Регулируемый конвертор

Союе Советских Сониалистичесиих Республик(21) 196237 07 М 3 335 заявки Хе сударственнык комите 23) Приоритет43) Опубликовано 28,02,79. Бюллетень М 845) Дата опубликования описания 28.02.79 К 621.314.5. Е, Сурминский и Б. Л, Уан-Зол аявитель 54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ КОНВЕРТОР также яврматоров, ние КПД.едостатокуказан- одному из ика питаток обоцх ствующие к другомуцка питаОписываемое устройство относится к статическим преобразователям постоянного напряжения в постоянное регулируемой величины и может найти применение во вторичных источниках питания аппаратуры средств транспорта и связи.Известно устройство для регулирования напряжения, содержащее один силовои трансформатор и управляемые ключи, первичная обмотка трансформатора имеет отвод от середины, соединенный с выводом для подключения источника питания, и два отвода по обе стороны от середины, причем эти отводы и концы первичной обмотки через управляемые ключи соединены с другим выводом для подключения источника питания 1. Недостатком этого устройства является переразмеривание силового трансформатора, так как при выключенных ключах, соединяющих концы его первичной обмоотки с выводом для подключения источника питания, часть этой обмотки не используется для передачи мощности.Известно также устройство для регулирования напряжения, содержащее управляемыс ключи и два силовых трансформатора, первичные обмотки одного из которых включены согласно-последовательно с первичной обмоткой другого трансформатора,имеющей среднюю точку 2. ЗО Недостатком этого устроиства ляется переразмеривание трансфо увеличение их размеров и пониже В описываемом устройстве этот н устраняется благодаря тому, что ная средняя точка подключена к выводов для подключения источи ния, а крайние выводы всех обмо трансформаторов через соответ управляемые ключи подключены выводу для подключения источи ния. На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема конвертора; на фцг, 2 - диаграммы коммутации ключей и напряжений на первичных обмотках трансформаторов.Конвертор содержит силовые трансформаторы 1, 2 и управляемые ключи 3, 4, 5, 6. Напряжения на первичных обмотках трансформаторов обозначены соответственно и Ь, а напряжение источника питанияРегулирование выходного напряжения в описываемом конверторе происходит за счст того, что величина напряжения ца обмотках трансформаторов различна прц различных сочетаниях открытых ц закрытых состояний ключей. При открытых ключах 5 или 6 напряжение источника питания Ъ приложено к последоватсльно соединенным первичным3обмоткам, и напряжение на каждой из них равно некоторой части Уп.При открытых ключах 3 и б или 4 и 5 напряжение на первичных обмотках У трансформатора 1 равно Уа на первичных обмотках трансформатора 2 напряжение У 2 равно 2 У,. Регулирование выходного напряжения происходит изменением части полу- периода, в течение которой открыты ключи 3 или 4 при неизменной полной скваисност 1 работы ключей 5 или б в течение всего полупериода.На фиг. 2 показаны диаграммы коммутации ключей и соответствующие им диаграммы напряжений на первичных обмотках трансформаторов 1 и 2 соответственно с индексами У и Ув и диаграмма напряжений на выходе выпрямительных схем, включенных на выходные обмотки каждого трансформатора в отдельности, которые имеют одинаковую форму и поэтому показаны на одной общей диаграмме с индексом У,. Ьбльшая величина этого напряжения получается при одновременно открытых ключах 3 и 5 или 4 и б, а меньшая - при открытых ключах 5 и 6 и закрытых ключах 3 и 4. Выпрямительные схемы на вторичных обмотках каждого трансформатора соединены друг с другом либо последовательно, либо параллельно,При последовательном соединении выпрямительных схем токи во вторичных обмотках обоих трансформаторов одинаковы, а при открытых ключах 5 или б и закрытых ключах 3 и 4 токи в первичных обмотках также одинаковы и поэтому отношения тока в первичных обмотках к току во вторичных обмотках, а значит и коэффициенты трансформации обоих трансформаторов, одинаковы. Приняв их без нарушения общности расчета равными единице, получим, что при открытых ключах 5 или 6 и закрытых ключах 3 и 4 выходное напряжение конвертора Увв 1 х ИЪЕЕт МИНИМаЛЬНУ 1 О ВСЛПЧИНУ Увых хппв равную У 1+У 2=УП, а при открытых ключах 4 и 5 или 3 и б У,=Уп, У,=2 Ут. е, выходное напряжение конвертора имеет максимальную величину Увых макс= У 1+ +У 2=3 Уп, а величина диапазона регулирования К, равная отношению максимальной величины выходного напряжения конвертора к минимальной, равна1 п макс 31 ии п мниДля параллельного соединения выпрями- тельных схем на выходе конвертора допустим, что коэффициенты трансформации трансформаторов 1 и 2 относятся как единица к а, Тогда без нарушения общности расчета, принимая коэффициент трансформации трансформатора 1 равным единице, из условия параллельной работы выпрями- тельных схем на одно и то же напряжение нагрузки 1 вых 650179выхф 11 2 1 выхТогда прп открытых ключах 5 или б и закрытых ключах 3 и 41+12 - УП 1 1 1+ - 1 П 1п1 вых. мин - 1110 а прп открытых лочах 4 и 5 или 3 и б1 1 п 1 2 "ф ии из условия параллельной работы выпрямительных схем на выходе=. 1+ - : 1+2=3,Таким образом, диапазон регулированияв обоих вариантах соединения выпрями тельных схем па выходе конвертора равентрем.В описываемом конверторе первичные обмотки полностью участвуют в передаче мощносги в цепь нагрузки.35 Таким образом, поставленная цель уменьшения переразмеривания трансформаторов и увеличения КПД в описываемом конверторе достигается. Для получения диапазона регулирования, не равного трем, необходимо 40 соединить с управляощими ключами дляК)3 не конец первичной обмотки трансформатора 1, а отвод от некоторой ее части, или соединить этот отвод с первичной обмоткой трансформатора 2 для К(3.-15 Положительный эффект при этом по вышеизложенным причинам сохраняется.Формул а изобретения50Регулируемый конвертор, содержащий управляемые ключи и два силовых трансформатора, первичные обмотки одного из которых включены согласно-последовательно с первичной обмоткой другого трансформатора, имеющей среднюю точку, отличающ и й с я тем, что, с целью повышения КПД, указанная средняя точка подключена к од ному из выводов для подключения источника питания, а крайние выводы всех обмоток обоих трансформаторов через соответствующие управляемые ключи подключены к другому выводу для подключения источника питания,650179 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе СССР 2. Патент США3732485,130, 1973.кл. 6 05 Г 1. Авторское свидетельство377953, кл. Н 02 Р 13/16, 1967.- игьп Паь юг г Составитель Е. ДорошиТехред Я. Строганова ррсктор А. Степанова Герцен едакто Заказ 277/1 О Изд, М 161 Тирани 865 Подписное НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5