RU176855U1 - Обратноходовой преобразователь напряжения - Google Patents
Обратноходовой преобразователь напряжения Download PDFInfo
- Publication number
- RU176855U1 RU176855U1 RU2016134644U RU2016134644U RU176855U1 RU 176855 U1 RU176855 U1 RU 176855U1 RU 2016134644 U RU2016134644 U RU 2016134644U RU 2016134644 U RU2016134644 U RU 2016134644U RU 176855 U1 RU176855 U1 RU 176855U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- converter
- transformer
- output
- diode
- input
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к преобразовательной технике и может использоваться в изолирующих понижающих источниках вторичного электропитания.Обратноходовой преобразователь напряжения содержит транзисторный ключ, управляющий и силовой входы которого являются первым и вторым входами преобразователя, а силовой выход подключен к третьему входу преобразователя через первичную обмотку первого трансформатора, параллельно которой подключена цепь из конденсатора, подключенного между выходом транзисторного ключа и соединенных катода первого и анода второго диода, катод которого подключен к третьему входу преобразователя, анод первого диода подключен ко второму входу преобразователя через первичную обмотку второго трансформатора, а второй вывод вторичной обмотки второго трансформатора подключен к первому выходу преобразователя, при этом катод выпрямительного диода через вторичную обмотку первого трансформатора подключен ко второму выходу преобразователя, а анод выпрямительного диода подключен к первому выводу вторичной обмотки второго трансформатора.Технический результат заявляемой полезной модели заключается в сокращении установочной мощности первого трансформатора в два раза за счет использования обоих трансформаторов в равных долях для передачи энергии в нагрузку. Такое использование трансформаторов обеспечивается достаточно большой емкостью накопительного конденсатора и последовательным соединением вторичных обмоток трансформаторов. Кроме того, передача энергии, накопленной в конденсаторе, через второй трансформатор в нагрузку снижает потери в транзисторном ключе и в обоих трансформаторах, что обеспечивает общее повышение КПД преобразователя. Использование преобразователя, в качестве понижающего, позволяет исключить рекуперационную цепь вторичной обмотки первого трансформатора, так как ее индуктивность рассеивания в этом случае пренебрежимо мала, кроме того, она уменьшена в два раза за счет ее разделения между первым и вторым трансформатором.
Description
Полезная модель относится к преобразовательной технике и может использоваться в изолирующих понижающих источниках вторичного электропитания.
Известен преобразователь напряжения, принятый в качестве аналога (патент US 4489373 на изобретение от 18.12.1984 г.), содержащий рекуперационную цепь. Данный преобразователь напряжения содержит транзисторный ключ, управляющий и силовой входы которого являются первым и вторым входами устройства, а силовой выход подключен к третьему входу устройства через первичную обмотку трансформатора, параллельно которой подключена рекуперационная цепь из конденсатора, подключенного между выходом транзисторного ключа и соединенных катода первого и анода второго диода, катод которого подключен к третьему входу устройства. Причем анод первого диода подключен ко второму входу устройства через дроссель. Вторичная обмотка трансформатора подключена непосредственно к первому и через выпрямительный диод -ко второму выходу устройства. Преобразователь напряжения осуществляет аккумулирование энергии индуктивности рассеивания трансформатора и возвращение этой энергии в первичный источник электропитания, подключенный ко второму и третьему входам устройства.
Также известен преобразователь напряжения с индуктивно связанными рекуперационными цепями, принятый в качестве прототипа (патент РФ №2396685 на изобретение от 10.08.2010 г.), который содержит транзисторный ключ, управляющий и силовой входы которого являются первым и вторым входами преобразователя, а силовой выход подключен к третьему входу преобразователя через первичную обмотку первого трансформатора, параллельно которой подключена цепь из первого конденсатора, подключенного между выходом транзисторного ключа и соединенных катода первого и анода второго диода, катод которого подключен к третьему входу преобразователя, вторичная обмотка первого трансформатора подключена непосредственно к первому и через выпрямительный диод - ко второму выходу преобразователя, при этом в преобразователь введены дополнительные диоды и второй конденсатор, подключенный между анодом выпрямительного диода и соединенных катода третьего и анода четвертого диодов. Причем катоды выпрямительного и четвертого диодов соединены со вторым выходом преобразователя, а аноды первого и третьего диодов подключены к второму входу и первому выходу преобразователя через первичную и вторичную обмотки второго трансформатора соответственно.
