Преобразователь постоянного напряжения в постоянное

Союз Советских Социалистических Реслублни АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ Допо.06.80(21) 2937475/24(51)М, Кл. 22)Заявлен нсоелинением заявки ЭЙ М 3/3 Гвсударстаааый квинтания 15.05,82 убликования оп та 72) Авторы изобретения Г,А.Бел М,Иван Чуваш государственный университем. И.Н.УльяноваГО НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в преобразователях постоянного напряжения одного уровня в постоянное напряжение другого уровня, например, во вторичных источниках питания.Известны преобразователи постоянного напряжения в постоянн содержащие последовательный рез нсный инвертор на тиристорах, выпрямитель, включенный на выходе трансформатора инвертора, транзисторный коммута" тор и емкостный сглаживающий Фильтр 1. ое, она преобразовафункциональнфд ная невозможтом ходу, и в переходных.и еж мах.Известны преобразоват ых выпрямитель выполнен ью управляемых вентилях ли в кото на полноса транзисНедостатками данны телей являются низкая надежность, обусловле ностью работы на холо срывами инвертировани торный коммутатор подключен по переменному току к отпайкам вторичнойЮобмотки силового трансформатора 1 21.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретений является преобразователь постоянноЪго напряжения в постоянное, содержащий входной 1,С-фильтр, последоваф тельйый тиристорный резонансный инвертор, выходной выпрямитель и обратный выпрямитель, присоединенный по переменному току к дополнительной об" мотке трансФорматора инвертора, а по постоянному току - к входным выводам инвертора З.Недостатком данного преобразова-. теля является пониженный КПД, так как обратный выпрямитель, о 5 еспечивающий работу преобразователя в режиме холостого хода и в переходных режимах, работает также и в режиме номинальной нагрузки. Ток, протекающий через обратный выпрямитель, увеличивает загрузку элементов инвер 92856тора, вызывает дополнительные потери мощности в них, что снижает КПД преобразователя.Цель изобретения - повышение КПД преобразователя, путем, уменьшения загрузки обратного выпрямителя в номинальном режиме.Яоставленная цель достигается тем, что преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий 1 О входной ЕС-фильтр, последовательный етиристорный резонансный инвертор с выходным трансформатором, выходной выпрямитель, транзисторный коммутатор с вспомогательным коммутирую щим конденсатором, обратный выпрямитель, вход которого подключен к вспомогательной обмотке выходного трансФорматора, а выход связан с входными выводами инвертора, и блок управления, снабжен датчиком тока и широтно-импульсным модулятором, выход обратного выпрямителя связан с входными выводами инвертора через введенный транзисторный ключ с шунтирующей его последовательной КС-цепочкой, причем датчик тока включен в выходную цепь инвертора, выход его подключен к входу широтно-импульсного модулятора, а выход последнего связан с входом транзисторного ключа.Для повышения надежности обратный выпрямитель. выполнен управляемым,причем управление им может отключаться по сигналу датчика срыва коммутации.35 По входу преобразователь может быть отделен от цепи питания дополнительным ключом, запираемым по сигналу этого датчика.Кроме того, в него введеныао дополнительный транзисторный ключ и обратный диод, причем дополнительный ключ включен последовательно, а обратный диод - параллельно входу 1 Г-фильтра.На чертеже приведена схема преобразователя.Преобразователь состоит из инвертора на тиристорах 1-4, управляющие электроды которых связаны с блоком 5 управления инвертором. На выходе50 инвертора включена первичная обмотка 6 силового трансформатора 7, последовательно с которой включен коммутирующий конденсатор 8, В цепи постоянного тока инвертора имеется дроссель 9. Силовой трансформатор 7 имеет вторичную обмотку 10, к которой подключен выходной выпрямитель 11, вто 1 фричную обмотку 12, подключенную через транзисторный коммутатор 13 к вспомогательному коммутирующему конденсатору 14, и обмотку 15 рекуперации, подключенную к обратному выпрямителю на тиристорах 16 и 17 и диодах 18 и 19. По постоянному току выпрямитель подключен к входу инвертора через транзисторный ключ 20, зашунтированный цепочкой иэ конденсатора 21 и резистора 22. Входной фильтр состоит иэ дросселя 23 и конденсатора 24.