Преобразователь напряжения

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ О Комитет Российской Федерации по патентам я товарным знакам(7 В) Шубкин Николай Георгиевич(бг) Использование. в электротехнике, в устройствах вторичного электропитания а также в устройствах дуговой сварки Преобразователь напряжения содержит источник постоянного напряжениядва линейных дросселя, тиристор, блок управления,(19) 3 Ш (и) 2001506 Я(5 Ц Н дозирующий конденсатор и нагрузку. Введение в него дополнительного насыщающегося дросселя двух диодов, двух элементов обратной связи, согласующего трансформатора, выпрямителя, конденсатора фильтра и индуктивность фильтра обеспечивает возможность регулировки в широком диапазоне выходной мощности преобразователя напряжения за счет изменения рабочей частоты тиристора. 1 зд ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах вторичного электропитания, а также в устройствах дуговой сварки,Известен модулятор. содержащий источник постоянного напряжения магнитный ключ, тиристор, блок управления тиристором, два диода, дозирующий конденсатор, индуктивность фильтра, конденсатор фильтра и нагрузку.Однако такой модулятор не позволяет получить на нагрузке либо напряжение, либо ток, многократно превышающие соответственно напряжение источника питания или догустимый ток тиристора.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является тиристарный преобразователь напряжения, в котором анод тиристора через первый входной) дроссель соединен с положительным выводом источника постоянного напряжения, а цепь, состоящая из последовательно соединенных второго дросселя, конденсатора и нагрузки, подключена параллельно тиристору,Недостатком данного устройства является отсутствие регулировки выходной мощности, так как цастота работь преобразователя постоянна и определяется резонанснойй частотой контуров преобразователя,Целью изобретения является обеспечение регулиоовки в широких пределах выходной мощности преобразователя напряжения.Цель достигается тем, что в известном преобразователе напряжения, содержащем источник постоянного напряжения, два линейных дросселя, тиристор, блок управления, дозирующий конденсатор и нагрузку, согласно изобретению в него дополнительно введены насыщающийся дроссель, два диода, и два элемента обратной связи, согласующий трансформатор, выпрямитель, конденсатор фильтра и индуктивность фильтра, При этом источник постоянного напряжения положительным выводом подключен через насыщающийся дроссель к аноду первого диода, катод которого соединен с первым выводом первого линейного дросселя, с первым выводом второго линейного дросселя и с первым выводом дозирующего конденсатора, а второй вывод дозирующего конденсатора через первичную обмотку согласующего трансформатора подключен к первому входному выводу первого элемента обратной связи, к аноду второго диода, к первму выходному выводу блока угравления и к катоду тиристора. Управляющий электрод тиристора соединен со зторым выходным выводом блока управ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ления, а его анод - со вторым выводом второго линейного дросселя, Катод второго диода соединен со вторым выводом первого линейного дросселя. Второй входной вывод первого элемента обратной связи соединен с отрицательным выводом источника постоянного напряжения, Вторичная обмотка согласующего трансформатора, гальванически развязанная с первичной обмоткой, подключена параллельно входным выводам выпрямителя. Параллельно выходным выводам выпрямителя подключены конденсатор фильтра, входные выводы второго элемента обратной связи и цепь, состоящая из последовательно соединенных индуктивности фильтра и нагрузки, Два выходных вывода каждого элемента обратной связи соединены соответственно с входными выводами блока управления,На чертеже приведена схема предлагаемого преобразователя напряжения,Преобразователь напряжения содержит источник постоянного напряжения 1, насыщающийся дроссель 2, диоды 3, 4, линейные дроссели 5, 6, тиристор 7, блок управления 8, дозирующий конденсатор 9, согласующий трансформатор 10, выпрямитель 11, конденсатор фильтра 12, индуктивность фильтра 13, нагрузку 14, элементы обратной связи 15, 16. Источник постоянного напряжения 1 положительным выводом подключенфчерез насыщающийся дроссель 2 к аноду диода 3, катодом соединенного через линейный дроссель 5 с катодом диода 4, через линейный дроссель 6 с анодом тиристора 7 и с первым выводом дозирующего конденсатора 9. Второй вывод дозирующего конденсатора 9 через первичную обмотку согласующего трансформатора 10 подключен к первому входному выводу элемента обратной связи 15. к аноду диода 4, к первому выходному выводу блока управления 8 и к катоду тиристора 7, управляющий электрод которого соединен со вторым выходным вйводом блока управления 8, Отрицательным выводом источник постоянного напряжения 1 подключен к второму входному выводу элемента обратной связи 15, Параллельно вторичной обмотке согласующего трансформатора 10 подключены входные выводы выпрямителя 11, а параллельно выходным выводам выпрямителя 11 - конденсатор фильтра 12, входные выводы элемента обратной связи 16 и цепь, состоящая из последовательно соединенных индуктивности фильтра 13 и нагрузки 14. Два выходных вывода элементов обратной связи 15, 16, изображенных на схеме е виде четырехполюсников, соединены соответственно с входными выводами блока управления 8,2001506 Первичная и вторичная обмотки согласующего трансформатора 10 гальванически развязаны.Преобразователь напряжения работает следующим образомПри включении питания источника постоянного напряжения 1 и блока управления 8 практически все напряжение источника 1 прикладывается к ненасыщенному дросселю 2, так как его индуктивность велика. После насыщения сердечника дросселя 2 его индуктивность скачком уменьшается на несколько порядков и конденсаторы 9 и 12 заряжаются от источника 1. Поскольку емкость конденсатора 9 меньше приведенной к первичной обмотке трансформатора 10 емкости конденсатора 12. то конденсатор 9 заряжается до напряжения, которое больше напряжения источника 1 и имеет прямую полярность. показанную на схеме, В результате после запирания диодов выпрямителя 11 и диода 3 к последнему будет приложено обратное напряжение, равное разности напряжений конденсатора 9 и источника 1.После некоторой регулируемой паузы блок управления 8 открывает тиристор 7. Конденсатор 9 по цепи дроссель 6, тиристор 7, трансформатор 10, конденсатор 9 передает часть энергии конденсатору 12 и меняет полярность на обратную. Затем конденсатор 9 по цепи трансформатор 10, диод 4. дроссель 5, конденсатор 9 еще раз передает часть энергии конденсатору 12 и одновременно формирует обратное запирающее напряжение на тиристоре 7. Пока сердечник магнитного ключа 2 ненасыщен, по его обмотке протекает маленький ток, не оказывающий влияния на процессы: разряд конденсатора 9 через тиристор 7 и трансформатор 10 и разряд конденсатора 9 через диод 4 и трансформатор 10 (эапирание тиристора 7), После запирания тиристора 7 полярность напряжения на конденсаторе 9 вновь становится прямой и соответствует полярности, показанной на схеме. В этот Формула из обре те н ия пггобидзовдтсль ндпгяжения, содержащий источник постоянного напряжения, два линейных дросселя, тиристор, блок управления, дозирующий конденсатор и нагрузку, отличающийся тем, что в него дополнительно введены насыщающийся дроссель. два диода, два элемента обратной связи, согласующий трансформатор, выпрямитель, конденсатор фильтра и индуктивность фильтра, при этом источник постоянного напряжения положительным момент насыщается сердечник дроссгля 2, от источника 1 происходит доззрядка ксн денсаторов 9 и 12 Напряжение конденсатора 9 вновь становится больше напряжения 5 источника 1, диод 3 запирается и схема вновь переходит в режим ожидания следующего запускающего импульса, При разомкнутой цепи нагрузки 14 описанные выше процессы повторяются до тех пор, пока на 10 пряжение на конденсаторе 12 не достигнет некоторого первого порогового значения, После превышения этого порогового напряжения второй элемент обратной связи 16 блокирует запускающие импульсы блока уп 15 равления 8, При уменьшении напряжения на конденсаторе 12 до некоторого второго порогового значения, которое меньше первого порогового значения, элемент 16 разблокирует запускающие импульсы блока20 управления 8 и на тиристор 7 вновь начинают поступать запускающие импульсы. В качестве элемента обратной связи 16 может служить оптоэлектронная пара или реле, которые обеспечивают гальваническую раз 25 вязку между обмотками трансформатора 10, Элемент обратной связи 15 формирует импульсы напряжения, пропорциональные по амплитуде току, возникающему при заряде конденсаторов 9 и 12 от источника 1. Поэто 30 му в качестве Элемента 15, показанного на схеме в. виде четырехполюсника, может использоваться шунт или трансформатор тока, Элемент обратной связи 15 позволяет осуществить мягкий запуск преобразовате 35 ля и обеспечивает допустимые режимы работы тиристора 7, так как с увеличением амплитуды тока частота включений тиристора 7 уменьшается. Регулировкд выходной мощности преобразователя40 напряжения в широком диапазоне осуществляется изменением регулируемой паузы между запускэющими импульсами блока управления 8,45 (56) Авторское свидетельство СССР Р 1295509, кл. Н 03 К 3/53, 1987. 50 выводом подключен через насыщающийсядроссель к аноду первого диода, катод которого через первый линейный дроссель соединен с катодом второго диода. через второй линейный дроссель - с анодом ти ристора и с первым выводом доэирующегоконденсатора, второй вывод которого через первичную обмотку согласущего трансформатора подключен к и ог му входному выводу первого элементдгпзтной связи, к аноду второго диода, кег м2001506 Составитель Н.ШубкинРедактор В.Трубченко Техред М.Моргентал Корректор П.Гереши Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента"113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Заказ 3132 Производственно-издательский комбинат "Патент", г Ужгород. Улэ,: з 101 му выходному выводу блока управления и к катоду тиристора. управляющий электрод тиристора соединен с вторым выходным выводом блока управления. источник постоянного напряжения подключен отрицательным выводом к второму входному выводу первого элемента обратной связи, параллельно вторичной обмотке согласующего трансформатора, гальванически развязанной с первичной обмоткой,подключены входные выводы выпрямителя. а параллельно выходным выводам выпрямителя подключены конденсатор 5 фильтра, входные выводы второго элемента обратной связи и цепь. состоящая из последовательно соединенных индуктивности фильтра и нагрузки, два выходных вывода каждого элемента обратной связи 10 соединены соответственно с входнымивыводами блока управления,