Преобразователь переменного напряжения в постоянное

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(и) 543 ЮФ Союз Советских Социалистических Республик(23) ПриоритетОпубликовано 15.01,77. Бюллетень2Дата опубликования описания 14.02.77 Совета т 1 нннстров СССло делам изобретенийи открытий 3) УДК 621.314,6(72) Авторыизобретен Л. М. Браславский, Л, Г. Зотов и А ажнев Новосибирский электротехнический инсти 1) Заявител 54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕН В ПОСТОЯННОЕИзобретени зовательной т вано в источ электронной а Известны п жения переме пряжение пос ния и после напряжения п рах.еобр ольз ради е относится к области прехники и может быть ис никах электропитания ппаратуры.реобразователи высокого нного тока в более нпзктоянного тока путем выпдующей трансформации остоянного тока на конд напря ое нар ямлеуровня нсато 10 Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство, состоящее из последовательно включенных через управляемый ключ т-фазного бестранс форматорного выпрямителя (однофазный мост, т = 2) и системы из нескольких вентильно-конденсаторных цепочек, каждая из которых состоит из конденсатора и двух неуправляемых вентилей, причем один вентиль 2,1 подключен анодом к одному выводу конденсатора, а катодом - к выходной шине системы, другой вентиль подключен катодом к другому выводу этого же конденсатора, а анодом - к другой выходной шине этой же системы, кро ме того, каждая предыдущая цепочка соединена с последующей неуправляемым вентилем так, что анод его подключен к точке соединения конденсатора и катода вентиля предыдущей цепочки, а катод - к точке соединения 30 конденсатора и анода вентиля последующей цепочки.Это устройство преобразует высокое напряжение переменного тока в более низкое напряжение постоянного тока путем заряда и последовательно включенных конденсаторов через т-фазный бестрансформаторный выпрямитель от источника напряжения переменного тока и параллельного разряда этих конденсаторов на нагрузку.Однако известное устройство обладает .существенным недостатком: при высоком входном напряжении переменного тока и,требуемом низком выходном напряжении постоянного тока необходимо большое количество вентильно-конденсаторных цепочек и, например требуется около ста вентпльно-конденсаторных цепочек для преобразования напряжения 220 В переменного тока (311 В - амплитудное значение) в 3 В постоянного тока.Целью изобретения является упрощение у стройства.Это достигается тем, что в преобразователе, содержащем выпрямитель, управляемые ключи и несколько цепочек для деления напряжения, состоящих из конденсатора и двух неуправляемых вентилей, один пз которых подключен анодом к выводу конденсатора, а катодом - к выходной шине системы, другой вентиль подключен катодом к другому выво 543109ду этого же конденсатора, а анодом - к другой выходной шине, причем смежные цепочкисоединены между собой неуправляемыми вентилями, вентильно-конденсаторные цепочкиобъединены в группы, которые соединены 5друг с другом и с цепью нагрузки через управляемые ключи, одна пз групп связана через управляемые ключи, стоящие в каждойвходной и выходной шинах этой группы, а остальные - через управляемые ключи, стоящие 10в одной пз шин, причем число цепочек в группах определяется кратностью деления,На фпг. 1 изображена схема предлагаемогопреобразователя; на фиг. 2 - формы токов инапряжений, поясняющие работу схемы. 15Преобразователь выполнен из однофазногомоста 1, трех групп 2, 3 и 4, состоящих из вентильно-конденсаторных цепочек, управляемыхключей 5 - 10 и фильтрового конденсатора 11.Однофазный мост 1 через управляемый ключ 205 в одной из его выходных шин 12 или 13подключен на вход первой группы 2 в точки14 и 15, которая через управляемый ключ 6 водной из ее выходных.шин 16 или 17 подключена на вход второй группы 3 в точки 14 и 15. 25Вторая группа 3 через управляемые ключи 7и 8, стоящие в ее выходных шинах 18 и 19,подключена на вход третьей группы 4 в точки14 и 15, Нагрузка преобразователя 20 и фильтровой конденсатор 11 через управляемые 30ключи 9 и 10 подключены к выходным шинам21 и 22 третьей группы 4. Источник переменного тока подключен на вход однофазного моста 1 к клеммам 23 и 24.