RU1796082C

RU1796082C - Двухтактный преобразователь посто нного напр жени

Info

Publication number: RU1796082C
Application number: SU884437173A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Иванович Панфилов; Виктор Степанович Сафанюк
Original assignee: Московский институт электронной техники; Дмитрий Иванович Панфилов; Виктор Степанович Сафанюк
Priority date: 1988-06-07
Filing date: 1988-06-07
Publication date: 1993-02-15

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитани и автоматики. Цель изобретени - повышение надежности путем увеличени коэффициента заполнени импульсов выходного тока. На выходе полумостовой схемы на двух управл емых ключах, выполненных в виде согласнопос- ледовательно соединенных силового транзистора 1 (2) и силового диода 3 (4), включен резонансный контур в виде резонансного конденсатора 7 и двух обмоточных дросселей 8 и 9. Вторичные обмотки двухобмоточ- ных дросселей 8 и 9 через выпр мительные диоды 10 и 11 подключены к выходу преобразовател (нагрузка РА, шунтированному фильтрующим конденсатором 12, Двухоб- моточные дроссели 8 и 9 работают на прот жении полупериода поочередно, в первой части полупериода как трансформатор, передающий в нагрузку ток перезар да резо- нансного конденсатора 7, а во второй части полупериода как дроссель, отдающий в нагрузку накопленную энергию в режиме обратного хода (размагничивани ). При этом обеспечиваетс бестокова коммутаци силовых транзисторов 1 и 2. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс к электротехни- ке и может быть использовано в системах вторичного электропитани и автоматики.

Цель изобретени - повышение надежности путем повышени коэффициента заполнени импульсов выходного тока.

На фиг. 1 приведена принципиальна схема преобразовател ; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы его работы.

Двухтактный преобразователь посто нного напр жени содержит два соединенных последовательно силовых управл емых ключа, состо щих из силовых транзисторов 1, 2 и согласно последовательно соединен- ных с ними силовых диодов 3 ,4, к источнику .первичного электропитани подключены два последовательно соединенных силовых конденсатора 5, 6. Между точкой соединени конденсаторов 5, 6 и общей точкой соединени силовых управл емых ключей включены последовательно резонансный конденсатор 7 и первичные обмотки двух двухобмоточных дросселей 8, 9 во встречном направлении. Вторичные обмотки дросселей через два выпр мительных диода 10, 11 подключены параллельно выходному фильтрующему конденсатору 12 и нагрузке.

Временные диаграммы работы преобразовател , показаны на фиг. 2 и 3 дл разных значений входного и выходного напр жений. При достаточно низком выходном напр жении (когда очередное включение силового управл емого ключа производитс во врем передачи хот бы одним трансформатором накопленной

1

ю о о

00 hO

ы

энергии в нагрузку) преобразователь работает следующим образом (фиг. 2),

В момент времени Т1 - при отпирании силового управл емого ключа 1 образуетс колебательный контур, состо щий из резо- нансного конденсатора 7, первого дроссел 8, работающего в режиме накопительного дроссел , второго дроссел 9, работающего в режиме трансформатора источника первичного электропитани и силового управ- л емого ключа 1. При этом дроссель 9 трансформирует через диод 11 в нагрузку ток перезар да (пунктирна лини фиг. 2а) резонансного конденсатора 7 через дроссель 8 и одновременно отдает в нагрузку. энергию, накопленную в собственном маг- нитопроводе на прот жении предыдущего полупериода, когда он выполн л функции резонансного дроссел . К моменту времени Т2, когда напр жение на первичной обмот- ке первого дроссел встанет U вых Ктр( Ктр - коэффициент трансформации двухоб- моточных дросселей) открываетс первый выпр мительный диод 10 и энерги , накопленна в первом дросселе 8 начинает также передаватьс в нагрузку. В это же врем прекращаетс перезар д резонансного конденсатора 7 и ток через первый силовой управл емый ключ .1 спадает к нулю, обеспечива возможность его бестокового вы- ключени . К моменту времени ТЗ второй дроссель 9 передает всю запасенную энергию в нагрузку и обеспечивает возможность включени второго силового управл емого ключа 2 ,с нулевым начальным током (фиг, 2 б ).Далее первый и второй дроссели 8, 9 и выпр мительные диоды 10,11 мен ютс рол ми и процессы повтор ютс , Если коэффициенты трансформации обоих трансформаторов одинаковы, то ео врем переключени силовых управл емых ключей и выпр мительных диодов скачков тока в нагрузке не будет (фиг. 2е).

