Преобразователь переменного напряжения в повышенное постоянное

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН ЯО 13943 1)4 Н 02 М 7/10 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОСУДАРСО ДЕЛА ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ М.й(71) Томский политехнический институт им. С.М,Кирова(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОВЫ 1 ЕННОЕ ПОСТОЯННОЕ (57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано во вторичных источниках электропитания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и увеличение коэффициента мощности при регулировании выходного напряжения. Устройство включает сглаживающие дроссели 1, 2, отводы обмоток которых соединены с входным выводом 3. Между одними свободными выводами включены вентили 10, 11, Между катодом вентиля 10 и анодом вентиля 11 включена цепочка из конденсаторов 4, 5, точка соединения которых подключена к входному выводу 6. Между другими свободными выводами дросселей 1, 2 включен трехполюсный коммутатор 9. Использование дросселей и коммутатора обеспечивает повышение выходного напряже" ния. При этом выходное напряжение определяется длительностью замкнутого состояния выводов коммутатора.и соотношением витков полуобмоток дроссе- се лей. Первая гармоника потребляемого тока совпадает по фазе с входным напряжением независимо от кратности регулирозазия, з результате чего коэффициент мощности имеет повышенное значение. 2 з,п. ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках питания радиоэлектронной и электротехнической аппаратуры.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и увеличение коэффициента мощности при регулировании выходного напряжения. 10На фиг,1-3 представлены принципиальные схемы преобразователей переменного напряжения в повышенное постоянное на фиг,4 - диаграммы токов и напряжений, иллюстрирующие их ра боту.Преобразователь (фиг.1) содержит сглаживающие дроссели 1 и 2, отводы обмоток которых соединены с входным выводом 3, последовательно соединен ные фильтровые конденсаторы 4 и 5, общая точка которых соединена с входным выводом 6, а свободные выводы - с входными выводами 7 и 8, и трехполюсный коммутатор 9, первый и второй 25 выводы которого соединены с концами обмоток дросселей 1 и 2, а третий - с входным выводом 6. Начало обмотки дросселя 1 соединено с анодом диода 10, дросселя 2 - с катодом диода 11, 30 катод диода 10 соединен с выходным выводом 7, анод диода 11 - с выходным выводом 8.Преобразователь по фиг.2 отличается от преобразователя по фиг.1 тем, что трехполюсный коммутатор 9 содержит последовательно соединенные управляемые ключи 12 и 13, свободные выводы которых являются первым и вторым выводами коммутатора, а общая точка - третьим выводом.Преобразователь по фиг.3 отлича" ется от преобразователя по фиг.1 тем, что трехполюсный коммутатор 9 содержит управляемый ключ 12 и диоды 14- 17, При этом последовательно соединенные диоды 14 и 15 включены параллельно ключу 12, анод диода 14 соединен с катодом диода 16, катод диода 15 - с анодом диода 17, катод дио" да 16 и анод диода 1 являются соответственно первым и вторым выводами коммутатора, а общая точка диодов 14 и 15 - третьим выводом.На фиг,4 приняты следующие обозначения: Б, Т- напряжение и ток55-1 на входе преобразователя; Т з - ток, протекающий через выводы 3 и 1 ком мутатора 9; П , - напряжение на абмотке И 1.1 дросселя 1; 1 , - ток обмотки И 2. дросселя 1, 1 - ток конденсатора 4, Н - амплитуда входного напряжения; У" напряжение на нагрузке; 1 - ток нагрузки; 1- уровень тока сглаживающих дросселей;пдр = И 2/И - соотношение витков полуобмоток дросселейТ - моменты времени.При рассмотрении работы преобра" зователей полагаем, что пульсации магнитного потока сглаживающих дросселей пренебрежимо малы.Преобразователь по фиг.1 работает следующим образом;На интервале времени Сс Ссоответствующем положительному поду- периоду входного напряжения Я имеет полярность, обозначенную на фиг.1 без скобок), замкнуты выводы 1 и 3 коммутатора 9, а на интервале(, (полярность Б показана на фиг. 1 в скобках) - выводы 2 и 3. При этом на интервале , (( й диод 10 заперт, диод 11 открыт, ток дросселя 1 замыкается через источник питающего напряжения и выводы 1 и 3 коммутатора 9, а ток дросселя 2 протекает по цепи: входной вывод 6 - параллельно соединенные конденсатор 5 и цепь, образованная последовательно соединенными конденсатором 4 и нагрузкой диод 11 -обмотка И 2.2 - Ф входной вывод 3. Конденсатор 4 разряжается током, равным Тн, а конденсатор 5 заряжается током йТ = 1- Т, От источника питающего напряжения потребляется ток 1= пдр 1 . На интервале( С ( 1процессы повторяются с тем отличием,что диод 11 открыт, а диод 12 заперт, через коммутатор и источник питающего напряжения замыкается ток обмотки И 1.2 дросселя 2, а через фильтровые конденсаторы и нагрузку - ток обмотки У 2. 