Преобразователь постоянного напряжения

)5 Н 02 М 3/33 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ кой ап.Ю,ВО" электд ред, 1985,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВ(71) Винницкий завод радиотехничеспаратуры(72) С,Д.Рудык, В.Е.Турчанинов и Аробьев3) 621.314,57 (088.8)56) Патент Франции 1 Ф 2334230,кл. Н 02 М 3/24, 1977.Источники электропитания радиронной аппаратуры. Справочник иГ.С.Найвельта. - М.: Радио и связьс. 406, рис. 10.3(б),Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания,Целью изобретения является повышение надежности, КПД, улучшение массогабаритных показателей, уменьшение уровня генерируемых высокочастотных помех,На фиг.1 представлена электрическая схема предлагаемого преобразователя .постоянного напряжения в постоянное; на фиг.2 - временные диаграммы напряжений и токов, иллюстрирующие его работу.Предлагаемый преобразователь постоянного напряжения в постоянное содержит входные выводы 1 и 2, первый 3 и второй 4 коммутирующие транзисторы, силовой трансформатор 5, первый 6 и второй 7 ограничивающие диоды, выпрямительный диод 8, рекуперативный диод 9, дроссель 10, конденсатор выходного фильтра 11. Дроссель 10 выполнен трехобмоточным (со 1, й 2, й 4). Один вывод первой обмотки 12 дросселя 10(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ(57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель изобретения - повышение надежности, КПД, улучшение массогабаритных показателей, уменьшение уровня генерируемых помех. С этой целью дроссель преобразователя выполнен трехобмоточным и совмещает функции преобразования напряжения по уровню, обеспечения гальванической развязки и фильтрации выходного напряжения, Во втором варианте устройства обеспечивается безразрывный ток конденсатора выходного фильтра, 1 з,п. ф-лы, 2 ил,соединен с катодом первого ограничивающего диода 6 и через первый коммутирующий транзистор 3 соединен с первым входным выводом 1 и катодом второго ограничивающего диода 7. Другой вывод первои обмотки 12 дросселя 10 соединен с первым выводом первичной обмотки 13 силового трансформатора 5, Второй вывод первичной обмотки 13 силового трансформатора 5 соединен с анодом второго ограничивающе. го диода 7 и через второй коммутирующий транзистор 4 соединен с вторым входным выводом 2 и анодом первого ограничивающего диода 6.Один вывод второй обмотки 14 дросселя 10 соединен с катодом рекуперационного диода 9, Другой вывод второй обмотки 14 дросселя 10 соединен с одним выводом третьей обмотки 15 дросселя 10 и через выпрямительный диод 8 соединен с первым выводом вторичной обмотки 16 силового трансформатора 5. Второй вывод вторичнойобмотки 16 силового трансформатора 5 соединен с анодом рекуперационного диода 9 и одним выводом конденсатора выходного фильтра 11. Другой вывод конденсатора выходного фильтра 11 соединен с другим выводом третьей обмотки 15 дросселя 10.Преобразователь постоянного напряжения в постоянное работает следующим образом,Коммутирующие транзисторы 3 и 4 работают синхронно. При подаче на базы коммутирующих транзисторов 3 и 4 положительных импульсов напряжения начинает протекать ток в первичной цепи преобразователя (интервал времени т - 1 на фиг,2), который замыкается по цепи 1 - 3 - 12 - 13-4-2-1. При этом вторичной обмотке 16 силового трансформатора 5 возникает импульс напряжения, открывающий выпрямительный диод 8 (временные диаграммы на фиг,2), и энергия из первичной цепи преобразователя поступает на конденсатор- выходного фильтра 11 и нагрузку, Контур протекания тока соответственно 16 - 8 - 15 - 11-16. На этом же этапе работы преобразователя ток в первой обмотке 12 дросселя 10 и в первичной обмотке 13 силового трансформатора 5 нарастает. Происходит накопление энергии в дросселе 10, при этом первый 16 и второй 17 ограничивающие диоды и рекуперационный диод 9 заперты,Когда импульсы напряжения на базах коммутирующих транзисторов 3 и 4 становятся равными нулю, коммуирующиетранзисторы 3 и 4 закрываются (момент времени т 2 на фиг.2). В этот же момент времени закрывается выпрямительный диод 8, Под действием ЗДС самоиндукции, возникающей на первичной обмотке 13 силового трансформатора 5. и ЭДС самоиндукции, возникающей на первичной обмотке 12 дросселя 10, открываются первый 6 и второй 7 ограничивающие диоды, и начинается процесс рекуперации энергии, накопленной в индуктивности намагничивания силового трансформатора 5 и индуктивности дросселя 10. При этом на второй 14 и третьей 15 обмотках дросселя 10 возникают импульсы напряжения, открывающие рекуперационный диод 9, и часть энергии, накопленной в индуктивности дросселя 10 на предыдущем этапе работы преобразователя, передается на конденсатор выходного фильтра 1 1 и нагрузку. Ток, соответственно, протекает по контуру 15 - 119 - 14 - 15.Г Рекуперация энергии, накопленной в индуктивности намагничивания силового трансформатора 5, идет на интервале времени 12 - сз (временные диаграммы на фиг,2),1.10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 при этом напряжение на первом 3 и втором 4 коммутирующих транзисторах фиксируется на уровне Оп, где Ол - напряжение источника питания преобразоватегя. В момент времени тз указанный процесс рекуперации энергии, накопленной в индуктивности намагничивания силового трансформатора 5, прекращается.На интервале времени тз-И продолжается передача энергии, накопленной в индуктивности дросселя 10 на конденсатор выходного фильтра 11 и нагрузку преобразователя. Контур протекания тока, соответственно, 15-11-9 - 14-15. На интервале времени 12-ц второй 14 и третьей 15 обмоток дросселя 10 падает.В момент времени ц вновь открываются первый 3 и второй 4 коммутирующие транзисторы, Рекуперационныйдиод 9 закрывается. Все процессы повторяются, аналогично описанным.Таким образом, в предлагаемом преобразователе в дросселе 10 совмещены функции преобразования напряжения по уровню, обеспечения гальванической развязки и фильтрации выходного напряжения преобразователя.Изменением отношения числа витков второй 14 и третьей 15 обмоток дросселя 10 обеспечивается перераспределение функций преобразования энергии первичной сети между силовым трансформатором 5 и дросселем 10,Условия безразрывного тока конденсатора выходного фильтра 11, т.е. режима, соответствующего его наименьшему габариту, определяют следующим образом,Обозначив птр = - коэффициент1 1 трЛ 2 тртрансформации силового трансформатора 5, где; И 1,р - число витков первичной обмотки 13 силового трансформатора 5, Яр. тр - число витков вторичной обмотки 16 силового трансформатора 5, и приняв, что потери во всех элементах преобразователя равны нулю, а индуктивность намагничивания силового трансформатора 5 и индуктивность дросселя 10 равны бесконечности, при безразрывном токе конденсатора выходного фильтра 11 получают;1 кптр =1 н;где 1 к - среднее значение тока коллектора коммутирующих транзисторов 3 и 4 на интервале времени т;1 н; ток нагрузки преобразователя.Из условия равенства ампер-витков дросселя 10 на интервалах времени г и Т - гл) (временные диаграммы на фиг,2) следует:1 кЮ + 1 кптр 9/3 = 1 кптр Ю 12+ Яз)где Ю/ - число витков первой обмотки 12дросселя 10;Ю/2 - число витков аторой обмотки 13дросселя 10,Ю/з - число витков третьей обмотки 15дросселя 10;1 кО 1 кЧЧ 2ПтрОтсюда следует, что для дросселя 10 должновыполняться условие:ЧЧ 1- = Птр.ЧЧгЭто условие является условием безразрывности тока конденсатора выходного фильтра 11, что соответствует наименьшим егогабаритам.Формула изобретения1. Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий входныевыводы, к которым подключены первый ивторой коммутирующие транзисторы, соединенные последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора, первый ивторой ограничивающие диоды, выпрямительный диод, подключенный к вторичнойобмотке силового трансформатора, рекуперационный диод, дроссель и конденсаторвыходного фильтра, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, целью повышения надежности,КПД, улучшения массогабаритных показателей, уменьшения уровня генерируемых высокочастотных помех, дроссель выполнен трехобмоточным, причем один выводпервой обмотки дросселя соединен с катодом первого ограничивающего диода и че 5 рез первый коммутирующий транзисторсоединен с первым входным выводом и катодом второго ограничивающего диода,другой вывод первой обмотки дросселя соединен с первым выводом первичной аб 10 мотки силового трансформатора, второйвывод которой соединен с анодом второгоограничивающего диода и через второй коммутирующий транзистор соединен с вторымвходным выводом и анодом первого ограни 15 чивающего диода, один вывод второй обмотки дросселя соединен с катодомрекуперационного диода, а другой вывод -с одним выводом третьей обмотки дросселяи через выпрямительный диод соединен с20 первым выводом вторичной обмотки силового трансформатора, второй вывод которой соединен с анодом рекуперационногодиода и одним выводом конденсатора выходного фильтра, другой вывод которого со 25 единен с другим выводом третьей обмоткидросселя,2. Преобразователь по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что отношение чисел витковпервой и второй обмоток дросселя равно30 коэффициенту трансформации силовоготрансформатора.1676029Составитель С.Коняхин едактор О.Хрипта Техред М. Моргентал Корректор М.Максимишинец ф" каз 3010 Тираж 375 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4 Юа,10роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Г