Каждая группа выполнена из нескольких 35вентильно-конденсаторных цепочек. Каждаяцепочка состоит из конденсатора 25 и двухвентилей 26 и 27. Вентиль 26 анодом подключен к выводу 14 конденсатора 25, а катодомк выходной шине 16. Вентиль 27 катодом подключен к выводу 25, а анодом к выходнойшине 17. Цепочки соединены между собой через вентили 28 так, что анод его подключен кточке 29 предыдущей цепочки, а катод - кточке 30 последующей цепочки. 45 Предлагаемое устройство работает следующим образом. В установившемся режиме напряжение переменного тока У, (фиг. 2) преобразуется мостом 1 в пульсирующее напря жение Уь с амплитудой Уи частотой, кратной числу фаз выпрямления т = 2, т. е. за период напряжения переменного тока на выходе моста 1 получаются два импульса напряжения постоянного тока (по направлению). Под воздействием этих импульсов через открытый ключ 5 и вентили 28 зарядной цепи конденсаторов 25 группы 2 происходит заряд конденсаторов 25 током , в течение 2 Яь каждый полуперпод преобразуемого напряже ния Я, - угол отсечки тока вентилей моста и зарядной цепи первой группы), При одинаковых емкостях конденсаторов 25 первой группы 2 каждый конденсатор зарядится примерно до /Л, части амплитуды У, (М, - колпчест во вептильно-конденсаторных цепочек в первой группе). В это время управляемый ключ 6 заперт. Он находится в таком состоянии еще некоторое время, чтобы исключить перекрытие с ключом 5, Затем ключ 6 открывается и в течение 2 Я происходит заряд током конденсаторов второй группы 3. При одинаковых емкостях конденсаторов этой группы каждый конденсатор зарядится примерно до /У части выходного напряжения первой группы, т. е. примерно до /М,М части напряжения С,. Ключи 7 и 8 в течение 2 Я и еще некоторого времени находятся в запертом состоянии. Затем, аналогично предыдущему, открываются ключи 7 и 8 (в это время ключи 5, 6, 9 и 10 заперты) и в течение 2 Я происходит заряд током ь, конденсаторов третьей группы 4. Если эти конденсаторы одинаковой емкости, то каждый из них заряжается до 1/Лэ части выходного напряжения второй группы 3, т. е. напряжение на каждом конденсаторе будет составлять примерно /У,МЖз часть от У. После окончания заряда конденсаторов третьей группы ключи 7 и 8 размыкаются, а ключи 9 и 10, спустя некоторое время, достаточное для устранения перекрытия, подключают конденсатор 11 и нагрузку 20 на выход 21, 22 третьей группы 4. В течение (л - 2 Я) каждого полупериода конденсаторы третьей группы параллельно через свои вентили 26 и 27 будут разряжаться на конденсатор 11 и нагрузку преобразователя 20, поддерживая на них требуемое выходное напряжение преобразователя С. В течение 2 Яз, когда ключи 9 и 10 разомкнуты, напряжение на нагрузке поддерживает заряженный конденсатор 11.Таким образом, такое конструктивное построение преобразователя позволяет существенно уменьшить количество вентильно-конденсаторных цепочек, Например, при преобразовании 220 В эффективного значения напряжения переменного тока в 3 В постоянного тока прп трех группах с У = 5, Л, = 5 и Уз = 4 требуется всего 14 вентпльно-конденсаторных цепочек вместо 100, так каки = ИК,И У+У, +У, (и,где и - необходимый коэффициент трансформации уровня напряжения и количество вентильно-конденсаторных цепочек прототипа. Формула изобретения Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий выпрямитель, управляемые ключи и несколько цепочек для деления напряжения, состоящих из конденсатора и двух неуправляемых вентилей, один из которых подключен анодом к выводу конденсатора, а катодом - к выходной шине, другой вентиль подключен катодом к другому выводу этого же конденсатора, а анодом - к другой выходной шине, причем смежные цепочки соединены между собой неуправляемыг.2 мп вентилями, отличающийся тем, что, с целью упрощения, указанные цепочки объединены в группы, которые соединены друг с другом и с цепью нагрузки через управляемые ключи, одна из групп связана через управляемь;е ключи, стоящие в каждой входной и выходной шинах этой группы, а остальные - через управляемые ключи, стоящие в одной пз шин, причем число цепочек в группах опреде ляется кратностью деления,