1 дросселя 1, конденсатор 5 разряжается, а конденсатор 4 заряжается. На прочих интервалах диоды 10 и 11 открыты, ток дросселей 1 и 2 замыкается по цепи: обмотка Н 2.1 -+ диод 10 -+ параллельно соединенные нагрузка и цепь, образованная последовательно включенными конденсаторами 4 и 5 - диод 11 -+ обмотка И 2.2. Конденсаторы 4 и 5 заряжаются током, от источника питающегонапряжения ток не потребляется.Процессы, протекающие в схемах пофиг.2 и 3, аналогичны процессам в3 13943 схеме по фиг1. При этом в схеме по фиг.2 на интервале , с т с Т замкнут ключ 12, на интервале й ссз ключ 13. В схеме по фиг.3 на интервалах , с 1 с ,ст с С ключ 125 замкнут, на прочих интервалах - разомкнут, на интервале се счерез ключ 12 и диоды 15 и 1 б течет ток обмотки У 1.1, на интервале 1 с Т счерез ключ 12 и диоды 14 и 17 - ток обмотки И 1.2.Введение в схему преобразователя дополнительного дросселя 2 и трехполюсного коммутатора 9 позволяет повы сить уровень выходного напряжения и увеличить коэффициент мощности при регулировании. Это связано с тем, что в предлагаемом преобразователе ток каждого из дросселей при замкнутом состоянии соответствующих выводов коммутатора протекает через источник питающего напряжения, а в прочие моменты времени - через источник и нагрузку. Напряжение на каждом из филь тровых конденсаторов определяется длительностью замкнутого состояния" выводов коммутатораи соотношением витков полуобмоток дросселей и в идеальном случае, при отсутствии потерь, может достигать бесконечно большой величины. Регулирование выходного напряжения осуществляется изменением.длительности 1 . Наличие коммутатора позволяет формировать кривую потребляемого тока таким об"35 разом, что угол сдвига его первой гармоники относительно питающего напряжения равен нулю независимо от степени регулирования. При этом коэффи циент мощности, определяемый лишь искажениями потребляемого тока, имеет повышенное значение (при двукратном диапазоне регулирования - не менее 0,9).45Формула изобретения1. Преобразователь переменного напряжения в повышенное постоянное, содержащий два входных и два выходных50 вывода для подключения соответственно источника переменного напряжения 724и нагрузки, сглаживающий дроссель,отвод обмотки которого соединен спервым входным выводом, включеннуюмежду выходными выводами цепь из двухпоследовательно соединенных фильтровых конденсаторов, общая точка соединения которых подключена к второмувходному выводу, и два диода, причемкатод первого и анод второго диодовсоединены соответственно с первым ивторым выходными выводами, а анодпервого - с началом обмотки сглаживающего дросселя, о т л и ч а ю -щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей иувеличения коэффициента мощности прирегулировании выходного напряжения,дополнительно введены дроссель, имеющий отвод обмотки и трехполюсныйкоммутатор, причем начало обмотки дополнительного дросселя соединено скатодом второго диода, отвод обмоткисоединен с первым входным выводом,концы обмоток основного и дополнительного дросселей соединены с первым и вторым выводами коммутатора,а третий вывод коммутатора соединенс вторым входным выводом.2. Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что трехполюсный коммутатор содержит два последовательно соединенных управляемыхключа, причем свободные выводы ключей являются первым и вторым выводами коммутатора, а их общая точка соединения - третьим выводом коммутатора.3. Преобразователь по п,2, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что трех=. -полюсный коммутатор содержит управляемый ключ и четыре диода, причемцепь из последовательно соединенныхпервого и второго диодов включенапараллельно ключу, анод третьего диода соединен с анодом первого, катод четвертого - с катодом второго,свободные выводы третьего и четвертого диодов являются первым и втбрым выводами коммутатора, а общаяточка соединения первого и второгодиодов - третьим выводом коммутатора,1394372 г Соста Техре ель М Трубнико,Сердюкова едактор В.Бугренко ректор С,Че Заказ 2233/ 53 Тираж 665 ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, Подписное изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектна