RU1797728C - Стабилизированный источник напр жени посто нного тока - Google Patents

Abstract

Использование: источники вторичного электропитани . Сущность изобретени : устройство содержит инвертор напр жени  с силовым трансформатором на выходе, вторична  обмотка которого выполнена в виде N идентичных обмоток, двухтактный выпр митель , подключенный к вторичной обмотке трансформатора по схеме со средней точкой , управл емые дроссели насыщени , обмотки которых выполнены в виде N идентичных обмоток w включены между соответствующими выводами полуобмоток и силового трансформатора и соответствующими диодами выпр мител , выходной фильтр и цепь обратной св зи по выходному напр жению, подключенную к размагничивающим диодам. Повышение КПД и точности стабилизации выходного напр жени  достигаетс  путем выравнивани  токов че-- рез диоды выпр мител  и устранени  вли ни  токов короткого замыкани  в цепи выпр мительных диодов на процесс пере- магничивани  дросселей насыщени  в управл ющий полупериод. 1 ил. t

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в импульсных источниках вторичного электропитани .

Известно устройство, которое содержит высокочастотный инвертор напр жени  с силовым трансформатором, вторична  обмотка которого через однополупериодный выпр митель и выходной фильтр включена на нагрузку, цепь обратной св зи по напр жению , подключенную через размагничивающий диод к аноду выпр мительного диода, и управл емый дроссель насыщени , включенный между вторичной обмоткой трансформатора и выпр мительным диодом.

Данное устройство не нашло широкого применени  из-за асимметрии выходного напр жени  инвертора и большого уровн  пульсаций выходного напр жени , обусловленных однополупериодным выпр млени- .ем; ограниченной выходной мощности вследствие лодмагничивани  силового трансформатора; относительной сложности изготовлени  дроссел , поскольку весь ток нагрузки проходит через один управл емый дроссель-насыщени .

Известен .стабилизированный источник напр жени  посто нного тока, содержащий высокочастотный инвертор, силовой транс 1

ч

4 х| Ю 00

СО

форматор, двухполупериодный выпр митель со средней точкой вторичной обмотки трансформатора, управл емые дроссели насыщени , включенные между выводами вторичных полуобмоток силового трансформатора и диодами выпр мител , выходной фильтр, нагрузку, цепь обратной св зи по напр жению, подключенную через размагничивающие диоды к анодам диодов выпр мител . При больших токах в выпр мителе включены N параллельных диодов.

Однако в начале каждого полупериода имеет место режим короткого замыкани  в цепи выпр мительных диодов, обусловленный временными характеристиками диодов , который ведет к общему понижению КПД источника, а также к понижению точности стабилизации выходного напр жени , которое вызвано вли нием тока короткого замыкани  на процесс перемагничивани  управл емых дросселей насыщени  в управл ющий полупериод,

Цель изобретени  - повышение КПД источника и точности стабилизации выходного напр жени  - достигаетс  за счет того, что в стабилизированном источнике напр жени  посто нного тока, содержащем высокочастотный инвертор с иловым трансформатором на выходе, двухтактный выпр митель с параллельно включенными диодами, подключенный к вторичной обмотке трансформатора по схеме со средней точкой , управл емые дроссели насыщени , обмотки которых включены между выводами полуобмоток силового трансформатора и диодами выпр мител , выходной фильтр и цепь обратной св зи по выходному напр жению , подключенную к размагничивающим диодам, вторична  обмотке трансформатора и .обмотки управл емых дросселей насыщени  выполнены расщепленными в виде N идентичных обмоток, причем кажда  из обмоток управл емых дросселей насыщени  одним концом подключена к соответствующему диоду выпр мител , а другим - к соответствующей полуобмотке силового трансформатора.

Такое выполнение стабилизированного источника напр жени  посто нного тока способствует выравниванию токов через диоды выпр мител , значительно сокращает врем  действи  короткозамкнутого контура в цепи выпр мительных диодов, что ведет к повышению КПД источника в целом и ограничивает действие токов короткого замыкани  на процесс леремагничивани  управл емых дросселей насыщени , что положительно сказываетс  на точности стабилизации выходного напр жени ,

На чертеже представлена функциональна  схема стабилизированного источника напр жени  посто нного тока.

Выход высокочастотного инвертора 1

напр жени  включен на первичную обмотку 2 силового трансформатора 3. Управл емые дроссели 4 и 5 насыщени  своими N идентичными обмотками включены между соответствующими вторичными полуобмотками

0 б и 7, кажда  из которых выполнена в виде N - проводной обмотки, и соответствующими выпр мительными 8 и 9 диодами. Катоды выпр мительных диодов соединены между собой и вместе со средней точкой трансфор5 матора 3 подключены к выходному фильтру

10. на выходе которого включена нагрузка

11. Нагрузка 11 св зана с блоком 12 управлени , выход которого соединен с анодами размагничивающих 13 и 14 диодов, катоды

0 которых включены на аноды выпр мительных 8 и 9 диодов.

Источник работает следующим образом .

Высокочастотный инвертор 1 напр же5 ни  преобразует входное сетевое напр жение в высокочастотный меандр (20 кГц), который поступает на первичную обмотку 2 силового трансформатора 3, Напр жение, снимаемое с полуобмоток 6 и 7 вторичной

0 обмотки трансформатора, выпр мл етс  диодами 8 и 9, сглаживаетс  выходным фильтром 10 м поступает на нагрузку 11, Стабилизаци  выходного напр жени  осуществл етс  за счет соответствующего из5 менени  напр жени  на выходе ШИМ на управл емых дроссел х 4 и 5 насыщени . Магнитопроводы управл емых дросселей 4 и 5 насыщени  выполнены из магнитом г- ких материалов с пр моугольной петлей гм0 етерезиса. В рабочий полуперирд, когда к управл емому дросселю насыщени  приложен плюс напр жени  вторичной обмотки трансформатора, происходит перемагничи- вание магнитопровода в режиме источника

5 ЭДС от начального уровн  индукции Вы до уровн  индукции насыщени  Вз согласно закону VH 4fВsWS, где f - частота переменного напр жени ; W- число витков обмотки; S -активна  площадь сердечника.

0 По обмотке этого управл емого дроссел  насыщени  протекает ток, величина которого определ етс  законом полного тока 1 Ht/W, где - ширина петли гистерезиса на данной частоте; I - средн   длина магнито5 провода управл емого дроссел  насыщени .

В это врем  к обмотке второго управл емого дроссел  насыщени  приложен минус питающего переменного напр жени , что соответствует управл ющему полупериоду . В этот полупериод происходит пере- мэгничивание магнитопровода в режиме ис- точника тока от уровн  индукции насыщени  В3 до уровн  индукции Bi. который определ етс  стабилизирующей обрат- ной св зью по напр жению. В следующий полупериод, который дл  данного управл емого дроссел  насыщени  будет рабочим, перемагничивание магнитопровода начнетс  с уровн  индукции Bi. Таким образом реализован ШИМ на управл емых дроссел х насыщени . Отработка изменени  сетевого напр жени  происходит непосредственно на управл емых дроссел х насыщени  путем сравнени  напр же- ни  вторичной обмотки трансформатора с напр жением насыщени  магнитопровода дросселей насыщени .

В рабочий полупериод, когда прОисхо- дит перемагничивание магнитопровода управл емого дроссел  насыщени  в режиме источника ЭДС, благодар  расщепленной вторичной обмотке трансформатора и расщепленным обмоткам управл емых дррссе- лей насыщени , под действием ЭДС, наводимой во вторичной обмотке трансформатора , происходит отпирание всех вьгпр - мительных диодов в данном плече

выпр мител . Кроме того, в период пере- магничивани  магнитопровода управл емого дроссел  насыщени  от начального уровн  индукции дроссел  насыщени  Вн до уровн  индукции насыщени  Bs он обладает эквивалентным сопротивлением,которое можно определить как отношение напр жени  насыщени  магнитопровода управл емого дроссел  насыщени  к току его перемэгничивани  R 4fBsW2S/HL При этом ток перемагничивани  равномерно распредел етс  через все диоды в плече-выпр мите-.

ЛЯ.- ,- -..-. - - - ; . . .. : - ; . :

Таким образом, уже на этапе перемагничивани  управл емого дроссел  насыщени  в режиме источника ЭДС создаютс  услови  дл  выравнивани  токов через выпр мительные диоды, чтр значительно сокращает врем  действи  короткозамкнутого контура в цепи выпр мительных диодов. Это ведет к повышению точности токов короткозамкнутого замыкани  на процесс перемагничивани  управл емых дросселей насыщени  в управл ющий полупериод. Использование изобретени  позвол ет примен ть недорогие выпр мительные диоды на относительно небольшие токи при повышении КПД источника в целом.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Стабилизированный источник напр жени  посто нного тока, содержащий высокочастотный инвертор с силовым трансформатором на выходе, двухтактный выпр митель с N параллельно включенными диодами , подключенный ко вторичной обмотке трансформатора по схеме со средней точкой , управл емые дроссели насыщени , обмотки которых включены между выводами полуобмоток силового трансформатора и диодами выпр мител , выходной фильтр и

   цепь обратной св зи по выходному напр жению , подключенную к размагничивающим диодам, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  КПД «. точности стабилизации выходного напр жени , вторична  обмотка трансформатора и обмотки дросселей насыщений выполнены расщепленными в виде N идентичных обмоток, причем кажда  из обмоток дроссел  насыщени  одним концом подключена к соответствующему диоду выпр мител , а другим - к соответствующей полуобмотке силового трансформатора .