Преобразователь постоянного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 09 РЕСПУБЛИК 337 я)5 НО ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТО РС СВИ ЕТЕЛЬСТВ тут им, ИСТИ 35,зование и регуряжения для си(21) 4798692/07(71) Киевский политехнический инсти50-летия Великой Октябрьской социалческой революции(56) Авторское свидетельство СССРВ 892614, кл. Н 02 М 3/335, 1980.Патент США Мт 4215391, кл, Н 02 М 31980,(57) Использование: преобралирование постоянного нап стем вторичного электропитания и автоматики. Сущность изобретения: к выходу полу- мостового инвертора на ключах 3, 4 и конденсаторах 5, 6 подключены два двухобмоточных дросселя 1 и 2. При открытом состоянии одного из ключей 3 (4) происходит . накапливание энергии в одном иэ дросселей 1 (2) при закрытом диоде 7(8) и передача ранее накопленной энергии в нагрузку в другом дросселе 2 (1) через открытый диод 8 Р). Благодаря параллельному соединению вторичных обмоток дросселей 7, 8 пульсации тока в конденсаторе фильтра 9 уменьшаются. 2 ил.Изобретение относится к электротехнике и мажет быть использовано в источникахвторичного электропитания для преобразования уровня постоянного напряжения,Целью изобретения является уменьшение пульсаций потребляемого тока и повышение надежности путем снижениянапряжения на ключах,На фиг, 1 представлена функциональ-.ная схема преобразователя постоянного напряжения; на фиг. 2 - временныедиаграммы его работы.Преобразователь постоянного напряжения содержит два дросселя 1 и 2, первичные обмотки которых соединенысогласно-последовательно и подключены квыходу инверторнай ячейки, выполненнойпо двухтактной полумостовой схеме с двумяключами 3 и 4 и двумя конденсаторами 5 иб, образующими емкостный делитель входного напряжения, Вторичные обмотки дросселей 1 и 2 через диоды 7 и 8, соединенныепо схеме двухполупериодного выпрямителя, подключень 1 к выходным выводам преобразователя, между которыми включенфильтрующий конденсатор 9. Цепи управления ключей 3 и 4 соединены с выходамиблока управления 10, причем последнийформирует сигнал управления одним ключом на интервале О-уТ, а другим ключом -оставшуюся часть периода Т, где у - регулируемая относительная длительность открытога состояния ключа.Преобразователь постоянного напряжения в установившемся режиме работаетследующим образом. На управляющиеэлектроды транзисторов 4 и 3 поступаютпротивофазные широтно-модулированныеимпульсы (фиг. 2,а,б), вырабатываемые блоком управления 10. При проводящем состоянии транзистора 4. на вторичных обмоткахтрансформатора 1 и дросселя 2 наводятсяЭДС индукции, отпирающие диод 7 и запирающие диод 8; Ток источника питания (фиг.2,и) протекает через конденсатор 5, подэаряжая его (фиг. 2,э), от конденсатора 6 по; требляется разряжающий его ток (фиг. 2,ж),а в первичной обмотке дросселя 2 возрастает ток намагничивания (фиг. 2,в), создаваемый суммой токов конденсаторов 5 и 6, Токнамагничивания трансформатора 1 спадает(пунктир на фиг. 2,г),при этом в первичнойобмотке трансформатора протекает ток намагничивания дросселя, а во вторичной обмотке - сумма пересчитанных значенийтоков намагничивания трансформатора идросселя, замыкающаяся через диод 7 (фиг.2,д), нагрузку,шунтированную конденсатором 9. В интервале времени (уТТ), когдаусловия д = (1 - у).где Ь,д - индуктивности намагничивания трансформатора и дросселя, у - коэффициент заполнения управляющих импульсов.При любых значениях напряжение, прикладываемое к запертому транзистору, не превышает величины питающего напряжения Е, в то время как в прототипе определяется по формулеОкэ = Е(1 + 2) ).Следовательно, при у = 0,5 в заявляемом устройстве коэффициент нагрузки 35 40 транзисторов по напряжению снижен в 2 раза, что позволяет на 12-15 О), увеличить время наработки на отказ всего преобразователя.В отличие от прототипа в заявляемом преобразователе ток непрерывно потребляется от источника питания в течение всего йериода работы преобразователя, что позволяет уменьшить габариты входного сгла 50 живающего фильтра, улучшить электромагнитную совместимость преобразователя и повысить максимальную преоб разующую мощность при использовании той же элементной базы,Ток, потребляемый от источника питания, имеет одинаковые средние значения на открыт транзистор 3 и закрыт транзистор 4)отпирается диод 8 и запирается диод 7, Изменяются направления протекания токов в конденсаторах 5 и б и первичных обмотках 5 .трансформатора 1 и дросселя 2. Ток источника питания фиг. 2,и. протекая через конденсатор б, заряжает его (фиг, 2,ж), а конденсатор 5 разряжается (фиг, 2,з), при .этом сумма токов конденсаторов создает 10 возрастающий ток намагничивания трансформатора 1, протекающий по его первичной обмотке (фиг, 2,г). Ток намагничивания дросселя 2 спадает(фиг, 2,в), при этом через его первичную обмотку протекает ток на магничивания трансформатора 1, а черезвторичную обмотку, диод 8 (фиг. 2,е) и нагрузку - сумма пересчитанных токов намагничивания трансформатора и дросселя,20 Так как изменение токов намагничивания трансформатора и дросселя происходит в противофазе, а в нагрузку замыкается их сумма на протяжении всего периода работы преобразователя, то имеет место токовая 25 компенсация пульсаций выходного напряжения, Выходные пульсации компенсируются полностью, как показано на фиг. 2,д,е, если приращения токов намагничивания трансформатора и дросселя (фиг. 2,в,г) оди наковы, что имеет место при выполнении1809515 и О Составитель М.АртеменТехред М.Моргентал Редактор Т.Ивано орректор П.Гереш Заказ 1290 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г; Ужгород, ул;Гагарина, 10 обоих ин,ервалах коммутации при выполнении условияС;(1-у ) = Сву.где Сь, Сб - емкости конденсаторов 5 и 6 соответственно. 5 Формула изобретенияПреобразователь постоянного напряжения, содержащий цва дросселя, первичные обмотки которых соединены согласно 10 последовательно в цепочку, подключенную . к выходу инверторной ячейки, а вторичные обмотки через диоды, соединенные по схеме двухполупериодного выпрямителя, подключены к выходным выводам 15 преобразователя, между которыми включен фильтрующий конденсатор, и блок управле. ния, выходы которого соединены с цепями управления ключей инверторной ячейки, о т л и ч а ю щ и й с я тем. что, с целью уменьшения пульсаций потребляемого тока и повышения надежности путем снижения напряжения на ключах. инверторная ячейка выполнена по двухтактной полумостовой схеме с двумя ключами и двумя конденсаторами, образующими емкостный делитель входного напряжения, а блок управления выполнен с формированием на его выходах сигнала управления одним ключом на интервале времени 0 - уТ, а другим ключом - оставшуюся часть периода Т, где у - регулируемая относительная длительность открытого состояния ключа.