Преобразователь постоянного напряжения в постоянное

Сеаз Советскнк Соцнелнстнчвккнк РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОУСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 211177 (21) 2548594/24-07 (51) М. КЛ.г с присоединением заявки Йо Н 02 М,З/135(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий,72) Авторы изобретения Б. А. Багинский и Е. В. Ярославцев Томский ордена Октябрьской Революции и орденаТрудового Красного Знамени политехнический институтим. С. И. Кирова(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ Изобретение относится к преобра- . зовательной технике и может быть использовано для преобразования постоянного напряжения одной величины в постоянное напряжение другой величины. 5Известен преобразователь, который содержит включенные последовательно прерыватель и индуктивно-емкостный фильтр 1 .Известен также преобразователь, 1 О в котором последовательно между входными выводами включены прерыватель и накопительный дроссель, который связан через разделительный диод с фильтровым конденсатором и выход ными выводами 21 .Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь, содержащий прерыватель, накопительный дроссель, раз О делительный диод и фильтровой конденсатор, причем накопительный дроссель выполнен двухобмоточным, первичная обмотка дросселя связана через прерыватель с входными выводами, а 25 вторичная через разделительный диодс выходными 33 .Недостатком такого преобразователя является относительно небольщой диапазон регулирования выходно- ЗО. го напряжения и низкие динамические характеристики схемы,Небольшой диапазон регулирования выходного напряжения объясняется ограниченными регулировочными возможностями,поскольку при постоянном Коэффициенте трансформации между обмотками накопительного дросселя регулирование выходного напряжения осуществляется лишь путем изменения скважности работы прерывателя. Низкие цинамическне характеристики обусловлены невозможностью внешнего влияния на процессы, происходящие в схеме во время паузы, т. е. когда прерыватель находится в разомкнутом состоянии.Цель изобретения - расширение диапазона регулирования выходного напряжения и улучшение динамических характеристик устройства.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе постоянного напряжения в постоянное, содержащем включенные последовательно между входными выводами прерыватель и первичную обмотку накопительного дросселя, ко вторичной обмотке которого через разделительный диод подключен фильтровой конденсатор, соединенныйс выходными выводами, накопительныйдроссель выполнен, по крайней мере,с двумя дополнительными обмотками,первая из которых через первый дополнительный тиристор подключена параллельно прерывателю, а вторая черезьторой дополнительный тиристор - параллельно разделительному диоду.На фиг, 1 приведена принципиальная электрическая схема реобразователя; на Фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу. 1 ОСхема включает источник 1 питания,1 прерыватель 2 накопительный дроссель3, разделительный диод 4, Фильтровыйконденсатор 5, нагрузку б, дополнительные тиристоры 7 и 8. 15Преобразователь работает следующимобразом.В установившемся режиме до момента временипрерыватель 2 и дополнительный тиристор 7 заперты, а до- рполнительный тиристор 8 отперт. Полярность напряжения на обмотках дросселя 3 соответствует показанной вскобках (см. Фиг. 1; дроссель отдаетзапасенную в предыдущем цикле энергию), ток дросселя замыкается черезтиристор 8, обмотку Ы, + Ы , параллельно соединенные Фильтровой конденсатор 5 и нагрузку б, Разделительныйдиод 4 заперт обратным напряжениемс обмотки Ы дросселя 3,В момент времени з отпираетсятиристор 7, к обмотке Ы прикладывается напряжение Е источника питания. Полярность напряжения на обмотках дросселя 3 меняется на противоположную (на фиг. 1 без скобок) и тиристор 8 запирается, Ток дросселя переходит в первичную цепь, дроссельнакапливает энергию, поступающуюот источника 1 питания. Ток нагруэ- щки поддерживается разрядным токомфильтрового конденсатора 5.К прерывателю 2 в прямом направлении приложено напряжениеЫО = Е ) - - 452В момент времени с (фиг. 2) прерыватель 2 отпирается и напряжениеЕ источника 1 питания прикладываетСя к обмотке Ы, дросселя 3, На тиристоре 7 появляется обратное напряжениеЕ-Ообри он запирается, а ток дросселя "перехватывается" в цепь прерывателя 2.Этап накопления энергии дросселем 3 продолжается до момента 1:2 (фиг. 2), при котором прерыватель 2 запирается. Полярность напряжения на обмотках дросселя меняется (на Фиг. 1 в скобках), разделительный диод 4 отпирается, ток дросселя, отдающего энергию, замыкается через диод 4, обмотку Ы и параллельно соединенные конденсатор 5 и нагрузку б. К тиристору 8 приложено приэтом прямое напряжениеЦОлрв = ОЫ,где О - выходное напряжение пренобразователя.9 момент временитиристор 7 от 3пирается, напряжение на обмотке Ы 2 +Ы падает до величины О, Диод 4запирается обратным напряжениемО "- ОООР нЫ + 72и ток дросселя 3 замыкается по обмотке Ы 4 + Ы 2 и тиристору 8.В момент с, при котором вновьотпирается тиристор 7, процессы повторяются аналогично описанному.В моменты коммутации изменяетсякоэффициент трансформации дросселя3 (работают различные обмотки). Поскольку ампервитки дросселя должныоставаться неизменными (3 Ы=сольс),ток его в укаэанные моменты изменяется скачком, что и отображено на диаграммах (Фиг. 2).Величина выходного напряжения впреобразователе является, с однойстороны функцией коэффициентов трансформации между обмотками дросселя,а с другой - определяется соотношением временных интервалов, в течение которых работают ключевыементы. При постоянных временах накопления и расходования энергии дросселя выходное напряжение минимальноЕ б Ы 2О1нищ 1 -Ы +Чуесли прерыватель 2 и тиристор 8 не отпираются, и максимальноЕЫ-+ Ы 4Онесли прерыватель 2 и тиристор 8 отпираются сразу же в моментыисоответственно (при этом тиристор27 и разделительный диод 4 в работе неучаствуют),где= - коэфФициент заполнения;1время в течение которого1дрсссель 3 накапливаетэнергию ( =- ,);2Т - период работы.Выходное напряжение при постоянном периоде( -о), ( ЕФй 2у- ь)и Ь 2 2 42где с -- время проводящего состояния тиристора 7;- время проводящего сос 2тояния прерывателя 2,- время, в течение кото 5 2рого открыт разделительный диод 4;- время проводящего состояния тиристора 8.744868 За счет введения дополнительных обмоток дросселя и тиристоров удается расширить диапазон регулирования выходного напряжения и улучшить динамические характеристики преобразователя. Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий включенные последовательно между входными выводами прерыватель и первичную обмотку накопительного дросселя, ко вторичной обмотке которого через разделительный диод подключен фильтровой конденсатор, соединенный с выходными выводами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширеЗаказ 38 ППППатентЦНИИПИ Ужгород, ул. Проектная Формула изобретения ния диапазона регулирования выходного напряжения и улучшения динамических характеристик, накопительныйдроссель выполнен, по крайней мере,с двумя дополнительными обмотками,первая иэ которых через первый дополнительный тиристор подключенапараллельно прерывателю, а втораячерез второй дополнительный тиристор-параллельно разделительному диоду10Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 2 б 7705, кл. Н 02 М 3/00,2. Бирэниекс Л. В. Импульсные преобразователи постоянного тока, М.,