ь, Конденсатор 7 подключен к выходу коммутатора. Выходнойтрансформатор 8 имеет первичную 9 и вторичную 10 обмотки. Выпрямитель 11 и дроссель фильтра 12 подключают обмотку 10 кнагрузке 13.Дроссель 14 насыщения включен междувыводом первичной обмотки 9 выходноготрансформатора и средней точкой источника питания. Обмотки 4 - 6 трансформатора 3тока включены таким образом, чтобы обеспечивалась положительная обратная связьпо току нагрузки. Дополнительные обмотки(фиг.1, штрих-пунктир) и резистор предназначены для обеспечения работы преобразователя только на холостом ходу,Дополнительные обмотки в номинальномрежиме работы (начиная с 1 н0,1 1 нмакс) неоказывают влияния на работу преобразователя,Преобразователь работает в режиме автоколебаний. В исходном состоянии (до момента то) транзистор 1 открыт, дроссель 14насыщен, напряжение на конденсаторе 7 ипервичной обмотке 9 равно+Е/2, ток в диагонали полумоста 19 = ь п, ток намагничивания переключающего трансформатора3 равен(1 п - 1 Б )1 н и,1где 1 н - ток нагрузки;п=ф/9 / И/ю - коэффициент трансформации силового трансформатора 8;1 Б - приведенный ток базы.В момент 1 о трансформатор 3 насыщается, транзистор 1 закрывается, трк коллектора ответвляется в конденсатор 7, Присоответствующем выборе конденсатора 7напряжение на коллекторе транзистора эавремя его выключения существенно не изменится, потери в транзисторе отсутствуют.В интервале 10 - т 1 конденсатор 7 разряжается практически постоянным (поскольку токнагрузки хорошо сглажен)током нагрузки1 ю 9= п н по цепи первичная обмотка 6 -первичная обмотка 9 - дроссель 14 насыщения. Ток в диагонали полумоста имеет прежнее направление, поэтому дроссель 14 итрансформатор 3 остаются насыщенными,5 10 15 20 25 30 35 45 50 55 Переходы база-эмиттер транзисторов 1,2 закрыты, весь ток нагрузки протекает по обмотке 9, поэтому рабочая точка трансформатора 3 переходит в область глубокого насыщения. Следовательно, выход трансформатора 3 в активный режим возможен только при 1 уу 9 = 0 (дифференцирующий трансформатор),В момент 11, когда напряжение на конденсаторе 7 достигает нуля, возникает ЭДС самоиндукции дросселя 12 в полярности, открывающей все диоды выпрямителя 11. Ток нагрузки, поддерживаемый дросселем 12, переводится в цепь выпрямителя, минуя обмотки трансформатора 8, напряжения на которых равны нулю, Дроссель 12, нагрузка 13 и трансформатор 8 замыкаются накоротко выпрямителем. Ток М 9 в диагонали полумоста уменьшается, что приводит к выходу из насыщения дросселя 14 и к образованию колебательного контура Ь 4 С 7, В ходе колебательного процесса конденсатор 7 заряжается синусоидально снижающимся током, Полярность тока щ остается прежней, чем обеспечивается насыщенный режим трансформатора 3.В момент с 2 напряжение на конденсаторе 7 достигает значения -Е/2, а ток контура (равный току М 9 ) - нулевого значения, Трансформатор 3 выходит из насыщения, на его обмотках формируются ЭДС, транзистор 2 открывается. Потери на включение в транзисторе отсутствуют, так как напряжение и ток коллектора близки к нулю, Колебательный процесс в контуре срывается. В интервале т 2 - 1 з к дросселю 14 приложено напряжение -Е/2; ток коллектора и напряжения на обмотках трансформатора 8 близки к нулю, Транзистор 2 открыт за счет энергии, накопленной в трансформаторе 3 Ток коллектора достигает установившегося значения гнп при насыщении дросселя 14.При изменении сопротивления нагрузки 13 длительность интервалов о-т 1-12 изменяется, так что к моменту включения транзистора конденсатор 7 всегда заряжен до направления +Е/2. Например, уменьшение тока нагрузки увеличивает длительность со-т 1, так как конденсатор 7 разряжается медленнее. Интервал сгт 2 при этом также возрастает, так как при меньшем токе нагрузки индуктивность дросселя 14 насыщения повышается. Оптимальный для коммутации транзисторов перезаряд конденсатора 7 осуществляется в два этапа. На первом этапе конденсатор 7 разряжается током нагрузки, благодаря действйю дросселя фильтра 12. На втором этапе конденсатор 7 заряжается током кооставитель В, Мои ехред М.Моргентал Корректор М,Демчик тыль ктор Тираж 395 Подписноедарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5 аэ 1720ВНИИПИ одственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Пр лебательного контура, образованного им и дросселем 14 насыщения, При изменении на. груэки длительность обоих этапов изменяется: первого эа счет изменения разрядного тока конденсатора, второго эа счет изменения средней индуктивности дросселя 14 насыщения и частоты колебательного контура, Включение очередного транзистора происходит е момент выхода в активный режим переключающего трансформатора, что соответствует полному перезаряду конденсатора 7.Формула изобретения Преобразователь постоянного напряжения, содержащий коммутатор с транзисторами и выходной трансформатор пер вичная обмотка которого подключена к выходу коммутатора через последовательно соединенные дроссель насыщения и пер вичную обмотку трансформатора тока,вторичная обмотка выходного трансформатора через выпрямитель и дроссель фильтра соединена с выходными выводами, а выход коммутатора шунтирован 10 конденсатором, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения, выполнен с двумя вторичными обмотками, соединенными с управляющими входами транзисторов коммутатора,15