Вход фильтра эашунтирован обратным диодом 25 и подключен к входным выводам через дополнительный транзисторный ключ 26. В цепь конденсатора 8 включен датчик 27 тока, например, трансформатор тока, выход которого подключен к входу широтно-импульсного модулятора 28. Выход модулятора через формирователь 29 связан с входом транзисторного ключа 20. К управляющим электродам тиристоров 16 и 17 подключены формирователи 30 и 31 импульсов, выполненные со входами "запрет". На управляющие входы поступают сигналы из блока 5 управления, на запрещающие - сигнал с выхода датчика 32 срыва коммутации, Сигнал датчика 32 через Формирователь 33 поступает на вход ключа 26. Преобразователь работает на нагрузку 34, зашунтированную конденсатором фильтра 35. Датчик 32 срыва коммутации состоит из датчиков 36 - 39 состояния тиристоров 1-4, логических элементов И 40 и 41, одновибратора 42 и двух элементов ИЛИ 43 и 44, Ко входам элемента 40 подключены выходы датчиков 36 и 37, а к входам элемента 41выходы датчиков 38 и 39.При работе преобразователя в нормальном режиме сигнал на выходедатчика 32 отсутствует, транзистор 26 открыт, а на управляющие электроды тиристоров 16 и 17 поступают отпирающие сигналы. Выходной ток инвертора разветвляется на две составляющие - ток выпрямителя 11 и ток обратного выпрямителя, Длительность импульса управления транзистора 20 пропорциональна среднему за полупериод току койденсатора 8, т.е. амплитуде напряжения на нем. Иодулятор 28 поддерживает этот ток на заданном уровне путем изменения длительности управляющего импульса, подаваемого на транзистор 20, тем самым обеспечивая стабилизацию амплитуды напряжения наФормула изобретения 5 9 конденсаторе 8. С увеличением тока нагрузки длительность управляющего импульса уменьшается вплоть до нуля, после чего амплитуда йапряжения на конденсаторе 8 растет с ростом тока, Таким образом, в основном диапазоне изменения тока нагрузки обратный выпрямитель не работает.При срыве коммутации, например, при одновременном отпирании тиристоров 1 и 3, датчик 32 выдает сигнал, запирающий транзистор 26 и запрещающий подачу управляющих сигналов на тиристоры 1-4 и 16 и 17.Тиристоры 16 и 17 запираются, конденсатор 24 колебательно перезаряжается через тиристоры 1-3 и они запираются, Конденсатор 24 далее перезаряжается током дросселя 23 через диод 25. После прекращения тока через тиристоры 1-3 с некоторой задержкой сигнал датчика 32 исчезает, и восстанавливается нормальный режим работы преобразователя.Использование транзисторного ключа, управляемого модулятором, позволяет повысить КПД преобразователя за счет уменьшения тока обратного выпрямителя. Применение управляемого обратного выпрямителя, управляемого датчиком срыва коммутации, позволяет повысить его надежность. 1. Преобразователь постоянного на пряжения в постоянное, содержащий входной 1.С-фильтр последовательный тиристорный резонансный инвертор с выходным трансформатором, выходной выпрямитель, транзисторный коммутатор с вспомогательным коммутирующим конденсатором, обратный выпрямитель, вход которого подключен к вспомогательной обмотке выходного трансформа 28561 бтора, а выход связан с входными выводами инвертора, и блок управления,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения КПД путем уменьшения загрузки обратного выпрямителяв номинальном режиме, он снабжен датчиком тока и широтно-импульсным модулятором, выход обратного выпрямителя связан с входными выводами инвер 10 тора через введенный транзисторныйключ с шунтирующей его последовательной КС-цепочкой, причем датчик токавключен в выходную цепь инвертора,выход его подключен к входу широтно-им 15 пульсного модулятора, а выход послед-него связан с входом транзисторногоключа.2, Преобразователь по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введен датчик срыва коммутации, обратныйвыпрямитель выполнен на тиристорахс блоком управления, имеющим входыуправляющего сигнала и входы запрета,25 причем входы управляющего сигналаподключены к соответствующим выходамблока управления инвертора, а входызапрета - к выходу датчика срывакоммутации.зв 3. Преобразователь по пп. 1 и 2,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтов него введены дополнительный транзисторный ключ и обратный диод, причем дополнительный ключ включен после 35довательно а обратный диод - парал 1лельно входу 1,С-фильтра.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР4 р М 54794 1, кл, Н 02 М 3/315, 1975.2. Авторское свидетельство СССРй 2680045/24-07, кл.й 02 М 3/315,1978,3. Проблемы преобразовательнойтехники, Сб. докл, К., 1979, ч. 5с. 31.45/72 Т ВНИИПИ Госудапо делам и 35, Москва, Ж раж 719 Подписственного комитета СССРобретений и откротий35, Раушская наб д, 4/5