Однотактный преобразователь постоянного напряжения с переключением при нулевом значении тока

(51) 4 Н 02 М 3/3 ьэ-.ЦЫБ Б ,1 ЕЛЬ ПО- ЛЮЧЕНИЕМ электровано ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЭО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) ОДНОТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ПЕРЕКПРИ НУЛЕВОМ ЗНАЧЕНИИ ТОКА(57) Изобретение относится ктехнике и может быть использ 2источниках вторичного электропитания. Цель изобретения - повышение надежности и расширение области применения. В схему введены третий конден" сатор 12 и третий диод 9, причем конденсатор 12 подключен параллельно первому диоду 7, а диод 9 включен антипараллельно переключателю 3. Благодаря введению указанных элементов достигается полное размагничивание сердечника трансформатора в паузе управлякнцего сигнала, а также допускается работа преобразователя при длительных перегрузках выходной цепи. 2 ил.Изобретение отностся к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания.Цель изобретения - повышение надежности и расширение области примене 5 ния.На фиг, 1 представлена схема однотактного преобразователя постоянного напряжения с переключением при нулевом значении тока; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Преобразователь содержит входные 1.1 и 1,2 и выходные 2.1 и 2.2 выводы, переключатель 3, силовой трансформатор 4 с первичной 5 и вторичной 6 обмотками, первый 7, второй 8 и третий 9 диоды, первый 10, второй 11 и третий 12 конденсаторы, узел 13 управления и дроссель 14.К входным выводам 1.1 и 1.2 (фиг.1) подключены последовательно соединенные переключатель 3 и первичная обмотка 5 силового трансформатора 4, вторичная обмотка 6 которого соединена последовательно с дросселем 14, с первым конденсатором 10 и с первым диодом 7, а переключатель 3 соединен управляющим входом с выходом уэ.; управления, при этом третий конден 30 сатор 12 подключен параллельно первому диоду 7, анод которого соединен с первым 2.1 выходным выводом, а его катод соединен через анод-катод второго диода 8 с вторым 2.2.выходным выводом, причем тредий диод 9 соединен катодом с анодом переключателя 3 и анодом - с катодом переключателя 3, а между выходными выводами 21 и 2.2 подключен второй конденса 40 тор 1.Третий конденсатор 12 имеет емкость, по крайней мере на порядок меньшую, чем емкость первого конденсатора 1 О и не оказывает влияния на45 длительность и характер интервала передачи энергии. Блок 13 управления может быть выполнен по одной иэ известных схем иобеспечивает на выходе упр,1 вляющиеИмпульсы постоянной длительности соскважностью не менее 2.В качестве переключателя 3 можетбыть использован биполярный или полевой транзистор,Дроссель 14 может представлятьсобой как самостоятельное изделие,таки просто участок монтажного про 1 вода.Преобразователь работает следующим образом.При замыкании переключателя 3 под действием импульсов управления (диаграмма 15, фиг. 2) с узла 13 управле" ния к первичной обмотке 5 силового трансформатора 4 прикладывается входное напряжение и через нее начинает протекать ток (диаграмма 16, фиг. 2), начинается ток и во вторичной обмотке 6, который через дроссель и первый диод 7 заряжает первый конденсатор 10. Иэ электротехники известно, что время заряда первого конденсатора 1 О будет Г("Ь С, где Е - суммарная индуктивность дросселя 14 и рассеяния вторичной обмотки 6 силового трансформатора 4; С - емкость первого конденсатора 10. При этом ток вторичной обмотки 6 силового трансформатора 4 будет иметь синусоидальную форму, а ток первичной обмотки 5 будет отличаться от синусоидального на величину тока намагничивания силового трансформатора 4.Наличие третьего конденсатора 2 приводит к тому, что сразу после окон- окончания заряда первого конденсатора О его напряжение через третий конденсатор 12 и дроссель 4 прикладывается к вторичной обмотке 6 силового трансформатора 4, что приводит к компенс.ации тока намагничивания и протеканию тока через первичную обмотку 5 силового трансформатора 4 в обратном направлении, который замыкается через источник входного напряжения и третий диод 9. После компенсации тока намагничивания сигнал с узла управления переводит переключатель 3 в разомкнутое состояниеПри разомкнутом переключателе 3 энергия накопленная первым конденсатором 1 О через второй диод 8 передается в нагрузку и второй конденсатор 11, выполняющий функции выходного фильтра.11 ри возникновении перегрузки по току (момент времени 18, фиг, 2) уменьшается выходное напряжение (диаграмма 17, фиг. 2) преобразователя и часть энергии, накопленной первым конденсатором 10 за время замкнутого состояния переключателя 3, возвращается в источник входного напряжения через силовой трансформатор 4 и третий диод 9. При возникновении корот151715кого замыкания (момент времени 19, фиг. 2) вся энергия за исключением потерь, переданная во вторичную обмотку силового трансформатора 4, рекуперируется назад в источник входно 5 го напряжения, не приводя к выходу из строя преобразователяБлагодаря введенным третьему конденсатору 2 и третьему диоду 9 обес 1 печивается компенсация тока намагничивания силового трансформатора 4 и выключение переключателя 3 при нулевом значении тока, что снижает потери и повышает надежность преобразова теляКроме того, наличие третьего диода 9 обеспечивает воэможность рекуперации энергии накопленной первым конденсатором 10 в источник входного на- щ пряжения при перегрузке по току и коротком замыкании, что также повышает надежность преобразователя.Схема обеспечивает возможность работы нескольких преобразователей на 25 общую нагрузку с суммированием их выходных мощностей, что обеспечивается незначительной перегрузкой и снижением выходных напряжений преобразователей до значения выходного напряжения преобразователя, у которого оно наименьшее, Указанная воэможность существенно расширяет область применения преобразователя, позволяя использовать его в системах питания с модульным наращиванием выходной мощности.Кроме того, так как в каждый момент времени либо первый 7, либо второй 8 диоды находятся в состоянии проводимости, обратные напряжения,40 прикладываемые к ним, не превышают 026значения выходного напряжения преобразователя, что повышает их надежность и позволяет использовать в качестве первого 7 и второго 8 диодов с незначительными допустимыми обратными напряжениями, в том числе диодов с барьером Шоттки, что также повышает надежность устройства.Таким образом, изобретение позволяет повысить надежность и расширить область применения преобразователя.Формула изобретенияОднотактный преобразователь постоянного напряжения с переключением при нулевом значении тока, содержащий подключенные к входным выводам последовательно соединенные переключатель и первичную обмотку силового трансформатора, вторичная обмотка которого соединена поспедовательно с дросселем, с первым конденсатором и с первым диодом, второй диод, второй конденсатор, подключенный между выходными выводами, и узел управления, соединенный выходом с управляющим входом переключателя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности и расширения области применения, в него введены третий конденсатор и третий диод, соединенчый катодом с анодом переключателя, а анодом - с катодом переключателя, при этом третий конденсатор подключен параллельно первому диоду, анод которого соединен с первым выходным выводом, а его катод соединен через анод- катод второго диода с вторым выходным выводом1517102 ставитель С. Коняхинхред А.Кравчук Корректо Редактор Г Т кид ер нат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10 ательский к Проиэводствен Закаэ 6399/55 Тираж 648 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГК 11303 5, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5