Регулируемый преобразователь постоянного напряжения в постоянное

Союз СоввтсинкСоциапнстичесиинРеспубпии ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щ 932582(51)М. Кл,Н 02 М 3/135 Гоеударстееный комитет СССР ао делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В. П. Климов и В. К. Ковальковс"Московский ордена Ленина и ордена ктябрьской Революцииавиационный институт им. Серго Ор нцщикйдзе(54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ Изобретение относится к преобразовательной электротехнике, в частности к преобразователям постоянного напряжения в постоянное.Известны преобразователи напряже 5 ния, содержащие силовые транзисторы и тиристоры, где для коммутации тиристоров используются полностью управляемый (двухоперационный) тиристор 1, транзистор 21 или дополнительный ти 1 о ристор с коммутирующим конденсатором 3. 8 известных схемах используется коммутирующий дроссель в трансформаторном или автотрансформаторном включении, Дляосуществления сглаживания напряжения на нагрузке требуется дополнительный дроссель сглаживающего фильтра.Наиболее близким к предлагаемому является регулируемый преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий последовательную цепь из транзистора и основной обмотки дросселя, включенную между входным и выходным выводами, диод, датчик сигналауправления, выход которого подключенко входу широтно-импульсного модулятора 4.Недостатком этого устройства является ограниченный мощностной диапазон,Цель изобретения - расширениедиапазона регулируемой мощностиПоставленная цель достигается тем,что устройство снабжено тиристором,датчиком тока нагрузки, Формирующераспределительным устройством, а дрос.сель снабжен дополнительной обмоткой,включенной последовательно с основной,при этом тиристор образует последовательную цепь с дополнительной обмоткой дросселя, шунтируюцую транзистор,диод включен между общей точкой тиристора и дополнительной обмоткой дросселя и другим входным выводом, выходдатчика тока нагрузки и выход широтноимпульсного модулятора подключены ксоответствующим входам формируюце3 93258распГеделительного устройства сооветствующие выходы которого связаныс управляю,ими электродами транзистора и иристораНа чертеже представлеа схема устфройства,Преобразователь содержит тиристор 1,подключенный анодом к плюсу источникапитания, транзистор 2, диод 3, дрос"сель 4 с обмотками 5 и 6, к общей точ-щке коТОрых подключен коллектор тран"зистора 2, наГрузку 7 конд 8 нсатор 8датчик 3 выходного напряжения ЩН)Широтно-импульсньй модулятор ИИИ) 1,элеме. т 11 сравнения напряжения обрат 1 зной связи Б , и задающего на пряже"ЯЗОд 3,датчик выхОдного напря"жения и элемент сравн 8 ния Образуютдатчик сигнала управления), бесконтактные переключатели 12 и 13 сигна- рвлов, и формирователи 1 и 15 управляющих импульсов ФУИ и ФУИ 2), образующие формйрующе-распределительное устройство и датчик 16 тока нагрузки (ДТ),Работа схемы происходит следующим вобразом,Формупа изобретения Регулируемый преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий последовательную цепь из транзистора и основной обмотки дросселя, включенную между входным и выходным выводами, диод, датчик сигнала управления, выход которого подключен к входу широтно"импульсного модулятора, отличающийся тем, что,При малых значениях тока нагрузкименее значения порога срабатываниядатчика тока переключатель 13 открыта переключатель 12 закрыт и сигнал39с ЙИИ проходит только через переклочатель 13 на второй вход Формирователя 15 управляющих импульсов, с выхода которого отпирающие импульсы с определенной скважностью поступают науправляющий переход транзистора 2;Транзистор 2, периодически отпираясь,обеспечивает заданный уровень выходного напряжения, На вход ФУИЖЕ черезразомкнутый ключ 12 сигнал с ЩИИ не ффпоступае и тиристор 1 в этом режимеостается в закрытом состоянии, а дроссель ч выполняет только Функции сгла"живающеГО дросселя,Если нагрузка 7 возрастает и ток фнагрузки увеличивается до значенияпорога срабатывания ДТ, сигналс ДТпереключит переключатели 12 и 13. Переключатель 12 замкнется, сигнал сШИИ поступит на вход ФУИЖЕ 1 Й и на пер-ввый вход ФУИЖЕ 15. На выходе ФУИ Формируются управляющие импульсы для от"пирания тиристора в моменты переднегоФронта сигнала с ПИМ. В момент заднего фронта сигнала с ИЯМ на выходе БФУИЖЕ формируется узкий импульс дляотпирания на некоторое время транзис"тора 2 а счет автотрансформаторноГО 2 4включения обмотки дросселя 1 на катоде тиристора 1 возникает обратное напряжение. При этом потенциал катоданачинает превышать потенциал анодана величину, прикладываемого обратного напряжения, определяемое по выраЖ 8 НИЮ ПОЬР+ Л 1.цп 1 Вмх )" "-где 1 и - напряжение питания;Иц- выходное напряжение;и " число витков обмотки 5;п - число витков обмотки 6.Под действием этоГО напряжения ти ристор 1 запирается, Время запирания тиристора, а, следовательно, и время, на которое включается транзистор при этом режиме, определяется временем выключения тиристора и величиной нагрузки. После запирания тиристора 1 транзистор 2 закрыт и ток нагрузки, поддерживаемый индуктивностью дросселя ч, спадает по контуру: обмотка дросселя, нагрузка, обратный диод, Таким образом, во втором режиме дросселькроме Функции сглаживающего дросселя выполняет также Функцию коммутирующего дросселя для запирания силового тиристора, Изменение длительности открытого и закрытого состояния тиристора осуществляется регулирова" кием выходного напряжения в соответствии со скважностью сигнала с ИИИ.Предлагаемое устройство позволяет расщирить диапазон регулируемой мощ" ности за счет двухканального регулирования, когда основными силовым элементом является тиристор, а транзистор выполняет лищь Функции коммутирующего элемента, причем устройство отличается повышенной надежностью и (ПД, так как в схеме отсутствуют возможные значительные перенапряжения на элементах, а напряжение на переходе коллектор - эмиттер транзистора ниже напряжения питания.Составитель И. Головиноваактор Н. Гришанова Техред М. Тепер Корректор Ю. Макарен ПодписноСССРйаб., д, 4/5 аказ 3796/73 ВНИИПИ по де 113035, аж 719арственного комитет зобретений и открыт ва, Ж, Раущская осуд амМос л. Проектная, 4 г, Ужгор илиал ППП "Па 5 932582 6 с целью расширения диапазона регули- ветствующие выходы которого связаны рования, в него введены тиристор, дат с управляющими электродами транзисточик тока нагрузки, формируюце-распре- ра и тиристора. делительное устройство, а дроссельснабжен дополнительной обмоткой, вклю. з Источники инФормации, ценной последовательно с основной, принятые во внимание при экспертизе при этом тиристор образует последо" 1. Авторское свидетельство ИСР вательную цепь с дополнительной обмот. У 562905. кл. Н 02 М 3/135. 1973. кой дросселя, аунтирующую транзистор, 2. Авторское свидетельство СССР диод включен между общей точкой тирис.в У 4305 07, кл. Н 03 К 17/72, 1972 тора, и дополнительной обмоткой дроссе. 3, Авторское свидетельство СССР ля и другим входным выводом, выход ц 591995, кл, Н 02 М 1/135, 1976. датчика тока нагрузки и выход щиротно- Источники электропитания на по- импульсного модулятора подключены к лупроводниковых приборах. Под ред. соответствующим входам Формирующе С. Д. Додика и др. М "Советское рараспределительного устройства, соот- дио", 1969, стр, 406, рис, Х.1 а,