Преобразователь напряжения

.80 56407 А М 7 537 Н 02 М 3 335 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГП 4 Й(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий сглаживающий фильтр,Выходом подключенный к полупроводниковому ключу и последовательно соединенному трансформатору с двумя одинаковыми первичными обмотками, причем одна иэ первычных обмоток подключена одним концом к положительному входному выводу преобразователя, а вторичные обмотки соединены с выходными выводами, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучщения массогабаритных показателей путем умень- щения уровня радиопомех без использования специальных фильтров, первичная обмотка трансформатора соедине" на другим концом с одним выводом полупроводникового ключа, второй вывод которогосоединен с первым концом второй первичной обмотки, а второй конец обмотки с отрицательным входным выводом.,Изобретение относится к вторичным источникам питания.Известны преобразователи напряжения, содержащие полупроводниковыеключи, переключающиеся на повышенной частоте, что приводит к возникновению высокочастотных помех, которые оказывают влияние на устойчивость работы как самих преобразователей, так и потребителей питания.Для устранения указанных радиопомех используются известные методы (например, фильтрация) 11н Г 23.Недостаток известных методов .устранения радиопомех заключаетсяв увеличении массы и габаритов 5преобразователей,Наиболее близким техническимрешением к изобретению являетсяпреобразователь напряжения, содер- ..жащий сглаживающий Фильтр, выходомподключенный к полупроводниковомуключу и последовательно соединенному трансформатору с двумя одинаковыми первичными обмотками, причемодна чз первичных обмоток подключена одним концом к положительному входному выводу преобразователя,а вторичные обмотки соединены с выходными выводами (.3 .Недостаток известного устройствазаключается в наличии специальныхфильтрбв, увеличивающих массогабаритные показатели,Целью изобретения является улучшение.массогабаритных показателейпутем уменьшения уровня радиопомех З 5беэ использования специальных фильтров.Для достижения поставленной целив преобразователе напряжения, содержащем сглаживающий фильтр, выходом 40подключенный к полупроводниковомуключу и последовательно соединенномутрансформатору с двумя одинаковымипервичными обмотками, причем одна изпервичных обмоток подключена одним 45Концом к положительному выводу преобразователя, а вторичные обмоткисоединены с выходными выводами,. пер.вичная обмотка трансформатора соединена другим концом с одним выводомполупроводникового ключа, второй вывод которого соединен с первым концом второй первичной обмотки, а второй конец обмотки - с отрицательнымвходным выводом,На фиг, 1 изображена блок-,.схемапреобразователя напряжения на фиг.2 - эквивалентная схема преобразователя с учетом паразитных связей.Преобразователь напряжения содержит сетевой выпрямитель 1, сглаживаю щий фильтр 2, полупроводниковый ключ3 с последовательно соединенным трансформатором, 4 с двумя одинаковымипервичными обмотками 5 и 6 и вторичными обмотками 7 и 8, согласно-последовательно или параллельно подклю" ченнымн к выходным выводам преобразователя.В эквивалентную схему (фиг. 2) введены комплекснье сопротивления 9 и 10 каждого провода сети переменного тока относительно земли, комплексное сопротивление 11 между проводами сети переменного тека со стороны устройства электропитания, комплекс,ные сопротивления 12 н 13 выпря-, мнтельных диодов, комплексное сопротивление 14 сглаживающего Фильтра, комплексные сопротивления 15 и 16 трансформаторов со стороны первичных обмоток, комплексное сопротивление 17 транзистора, комплексные сопротивления 18 и 19 между положительной н отрицательной шинами источника питания относительно корпуса устройства, комплексные сопротивления 20 и 21 коллектора и эмиттера электронного ключа относительно корпуса устройства, комплексное сопротивление 22 корпуса устройства относительно земли, корпус 23 устройства.Входное переменное напряжение преобразуется сетевым выпрямителем 1 в постоянное напряжение и поступает на сглаживающий фильтр 2. При периодическом замыкании и размыкании полупроводникового ключа 3 с повышенной частотой к первичным обмоткам 5 и 6 трансформатора 4 прикладывается напряжение сглаживающего фильтра 2. Переменное напряжение с вторичных обмоток 7 и 8 трансформатора 4, включенных согласно-последовательно или параллельно,.поступает потребителю.Основной причиной возникновения радиопомех являются скачки тока или напрекения, а источником радио-. помех могут быть как активные, так . и пассивные элементы, например трансформаторы н дроссели.Гармонические составляющие напряжения и тока, возникающие при работе полупроводникового ключа 3, распрост раняются через параэитные емкости между выводами полупроводникового ключа 3 с присоединенными к нему элементами и корпусом устройства электропитания, которое (по технике безопасности) изолировано от сети переменного тока. Корпус преобразователя напряжения и питающие провода представляют собой противовес и антенну, между которыми включен гене" ратор помех, вырабатывающий широкий спектр частот..",од радиопомехой понимается помеха в диапазоне радночастот и разделяют ее на симметричную и несимметричную, В данном преобразователе напряжения рассматривается подавление нессиметричной радиопомехи, которая может1056407 воздействовать на приемное устройство как по проводам, так и путем электромагнитного излучения сетевымипроводами. Именно этот вид радиопомех наиболее трудно устранить известными методами (например, фильтрацией) безсущественного увеличения габаритов и веса устройства.Предположим, что транзистор идеальный элемент, то есть в открытомсостоянии сопротивление его равно 10нулю, а в закрытом - бесконечно.Как только транзистор открывается,к сопротивлениям 15 и 16 прикладывается напряжение сглаживающегофидътра (Еф), причем прн равенстве 15сопротивлений 15 и 16 напряженияна ннх равны значениюЕф, аполярности соответствуют указаннымна фиг. 2.Скачки напряжения на сопротивлениях 15 и 16 создают токи в параэитных сопротивлениях и сопротивленияхсхеьы.При равных реактивных сопротивлениях 9 и 10, 12 и 13 18 и 19, 20и 21 суммарный ток через реактивноесопротивление 22 равен нулю, а токичерез реактивные сопротивления 9и 16 и равны, и противоположны понаправлению, и следовательно компенсируют друг друга относительно земли,Отсутствие или компенсация токовмежду корпусом устройстваи .землей,а также между сетевыми проводами иземлей является непременным условием отсутствия иэлучаемцх радиопомех. З 5Ток через сопротивление 11,на котором выделяется напряжениесизвюетричной проводной радиопомехи,ке равен нулю. Следовательно, симметричные проводные радиопомехи в нзобретении ке устраняются,Если рассматривать в схеме фнг. 2не идеалъный, а реальный транзистор,т,е. резистор сопротивления 8 - О,то это отразится толъко на величине токов, а остальные соотношения.такие же, как и для идеального,транзистора.При закрытом транзисторе к реактивным сопротивлениям 15 и 16прикладываются равные напряженияпротивоположного знака. Величиныэтих напряжений зависят от типаиреобразователя, способа подключе 4 нкя нагрузки и ее характера. В пре обраэователях постоянного напряжения с фпрямымф включением выпрямнтелького диода, то когда передача энергии происходит прк открытом состоянии полупроводникового ключа, напряжение на реактивных сопротивлениях 15 и 16 близко . к значению 1/2 ЕфВ преобразователях с ."обратным" включением выпрямителъного диода энергия накапливается в транзксторе (дросселе прн открытом состояник олупроводникового ключа и поступает в нагрузку прн закрытом ключе, Напряжение на первичной обмотке завксит от коэффициента;трансформациии величины напряжения на нагрузкеи может иркнкмать значения в пределах от нуля до бесконечностиВ реальных устройствах параметры трансформаторов выбираются такими, чтобы напряжение при закрытом ключе было близко к значению 1/2 Еф,Характер нагрузки электронного ключа (трансформаторов или дросселей) не имеет значения, Не имеет значения и наличие паразитных параметров этих элементов, например индуктив-, кости рассеяния, межвитковой клк междуобмоточкой емкостей, Важко лишь, чтобы все основные и паразитные параметры Двух первичных обмоток трансформатора,(кли дросселей) были одинаковыми, прн этом обмотки могут находиться и ка разных, сердечникахДля проводов, подходящих к источнику питания, количество траксформаторов ке имеет значения, но со стороны источника питания количество трансформаторов существенно, так как при этом внутри источника питания появляются дополнительные источники помех и пути распространения помех от этих источников, причем ка интересующих участках (корпус источника питания - земля, провод питания устройства - земля) радиопомехи компенсируются, что и является основной целью.Таким образом, изобретение поз" воляет без помощи дополнительных фнлътров обеспечить уменьшениеуровня радиопомех без увеличения массогабаритных показателей. Составитель Н,ЦишевскаяРедактор А,Шишкина Техред О.Неце Корректор Г. Решетн акаэ 9334/53ВНИИП но 1130 атентфф, г, Ужгород, ул, Проектная,лиал П Тираж осударственно лам изобретен москва, Ж7 Подкомитета СССРи открытийаушская наб д, 4