Преобразователь переменного напряжения в ряд постоянных напряжений

(бр Н 02 И 7/12 д1. ЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР(56) 1. Авторское свидетельство СССР 11 583 М 7 кл. 6 05 Г 1/56 1977..2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 292535 кл. Н 02 И 7/00 1980.(5)(57) ПРЕОБРАЭОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В РЯД ПОСТОЯННЫХ НАПРЯЖЕНИ 1 содержащий трансформатор, каждая из вторичных обмоток которого через свой выпрямитель образует соответствующие выходные выводы, а первичная обмотка подключена к одним одноименным выводам основных управляемых ключей дроссель первыи вывод которого соединен с одноименными выводами" основных диодов, а их противоположные .вы" воды подклюцены к входным выводам а также конденсаторы, о т:л и ц а ющ и й с я тем, цто, с целью повышения удельных энергетических характеристик и технологичности, в него введе" ны два дополнительных управляемых ключа и два дополнительных диода, одноименными выводами подключенные к входным выводам, а противоположнымик другим одноименным выводам основных управляемых ключей, при этом одни одноименные выводы дополнительных управ. ляемых ключей соединены с выводами первичной обмотки трансформатора, другие - с вторым выводом дросселя и одноименными выводами конденсаторов, ф каждый из других одноименных выводов ф которых подключен к соответствующей : ф ф точке соединения дополнительного ди- С ода и основного управляемого ключа.Ф1016108 1 1Изобретение относится. к электротехнике и может быть использовано вустройствах вторичного электропитания.Актуальной задачей в области конструирования преобразователей переменного напряжения является создание компактных технологичных уст-ройств, отличающихся высокими удель.ными энергетическими характеристиками.Известные устройства характеризуются большимвесом и габаритами,сложной технологией изготовления ине обеспечивают высокого уровня удель-,ных энергетических характеристик.Известен преобразователь переменного напряжения в ряд постоянных, содержащий управляемые ключи, соединяющие выводы первичной обмотки транс 20форматора с выводами источника переменного напряжения, между которымивключены встречно-последовательносоединенные диоды, при этом к каждой вторичной обмотке трансформатора подключены последовательно со 25единенные выпрямитель, сглаживающий фильтр и нагрузка 11 Д.Такой преобразователь имеет большой объем, вес, низкий КПД (т.е.плохие удельные энергетические по"каэатели) и низкую жесткость выходной характеристики. Эти недостаткиопределяются наличием в каждой выходной цепи индивидуальных сглаживающих фильтров, что особенно за- з 5метно в конструкциях при большом числе выходных напряжений и малой выходной мощности по каждому из выходов.К тому же преобразователь нетехнологичен, так как первичная обмотка его трансформатора имеет среднююточку, что не позволяет использоватьунифицированные серийно выпускаемыетрансформаторы, а число витков в каждой половинеобмотки должнобыть строго одинаковым, в противном случаевозможно поднасыщение трансформатора.Выполнение трансформатора со среднейточкой увеличивает его вес и объемиз"эа плохого использования меди. Пре.50обраэователь имеет повышенный уровень помехоизлучения, так как преобразование напряжения в нем (при моду.ляции длительности) происходит прибольших наяряжениях и токах,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является преобразователь переменного напряжения вряд постоянных напряжений, содержащий управляемые ключи, соединяющие выводы первичной обмотки трансформатора с шинами источника переменного, напряжения, между которыми включены диоды, между точкой их соединения и средней точкой первичной обмотки трансформатора включен дроссель, при этом вторичные обмотки через выпрямители подключены к нагрузке, параллельно каждой из которых включены конденсаторы фильтров 1 2 1.Однако известный преобразователь нельзя считать достаточно технологичным, поскольку его схемотехника требует выполнения первичной обмотки трансформатора со средней точкой, чтоне позволяет использовать серийно выпускаемые унифицированные трансформаторы, а число витков в каждой половине обмотки должно быть строго одинаковым (в противном случае возможноподнасыщение трансФорматора), какследствие увеличивается вес и объемтрансформатора из-за плохого исполь- .зования меди обмоток. Кроме того, всхеме преобразователя конденсаторыфильтров включены на каждом из выходов (для каждого из Формируемых постоянных напряжений), что приводит к снижению удельных энергетическиххарактеристик преобразователя, т.