Недостатками данных преобразователей является сниженный КПД и завышенные установочные мощности транзисторного ключа и трансформатора. В аналоге это обусловлено возвратом энергии индуктивности рассеивания во входную сеть. А в прототипе второй трансформатор используется только для рекуперации и передачи незначительной части энергии индуктивностей рассеивания первичной и вторичной обмоток первого трансформатора в нагрузку, что снижает эффективность использования второго трансформатора.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в сокращении установочной мощности первого трансформатора в два раза за счет использования обоих трансформаторов в равных долях для передачи энергии в нагрузку. Такое использование трансформаторов обеспечивается достаточно большой емкостью накопительного конденсатора и последовательным соединением вторичных обмоток трансформаторов. Кроме того, передача энергии, накопленной в конденсаторе, через второй трансформатор в нагрузку снижает потери в транзисторном ключе и в обоих трансформаторах, что обеспечивает общее повышение КПД преобразователя. Использование преобразователя, в качестве понижающего, позволяет исключить рекуперационную цепь вторичной обмотки первого трансформатора, так как ее индуктивность рассеивания в этом случае пренебрежимо мала, кроме того, она уменьшена в два раза за счет ее разделения между первым и вторым трансформатором.
Для достижения указанного технического результата обратноходовой преобразователь напряжения содержит транзисторный ключ, управляющий и силовой входы которого являются первым и вторым входами преобразователя, а силовой выход подключен к третьему входу преобразователя через первичную обмотку первого трансформатора, параллельно которой подключена цепь из конденсатора, подключенного между выходом транзисторного ключа и соединенных катода первого и анода второго диода, катод которого подключен к третьему входу преобразователя, анод первого диода подключен ко второму входу преобразователя через первичную обмотку второго трансформатора, а второй вывод вторичной обмотки второго трансформатора подключен к первому выходу преобразователя, при этом катод выпрямительного диода через вторичную обмотку первого трансформатора подключен ко второму выходу преобразователя, а анод выпрямительного диода подключен к первому выводу вторичной обмотки второго трансформатора.
Полезная модель поясняется структурной схемой, приведенной на фиг. 1.
Обратноходовой преобразователь напряжения содержит:
1 - транзисторный ключ;
2 - первый трансформатор;
3 - первый вход преобразователя;
4 - второй вход преобразователя;
5 - третий вход преобразователя;
6 - выпрямительный диод;
7 - конденсатор;
8 - первый диод;
9 - второй трансформатор;
10 - второй диод;
11 - второй выход преобразователя;
12 - первый выход преобразователя.
Рассмотрим работу предлагаемого преобразователя.
Транзисторный ключ 1 коммутирует первичную обмотку первого трансформатора 2 с частотой и скважностью задаваемых последовательностью импульсов, поступающих на первый вход 3 преобразователя.
При открывании транзисторного ключа 1 к первичной обмотке первого трансформатора 2 прикладывается все питающее напряжение, подведенное ко второму 4 и третьему 5 входам преобразователя, что вызывает нарастание тока в первичной обмотке первого трансформатора 2 и магнитного потока в сердечнике первого трансформатора 2. Полярность напряжения на вторичной обмотке первого трансформатора 2 для выпрямительного диода 6 является запирающей. Таким образом, идет процесс запасания энергии первым трансформатором 2.
Одновременно с открыванием транзисторного ключа 1, под воздействием напряжения отрицательной полярности, обусловленного зарядом конденсатора 7, начинает течь ток в контуре, состоящем из конденсатора 7, первого диода 8, первичной обмотки второго трансформатора 9 и транзисторного ключа 1. Емкость конденсатора 7 достаточно велика, чтобы в полной мере осуществить накопление тока во втором трансформаторе 9. Полярность напряжения на вторичной обмотке второго трансформатора 9 для выпрямительного диода 6 также является запирающей. Таким образом, идет процесс запасания энергии вторым трансформатором 9.
