Преобразователь постоянного напряжения в постоянное

(46) 15.04.91, Бюл, Му 14 (71) Новосибирский электротехнический институт(56) Авторское свидетельство СССР У 756568, кл. Н 02 М 3/18, 1978.Авторское свидетельство СССР Мф 1181092, кл. Н 02 М 7/10, 1984,ОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАВ ПОСТОЯННОЕбретение относитсяи может быть испольбестрансформаторноо источника питанияния - повышение КПД ласти применения, П Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано вкачестве бестрансАорматорного низковольтного источника питания,Цель изобретения - повышение КПДи расширение области применения.На Фиг. 1 приведена электрическаясхема предлагаемого преобразователя,на фиг. 2 даны временные диаграммы,поясняющие его работу.Преобразователь содержит блок деления напряжения 1, управляемые ключевые элементы (ключи) 2, 3 и 4, 5,а также входные 6, 7 и выходные 8, 9выводы. Блок деления напряжения 1 со 2зователь включает блок 1 деления напряжения, входом через индуктивный элемент 18, соединенный последовательно с ключевым элементом 2, и ключевой элемент 3, соединенный с входными выводами 6, 7 для подключения источника постоянного тока, Выход блока 1 через ключевые элементы 4, 5 соединен с выходными выводами 8, 9 для подключения нагрузки 23. Введение дополнительного диода 24, включенного между выходами ключевых элементов 2, 3 , обеспечивает регулирование выходного напряжения изменением уровня заряда конденсаторов 10 блока 1. Зто позволяет уменьшить потери мощности на ключевых элементах 4, 5 (разрядных) и улучшить качество выходного напряжения.2 ил. держит несколько параллельно соединенных цепочек, каждая из которых состоит из последовательно соединенных конденсатора 10 и двух диодов (неуправляемых вентилей) 11 и 12. Вентиль 11 каждой цепочки блока деления напряжения 1 катодом подключен к положительному выходному выводу 13 блока, а анодом к положительной обкладке 1 конденсатора 10Вентиль 12 в каждой цепочке анодом подключен к отрицательному выходному выводу 14 блбка, а катодом к отрицательной обкладке конденсатора 10.ЬВгде 3 С Е 3Каждый из диодов (вентилей) 15 включен между разноименными обкладками конденсаторов 10 смежных цепочек, например, между точками 16 и 17.Положительный входной вывод 6 через управляемый ключ 2 соединен с од-, ним из зажимов индуктивного элемента 18 в точке 19. Другой его зажим в точке 20 соединен с положитепьной 10 обкладкой конденсатора 10 первой цепочки блока. деления напряжения 1. Отрицательный входной вывод 7 через управляемый ключ 3 соединен с отри цательной обкладкой конденсатора 10 15 последней цепочки блока деления напряжения 1 в точке 21.Положительный и отрицательный вы ходные выводы 8 и 9 соединены соот ветственно с положительным и отрица тельным выходными выводами 13, 14 блока деления напряжения через управляемые ключи 4 и 5. Конденсатор 22 фильтра включен параллельно нагруз ке 23 между выходными выводами 8 и 25 9. Дополнительный вентиль 24 подключен анодом к отрицательной обкладке конденсатора последней цепочки блока деления напряжейия 1 в точке 21 а, а катодом к точке 19 соединения индук тивного элемента 18 и управляемого ключа 2.Преобразователь постоянного напряжения в постоянное (конвектор) работает следующим образом.35В нулевой момент времени (см. фиг,2) открываются ключи 2, 3 (зарядные) под действием управляющего сигнала 1 (2,3) и соединенные по следовательно конденсаторы 10 заря- каются через индуктивный элемент 18 и вентили 15 синусоидальным током д, равным характеристическое сопротивление за" рядного контура 50 число цепочек в блоке падения напряжения 1;напряжение источни" ка постоянного тока, 55 подключенного к входным выводам 6 и 7,С,о - величина емкостиконденсатора 10,Ь - величина индуктивности элемента 18.Индуктивность элемента 18 выбирает.ся из условия обеспечения добротности0 зарядного контура.":1,где К - суммарное сопротивление зарядного контура.Напряжение Ою на обкладках конденсатора 10 изменяется по следующему закону"сИсю Сос - (1. - соа ),тс /оРегулировка выходного напряжения осуществляется изменением времени открытого состояния ключей (2,3) в преде-. лах от 0 до с, ,-,ьС(и.При этом среднее напряжение на конденсаторах 10 изменяется от нулевого2 Езначения до 1 с + в , В момент1 ОМакО Мвремени С зарядные ключи (2,3) закрияаютсяи еслис,с с 1 аак "а ЯЭ, то энергия, накопленная в индуктивном элементе (дросседе) 18, идет на подзаряд конденсаторов блока 1 через вентиль 24.В момент времени й, когда ток подзарядки становится равым нулю под действием сигнала управления Ю (4,5) открываются ключи 4, 5 разрядные и конденсаторы блока, соеди- . ненные в параллель, разряжаются на нагрузку. В последующие периоды ком" мутации ключей описанные процессы повторяются. Таким образом, в предлагаемом конверторе зарядные и разрядные ключи практически работают в режиме насыщения, а регулировка вы" ходного напряжения обеспечивается изменением уровня заряда конденсаторов 1 О бпока делення напряжения 1. Причем в данном конвекторе КПД остается высоким и не зависит от уровня регулируемого выходного напряжения, а регулировка выходного напряженйя в широких пределах (от нуля до величины, близкой к 2 Е/11) осуществляется5 16 при неизменном периоде частоты коммутации. Это позволяет получить высокое качество выходного регулируе" мого напряжения и, следовательно, расширить область применения конверторе. формула изобретения Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий четыре управляемых ключевых элемента, индуктивный элемент, конденсатор фильтра, включенный между выходными выводами для подключения нагрузки, и блок деления напряжения, состоящий из параллельно соединенных цепочек, каждая из которых выполнена в виде последовательно соединенных первого диода, конденсатора и второго диода, и разноименные обкладки конденсаторов каждой пары смежных цепочек соединены между собой через соответствующий третий диод, причем общая точка соединения 42562 6, конденсатора и первого диода первой цепочки через последовательно соединенные индуктивный и пер 5вый ключевой элементы и общаяточка соединения конденсатора ивторого диода последней цепочки через второй ключевой элемент соединены с входными выводами для подключения соответствующих полюсов источника постоянного тока, общая точкасоединения катодов первых диодов иобщая точка соединения анодов вторых диодов указанных цепочек соединены соответственно через третий ичетвертый ключевые элементы с соответствующими выходными выводами,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения КПД и расширения20 области применения, в него введендополнительный диод, анодом подключенный к общей точке соединения конденсатора и второго диода последнейцепочки, а катодом к общей точке25 соединения первого ключевого и индуктивного элементов,1642562 ская Реда фельдман рректор Н.Р аказ 14 зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 10 аулу(23 ВНИИПИ Государственного 113035, Составитель Л.устинки Техред С.Мигунова Тираж 392 Под омитета по изобретениям и осква, Ж, Раушская наб исно откр у де ям при ГКНТ СССР5