CS233787B1 - Zapojeni vlcehladinového zdroje a jednočinným měničem - Google Patents

Abstract

Zapojení řeěí současnou filtraci a atabilisaci více výstupů při snížené materiálové náročnosti. Podstatou je současné využití propustné a nepropustné větve, z. nichž každá je tvořena transformátorem s více*výstupy zapojeným na jednocestné usměrňovače. Obě větve jsou na vstupu spojeny v sérii s na výstupu paralelně. Při sepnutí spínacírih prvku se rozdíl mezi napětím napájecího zdroje a napětím na transformátoru propustné větve spotřebuje na indukčnost transformátoru nepropustné větve, která proud omezuje a akumuluje energii. Propustná větev tak získá charakter zdroje proudu a pracuje přímo do kapacitní zátěže. V době vypnutí spínacího prvku se přenáěí na výstup-energie akumulovaná v nepropustné větvi, jež má rovněž charakter zdroje proudu. Energie se na výstup přenáěí nepřetržitě, regulaci jednoho výstupního napětí se dosahuje značné stability neregulovaných napětových výstupů.

Description

Vynález se týká zapojení vícehladinováho zdroje s jednočinným měničem, u něhož se řeší současná filtrace a stabilizace výstupů při snížená materiálová náročnosti.

Dosud známá zapojení vícehladinových zdrojů s jednočinným měničem využívají obvykle nepropustný měnič, u kterého je v činném běhu energie akumulována do jádra transformátoru a ve zpětném běhu předávána na výstupy. Nevýhodou těchto zapojení jsou větší potřebné rozměry transformátoru. Jsou rovněž známá zapojení s propustným měničem a tlumivkovou filtrací výstupů. Nevýhodou je potřeba dalších jader na tlumivky a z toho plynoucí snížený měrný výkon zdroje a dále malý činitel stabilizace závislých výstupních napětí. Nevýhodou obou uvedených způsobů zapojení je přetržitý způsob předávání energie ze vstupu na výstup.

Uvedené nedostatky odstraňuje zapojení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že dvě větve transformace, tvořené shodným způsobem zapojeným blokem transformátoru s více výstupy a blokem jednocestných usměrňovačů, mají výstupky bloku transformátoru zapojeny na vstupy bloku jednocestných usměrňovačů, přičemž první výstupní svorka napájecího zdroje je.zapojena na první vstupní svorku prvního bloku transformátoru, jehož druhá vstupní svorka je zapojena s druhou vstupní svorkou druhého bloku transformátoru, druhá výstupní svorka bloku napájecího zdroje je zapojena na společnou svorku bloku řízeného spínače, jehož výstupní svorka je spojena a první vstupní svorkou druhého bloku transformátoru, výstupní svorka bloku zdroje impulsů je zapojena na vstupní svorku bloku řízeného spínače, výstupy prvého bloku jednocestných usměrňovačů jsou zapojeny na první vstupy bloku součtových členů, na jejichž druhé vstupy jsou zapojeny výstupy druhého bloku jednocestných usměrňovačů, výstupy bloku součtových členů jsou zapojeny na vstup bloku filtrace, který má jeden z výstupů zapojen na vstup bloku zdroje impulsů.

Výhodou zapojení podle vynálezu je, že propustná i nepropustná větev měniče má charakter zdroje proudu, což umožňuje přímé, připojení na kapacitní filtry a usnadňuje jejich dimenzování, přenos energie je nepřetržitý, stabilita neregulovaných výstupů je větší než U regulovaných propustných měničů, je větší měrný výkon měniče.

Na přiloženém výkrese je blokové schéma zapojení vícehladinovéhó zdroje s jednočinným měničem podle vynálezu.

Na výkresu jsou výstupy bloku i transformátor!) zapojeny na vstupy bloku & jednocestných usměrňovačů a shodným způsobem jsou výstupy bloku g transformátoru zapojeny na vstupy bloku 1 Jednocestných usměrňovačů. Výstupy bloků J jednocestných usměrňovačů jsou sloučeny v bloku £ součtových členů a vedeny na vstup bloku £ filtrace.

První výstupní svorka bloku 2. napájecího zdroje je vedena na první vstupní svorku bloku £ transformátoru. Ná první svorku bloku g transformátoru je zapojen výstup bloku J řízeného spínače. Druhé vstupní svorky bloků J, a í transformátorů jsou vzájemně propojeny. Druhá výstupní svorka bloku 2 napájecího zdroje je spojena se společnou svorkou bloku 2 řízeného spínače, jehož vstupní svorka je spojena s výstupem bloku J. zdroje impulsů, jehož vstup je spojen s jedním výstupem bloku 2 filtrace.