При размыкании транзисторного ключа 1 меняется полярность первичной обмотки первого трансформатора 2, и ток, запасенный этой обмоткой, начинает протекать по контуру - конденсатор 7, перезаряжая его, второй диод 10, первичная обмотка первого трансформатора 2. Полярность первичной обмотки второго трансформатора 9 также меняется. Полярность напряжения вторичных обмоток первого 2 и второго 9 трансформаторов открывает выпрямительный диод 6 и обеспечивает протекание тока через последовательно соединенные вторичную обмотку второго трансформатора 9, выпрямительный диод 6 и вторичную обмотку первого трансформатора 2 через второй выход преобразователя 11 в емкостный фильтр и нагрузку (на фигуре не показаны) к первому выходу преобразователя 12. Энергия, запасенная первым 2 и вторым 9 трансформаторами распределяется между емкостным фильтром нагрузки, емкостью источника питания (на фигуре не показаны) и конденсатором 7, выравнивая соотношения напряжений на конденсаторах в зависимости от коэффициентов передачи первого 2 и второго 9 трансформаторов.
Таким образом, происходит использование обоих трансформаторов 2 и 9 в равных долях для передачи энергии в нагрузку позволяет сократить установочную мощность первого трансформатора 2 в два раза. Это обеспечивается выбором достаточно большой емкости конденсатора 7, а также тем, что катод выпрямительного диода 3 через вторичную обмотку первого трансформатора 2 подключен ко второму выходу преобразователя 11, а анод выпрямительного диода 6 подключен к первому выводу вторичной обмотки второго трансформатора 9, второй вывод которого подключен к первому выходу преобразователя 12, т.е. последовательным соединением вторичных обмоток трансформаторов 2 и 9.
Энергия, накопленная в конденсаторе 7 при размагничивании первичной обмотки первого трансформатора 2 во время паузы управляющего сигнала на первом входе преобразователя 3, одновременно являющегося управляющим входом транзисторного ключа 1, во время импульса управляющего сигнала на первом входе преобразователя 3 передается через второй трансформатор 9 в нагрузку по контуру: транзисторный ключ 1, первичная обмотка второго трансформатора 9, первый диод 8, конденсатор 7, снижая при этом потери в транзисторном ключе 1 и обоих трансформаторах 2 и 9 и, обеспечивая общее повышение КПД преобразователя. При этом силовой вход транзисторного ключа 1 является вторым входом преобразователя 4, а силовой выход транзисторного ключа 1 через первичную обмотку первого трансформатора 2 соединен с третьим входом преобразователя 5. Конденсатор 7, при этом, подключен между выходом транзисторного ключа 1 и соединенными катодом первого 8 и анодом второго 10 диодов, катод второго диода 10 подключен к третьему входу преобразователя 5.
Использование преобразователя, в качестве понижающего, позволяет исключить рекуперационную цепь вторичной обмотки первого трансформатора 2, так как ее индуктивность рассеивания в этом случае пренебрежимо мала, кроме того, она уменьшена в два раза за счет ее перераспределения между первым 2 и вторым 9 трансформаторами, что обеспечивает дополнительное повышение КПД преобразователя за счет исключения потерь на рекуперационных элементах.
Claims (1)
- Обратноходовой преобразователь напряжения, содержащий транзисторный ключ, управляющий и силовой входы которого являются первым и вторым входами преобразователя, а силовой выход подключен к третьему входу преобразователя через первичную обмотку первого трансформатора, параллельно которой подключена цепь из конденсатора, подключенного между выходом транзисторного ключа и соединенных катода первого и анода второго диода, катод которого подключен к третьему входу преобразователя, анод первого диода подключен ко второму входу преобразователя через первичную обмотку второго трансформатора, второй вывод вторичной обмотки второго трансформатора подключен к первому выходу преобразователя, отличающийся тем, что катод выпрямительного диода через вторичную обмотку первого трансформатора подключен ко второму выходу преобразователя, а анод выпрямительного диода подключен к первому выводу вторичной обмотки второго трансформатора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016134644U RU176855U1 (ru) | 2016-08-24 | 2016-08-24 | Обратноходовой преобразователь напряжения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016134644U RU176855U1 (ru) | 2016-08-24 | 2016-08-24 | Обратноходовой преобразователь напряжения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU176855U1 true RU176855U1 (ru) | 2018-01-31 |
Family
ID=61186967