При увеличении выходного напр жени выше определенного предела (когда оба дроссел передают всю запасенную энергию в нагрузку до начала очередного полупериода работы преобразовател ), работа преобразовател измен етс (фиг, 3).

В течение первых нескольких периодов работы преобразовател происходит раскачка напр жени на резонансном конденсаторе 7 в последовательном колебательном контуре, состо щем из обоих силовых управл емых ключей 1, 2 (открываемых поочередно ), двух последовательно включенных дросселей 8,9 в режиме элементов резонансного контура, резонансного конденсатора и источника первичного электропитани , до величины приведенного ко входу выходного напр жени , В дальнейших периодах работа преобразовател аналогична описанной выше, но при этом возрастает.величина энергии, передаваемой между реактивными элементами схемы и увеличиваетс максимальное значение напр жени на силовых управл емых ключах (фиг. За).

При работе преобразовател на корот- козамкнутую нагрузку и в пусковом режиме, когда ток, передаваемый обоими трансформаторами в нагрузку не спадает к нулю перед началом следующего полупериода работы, амплитудна величина тока в каждом силовом управл емом ключе не превышает половины амплитудного значени приведенного тока нагрузки, так как последний складываетс из двух разновеликих (из- за равенства коэффициентов трансформации обоих дросселей) составл ющих: трансформируемого тока силового управл емого ключа (тока перезар да резонансного конденсатора ) и тока, передаваемого в нагрузку дросселем на обратном ходе. Двухкратное снижение величины тока силовых управл емых ключей обеспечивает повышение надежности работы преобразовател в динамических режимах.

В предложенном преобразователе улучшаетс электромагнитна совместимость, так как при непрерывном выходном токе обеспечиваетс бестокова коммутаци силовых ключей (фиг. 2бе).

Надежность повышена за счет повыше- ни коэффициента заполнени импульсов выходного тока и снижени тем самым относительного значени тока через силовых ключи.

Claims

Формула из обретени 1. Двухтактный преобразователь посто нного напр жени , содержащий два силовых управл емых ключа с односторонней проводимостью и два силовых конденсатора , соединенных о полумостовой схеме, в выходную цепь которой через резонансный

конденсатор включен выходной магнитный узел/выход которого через выпр митель подключен к выходным выводам преобразовател , между которыми включен фильтрующий конденсатор, отличающийс тем, что, с целью повышени надежности путем повышени коэффициента заполнени импульсов выходного тока, выходной магнитный узел выполнен в виде двух двухобмо- точных дросселей, первичные обмотки которых соединены между собой встречно- последовательно, выпр митель выполнен на двух выпр мительных диодах, первые одноименные выводы которых подключены к первому выходному выводу преобразовател , а их вторые выводы соединены соответственно с началами вторичных обмоток

It,

Ti тг тз

ллл

limit

г Ttmt

,

Лаг

1 r- соответствующих двухобмоточных дросселей , концы вторичных обмоток которых соединены с вторым выходным выводом преобразовател .
2. Преобразователь по п. 1, от л и ч а ю- щ и и с тем, что каждый силовой управл емый ключ выполнен в виде согласно последовательно соединенных силового транзистора и силового диода.

фигЛ

И

ч

АЛЛА

-О

Ц

If

зсцгпц

/

AJXAKAKAlX

и

Г

L