Pro vysvětleni činnosti předpokládejme, že začátky primárních vinutí bloků 1 a i transformátorů jsou vyvedeny na' první vstupní svorky a konce primárních vinutí na druhé vatupní svorky a Že začátky sekundráních vinutí.jsou spojeny s anodami diod jednocestných usměrňovačů bloků á·!· že první výstupní svorka napájecího zdroje bloku 2 je kladná.

V tom případě je větev tvořená bloky i a 6 v době sepnutí řízeného spínače bloku 2 propuetná a větev tvořená bloky « 2 nepropustná. Na primárním vinuti transformátoru propustné větve bude v době sepnutí řízeného spínače napětí úměrné výstupním napětím a na primárním vinutí, transformátoru nepropustné větve bude doplněk napětí do napájecího napětí, tj. napětí napájecího zdroje minus napětí na primárním vinutí transformátoru propustné větve.

Zanedbáme-li ztráty a budeme-li pokládat napětí na výstupech bloku filtrace 3 tvořeného kondensátory za konstantní běhen jednoho spínacího cyklu, potom proud v obvodu bude omezen pouze indukěností transformátoru nepropustné větve a bude mít rostoucí charakter.

Do transformátoru nepropustné větve se bude akumulovat energie.

V okamžiku vypnutí řízeného spínaěe se přeruěí přenos energie propustnou větví a na výstup se zaěne předávat naakumulovaná energie z transformátoru nepropustné větve. Dimenzováním obvodu lze docílit, že v okamžiku opětného sepnutí řízeného spínaěe bude v transformátoru nepropustné větve jeětě část nepředané energie. Odpovídající hodnota bude na začátku sepnutí J^zen^ho apJnaSe nenulová a tvar plenálen/ek iBBlilgQ II fellás felíiU obdélníkovému průběhu. Při shodném převodu obou transformátorů bude mít proud přenáěený oběma větvemi shodnou amplitudu, pouze střída impulsů se bude v závislosti na napájecím nebo výstupním napětí měnit.

V době sepnutí řízeného spínače se hromadí magnetizační energie i v tranformátoru propustné větve. Tuto energii lze rezonančním způsobem využít pro změnu znaménka magnetizačního proudu, nebo způsobem běžným u jednočinných propustných měničů pomocí přídavného vinutí a diody rekuperovat apod.

Regulací jednoho z výstupů bloku filtrace, zavedením záporné zpětné vazby na vstup bloku j. zdroje impulsů, jsou regulovány současně i ostatní vstupy, nebol vlivem transformačního účinku pokles napětí kteréhokoliv výstupu způsobí, že obě větve budou dodávat proud předevěím do tohoto výstupu a naopak.

Přenos energie je nepřetržitý, filtrační kondensátory mohou být podstatně meněí než u měničů s přetržitým způsobem přenosu energie.

Převážnou část napětí a tím i energie je možno u sílově napájených zdrojů přenáěet transformátorem propustné větve a nepropustnou větví vyrovnávat převážně kolísání napájecího napětí. Tím se sníží nároky na rozměry transformátoru nepropustné větve a dosáhne se vysokého měrného výkonu zdroje.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapojení vícehladinového zdroje s jednočinným měničem se dvěma větvemi transformace tvořenými shodným způsobem zapojenými blokem transformátoru s více výstupy a blokem jednocěstných usměrňovačů, přičemž výstupy bloku transformátoru jsou spojeny se vstupy bloku jednocestných usměrňovačů, vyznačené tím, že první výstupní svorka bloku (2) napájecího zdroje je zapojena na první vstupní svorku prvního bloku (4) transformátoru, jehož druhá vstupní svorka je spojena s druhou vstupní svorkou druhého bloku (5) transformátoru, druhá výstupní svorka bloku (2) napájecího zdroje je zapojena na společnou svorku bloku (3) řízeného spínače, jehož výstupní svorka je spojena s první vstupní svorkou druhého bloku (5) transformátoru, výstupní svorka bloku (1) zdroje impulsů je zapojena na vstupní svorku bloku (3) řízeného spínače, výstupy prvého bloku (6) jednocestných usměrňovačů, na jehož vstupy jsou napojeny výstupy prvního bloku (4) transformátoru, jsou zapojeny na první vstupy bloku (8) součtových členů, na jejichž druhé vstupy jsou zapojeny výstupy druhého bloku (7) jednocestných usměrňovačů, výstupy bloku (8) součtových členů jsou zapojeny na vstup bloku'(9) filtrace, přičemž jeden z výstupů bloku (9) filtrace je zapojen na vstup bloku (,1) zdroje impulsů. -