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016134644U RU176855U1 (ru) | 2016-08-24 | 2016-08-24 | Обратноходовой преобразователь напряжения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU176855U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA035851B1 (ru) * | 2018-06-06 | 2020-08-20 | Республиканское Государственное Предприятие "Гылым Ордасы" Комитета Науки Министерства Образования И Науки Республики Казахстан | Способ рекуперации энергии рассеяния трансформатора и устройство импульсного преобразователя |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007115384A1 (en) * | 2006-04-07 | 2007-10-18 | Universidade Federal De Santa Catarina | Three-phase ac-dc converte with high-frequency insulation by single stage |
EP2731247A1 (en) * | 2012-11-13 | 2014-05-14 | Delta Electronics, Inc. | Methods for flyback converter |
RU2528565C2 (ru) * | 2012-11-28 | 2014-09-20 | Илья Алексеевич Кругликов | Однотактный сдвоенный обратноходовой преобразователь с улучшенными динамическими свойствами |
RU149858U1 (ru) * | 2014-06-03 | 2015-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Плазмаинформ" | Обратноходовой преобразователь напряжения с защитным отключением при перенапряжении на входе |
RU2581600C1 (ru) * | 2014-12-23 | 2016-04-20 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" | Двухтактный обратноходовой преобразователь постоянного напряжения в постоянное |
-
2016
- 2016-08-24 RU RU2016134644U patent/RU176855U1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007115384A1 (en) * | 2006-04-07 | 2007-10-18 | Universidade Federal De Santa Catarina | Three-phase ac-dc converte with high-frequency insulation by single stage |
EP2731247A1 (en) * | 2012-11-13 | 2014-05-14 | Delta Electronics, Inc. | Methods for flyback converter |
RU2528565C2 (ru) * | 2012-11-28 | 2014-09-20 | Илья Алексеевич Кругликов | Однотактный сдвоенный обратноходовой преобразователь с улучшенными динамическими свойствами |
RU149858U1 (ru) * | 2014-06-03 | 2015-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Плазмаинформ" | Обратноходовой преобразователь напряжения с защитным отключением при перенапряжении на входе |
RU2581600C1 (ru) * | 2014-12-23 | 2016-04-20 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" | Двухтактный обратноходовой преобразователь постоянного напряжения в постоянное |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA035851B1 (ru) * | 2018-06-06 | 2020-08-20 | Республиканское Государственное Предприятие "Гылым Ордасы" Комитета Науки Министерства Образования И Науки Республики Казахстан | Способ рекуперации энергии рассеяния трансформатора и устройство импульсного преобразователя |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11671020B2 (en) | Flyback converter, control circuit and control method thereof | |
US7746670B2 (en) | Dual-transformer type of DC-to-DC converter | |
US9660536B2 (en) | Switching power supply device performs power transmission by using resonance phenomenon | |
US8169796B2 (en) | Isolated switching power supply apparatus | |
US9871458B2 (en) | Resonant rectifying device, control method and apparatus for resonant rectifying | |
TWI596880B (zh) | 準諧振半橋轉換器及其控制方法 | |
WO2015106701A1 (zh) | 一种交流-直流变换电路及其控制方法 | |
US9356526B2 (en) | DC-DC power conversion apparatus and method | |
US20150381075A1 (en) | Direct current voltage conversion device and clamping circuit | |
TWI723533B (zh) | 零電壓切換返馳式電源轉換裝置及零電壓切換返馳式電源轉換方法 | |
US9859799B2 (en) | Switching power supply unit | |
US10186985B1 (en) | Isolated FAI 2 converter with clamped voltage rectifier and synchronous rectified solution | |
US10008948B1 (en) | Active clamp circuit for switched mode power supplies | |
RU176855U1 (ru) | Обратноходовой преобразователь напряжения | |
RU2396685C1 (ru) | Преобразователь напряжения с индуктивно связанными рекуперационными цепями | |
KR20160011497A (ko) | 고효율 역률 개선용 단일단 ac/dc 컨버터 | |
RU2581600C1 (ru) | Двухтактный обратноходовой преобразователь постоянного напряжения в постоянное | |
Chen et al. | A novel interleaved LLC resonant converter | |
RU2809335C1 (ru) | Низковольтный преобразователь постоянного напряжения с активным клампированием | |
RU194732U1 (ru) | Зарядно-разрядное устройство | |
RU2809337C1 (ru) | Преобразователь постоянного напряжения с активным клампированием | |
RU2806668C1 (ru) | Преобразователь постоянного напряжения с активным клампированием | |
RU2779933C1 (ru) | Однотактный прямо-обратноходовой преобразователь | |
RU2812961C1 (ru) | Обратноходовой преобразователь постоянного напряжения с активным клампированием | |
RU2809839C1 (ru) | Низковольтный полумостовой преобразователь постоянного напряжения |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20171212 |
|
NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20190801 |