е,увеличению объема и веса устройства,к тому же, поскольку реальные конденсаторы имеют потери, то и потери в трансформаторе оказываются несколько больше, так как ток зарядаконденсаторов протекает по обмоткамтрансформатора,Целью изобретения является повышение удельных энергетических характеристик и технологичности преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь переменного напряжения в ряд постоянных напряжений, содержащий трансформатор, каждая из вторичных обмоток которого через свой выпрямитель образует соответствующие выходные выводы, а первичная обмотка подключена к одним одноименнымвыводам основных управляемых ключей,дроссель, первый вывод которого соединен с одноименными выводами основныхдиодов, а их противоположные выводыподключены к входным выводам, а также конденсаторы, введены два дополнительных управляемых ключа и два дополнительных диода, одноименными выводами подключенные к входным выво3 1014108 фдам, а противоположными - к другим ; сель 9, заряжая его, ключи 6 и 7,одноименным выводам основных управля- диод 4 и образуя на об от фи д ираэуя на о мотке трансфор-емых ключей, при этом одни одуоимен- матора 12 напряжение указрнапряжение укаэаннои на чер"ные выводы дополнительных управляемых теже полярности Одноте.е полярности. дновременно конден"ключей соединены с выводами первич- сатор 11 заряжаетсяной обмотки трансформатора, другие - дроссель .9 и диод ч. В момент врес вторым выводом дросселя и о ноименд дросселя и одноимен- мени, когда мгновенное значение входными выводами конденсаторов, каждыйного напряжения становится меньшеиз других одноименных выводов кото- осредненного прямоугольного , напрярых подключен к соответствующей точке 1 жение на д оф жение на дросселе 9 меняет свою посоединения дополнительного диода и лярность на противоположную указаносновного управляемого ключа. ной на чертеже, и ток в обмотке трансНа чертеже представлена принципи- Форматора 12 протекает через раэря"альная схема преобразователя. жающийся дроссель 9, ключи 6 и 7, аПреобразователь содержит основ- д далее - через диоды 4 и 1, .складыва"ные диоды 1 и 2, дополнительные ди- ясь со входным напряжением до тех пор,оды 3 и 1, основные управляемые клю" пока оно не.уменьшится до нуля. Вчи 5 и 6, дополнительные управляемыеэтот момент времени открываются клю- .ключи 7 и 8, дроссель 9 ф конденсато.- чи 5 и 8, а ключи 6 и 7 закрываются.ры 10 и 11, трансформатор 12, выпрями-э Ток в первичной обмотке трансформатели,( для упрощения схемы показан тора 12 меняет направление, поддержитолько один на диодах 13 и 1) и на- ваемый продолжающим разряжаться дрос"грузку 15. селем 9 через ключи 5 и 8, диоды 2 иИсточник .переменного напряжения , 3 и источник переменного напряженияподлючается к входным выводам - точ- . ЦВн Заряженный в предыдущем циклекам соединения разноименных выводов конденсатор 10 разряжается на первичосновных диодов 1 и 2 и дополниель- ную обмотку трансформатора 12 черезных диодов 3 и 1, К дРУгим одноимен" ключи 5 и 8. Конденсатор 11 оказывает"ным выводам дополнительных диодов ся отключенным до следующего полу"подключены первые одноименные выво"ды основных управляемых ключеи 5 и момента времени ког а мгмомента времени, когда мгновенное6 и первые одноименные выводы кон . . значение входного пе. значение входного переменного наденсаторов.10 и 11. Первый выводпряжения превысит осредненное пря"дросселя 9 подключен к точке соеди- моугольное , ток в дросселе начинаетнения основных диодов, а второй " квторым одноименным. выводам конденса- Эз напряжение на дросселе меняет своюторов 10 и 11 и одноименным выводам полярность на противоположную укам1дополнительных управляемых ключеи 7 ванную на чертеже, конденсатор 1 О,и 8, вторые одноименные вйводц кото- начинает. заряжаться от входного нарых соединены с выводами основныхпряжения через диоды 2 и 3, дроссель 9управляемых ключей 5 и 6 и выводами 4 ф и источник переменного .напряженияОр.первичной обмЬтки трансформатора 12,. В дальнейшем последовательность процессов повторяется, и таким образомКаждая из вторичных обмоток через входное напряжение преобразуется ввыпрямитель образует свои выходные . осредненное прямоугольное, амплитувыводы, аналогично показанному на 4% да которого равна среднему значениючертеже, где нагрузка 15 подключена входного напряжения. Входное напряк одной из вторичных обмоток через .жение при этом может быт любой, ивыпрямитель на диодах 13 и 1 М. ,не синусоидальной формы, например,Устройство работает. слвдующим об- модулированное по длительности илиразом ступенчатое,При указанной на чертеже полярности переменного напряжения Оь, на- Таким образом преобразователь обес"чиная с момента превышения мгновен- печивает воэможность применения транс"ным значением одного напряжения веди" форматора без средней точки, что по-.чины осредненного прямоугольного з.:эволяет, во-первых, использовать унинапряжения, открываются ключи 6 и 7. Фицированные, серийные модели транс-Ток в первичной обмотке трансформа"., Форматоров, а, во-вторых снизитьтора 12 протекает через диод 1, дрос- объем и вес.трансформатора на 20, 5 1014108 6Централизованное расположение так как конденсатор занимает меньший конденсаторов в схеме преобразователя объем, чем в схеме известного преобразодаже в случае равенства входного вателя, имеющего на павыходах приведен- и выходного напряжений позволяет су- ную емкость конденсаторов, равную цента 1 ественно снизить объем устройства,рализованной в.предлагаемом устройстве.едактороа Н. Лаза аваааарааеевеуаааааказ 3035/65ВНИИ по делам 113035 Иоскв аваеввеаеаааЛеаееаааа филиал ППП "Патетавитель Е. Иельникова ред И. Гергель Корре аж оо 5 Подпи твенного комитета СССР ретений и открытийРаушская наб. 8. г. Ужгород, ул. Проект тоо Л. Бокшан а ев а а а ее ве Ев а а е е а ное