RU19232U1 - Преобразователь постоянного напряжения в переменный асимметричный ток - Google Patents

Преобразователь постоянного напряжения в переменный асимметричный ток Download PDF

Info

Publication number
RU19232U1
RU19232U1 RU2001100478/20U RU2001100478U RU19232U1 RU 19232 U1 RU19232 U1 RU 19232U1 RU 2001100478/20 U RU2001100478/20 U RU 2001100478/20U RU 2001100478 U RU2001100478 U RU 2001100478U RU 19232 U1 RU19232 U1 RU 19232U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transistor
input
inductor
converter
emitter
Prior art date
Application number
RU2001100478/20U
Other languages
English (en)
Inventor
Б.А. Багинский
В.В. Гребенников
Б.М. Нигоф
Д.Н. Огородников
Е.В. Ярославцев
Original Assignee
Томский политехнический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Томский политехнический университет filed Critical Томский политехнический университет
Priority to RU2001100478/20U priority Critical patent/RU19232U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU19232U1 publication Critical patent/RU19232U1/ru

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Преобразователь постоянного напряжения в переменный асимметричный ток, содержащий четыре силовых транзистора, причем коллектор первого транзистора подключен к первому входному выводу, а эмиттер подключен к началу обмотки дросселя и через второй транзистор соединен со вторым входным выводом, эмиттер третьего транзистора соединен со вторым выходным выводом и через четвертый транзистор соединен со вторым входным выводом, кроме того, содержащий вентильный мост из четырех диодов, диагональ постоянного тока которого подключена к входным выводам, а диагональ переменного тока - к эмиттеру третьего транзистора и к началу обмотки дросселя, конец которой соединен с первым выходным выводом, отличающийся тем, что в преобразователь введены дополнительные входные выводы, первый из которых подключен через дополнительный диод к коллектору третьего транзистора, а второй - ко второму входному выводу.

Description

Преобразователь постоянного напряжения в переменный асимметричный ток
Полезная модель относится к преобразовательной технике и может быть использована в источниках питания для проведения нестационарных электрохимических процессов (заряд аккумуляторов, электрокоагуляция, электродиализ и т.п.), а также в генераторах для формирования в нагрузке тока заданной асимметричной формы.
Известен преобразователь постоянного напряжения Свидетельство РФ №6956 на полезную модель. Преобразователь постоянного напряжения, МПК6Н02МЗ/335, Опубл. 16.06.98, Бюл.№6., содержащий трансформатор, вторичная обмотка которого через выпрямитель с емкостным фильтром подключена к выходным вьшодам, дроссель с двумя обмотками, начало первой из которых подключено к катоду первого диода, а конец первой обмотки дросселя через первый транзистор связан с концом первичной обмотки трансформатора, начало которой через второй транзистор подключено к входному вьшоду, два допо.пнительных диода, дополнительный транзистор начало второй обмотки дросселя соединено с катодом второго диода, анод которого соединяется с концом первичной обмотки трансформатора, а конец второй обмотки дросселя через третий транзистор связан с входным зажимом, при этом другой входной зажим через дополнительный диод соединен с началом первой обмотки дросселя, и через второй дополнительный диод с началом второй обмотки дросселя.
Недостатками преобразователя являются повышенные коммутационные потери в ключах, так как энергия, запасенная в дросселе при выключении всех ключей, не может быть рекуперирована в источник или нагрузку и должна бьггь рассеяна на дополнительных демпфирующих элементах. Кроме того, при формировании полуволны с меньшей амплитудой частота переключений ключа достаточно высока, что приводит к дополнительному увеличению коммутационных потерь.
Известен преобразователь постоянного напряжения Свидетельство РФ №10298 на полезную модель. Преобразователь постоянного напряжения, МПК6Н02МЗ/335, Опубл. 16.06.99, Бюл.№6., содержащий четыре силовых транзистора, дроссель с двумя обмотками, трансформатор, вторичная обмотка которого через мостовой вьшрямитель с емкостным фильтром подключена к выходным вьтодам, а первргчная обмотка подключена к эмиттерам первого и третьего транзисторов, первый входной вывод через переходы первого и второго диодов соединен с катодами четвертого и третьего диодов соответственно, аноды третьего и четвертого диодов через четвертый и второй транзисторы подключены ко второму входному вьшоду, также в преобразователь введен вентильный мост из четырех дополнительных диодов, диагональ постоянного тока которого подключена ко входным вьшодам, а диагональ переменного тока - к выводам первичной обмотки трансформатора, начало первой обмотки дросселя подключено к общей точке первого транзистора и первичной обмотки трансформатора, а конец - к общей точке третьего диода и четвертого транзистора, начало второй обмотки дросселя подключено к общей точке третьего транзистора и первичной обмотки трансформатора, а конец - к общей точке четвертого диода и второго транзистора, коллектор первого транзистора присоединен к общей точке первого и четвертого диодов, а коллектор третьего транзистора присоединен к общей точке второго и третьего диодов.
Недостаток этого преобразователя - высокие коммутационные потери в транзисторах вследствие повьппенной частоты коммутации ключей при формировании полуволны тока с меньщей амплитудой.
Известен преобразователь постоянного напряжения в переменное Алексанян А.А., Бальян Р.Х., Сивере М.А. и др. Мощные транзисторные устройства повьппенной частоты.-Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1989. - 176 с, рис.4.8,а, выбранный в качестве прототипа, содержащий четыре силовых транзистора, коллектор первого и третьего транзисторов подключены к первому входному вьшоду, а эмиттеры подключены к коллекторам второго и четвертого транзисторов соответственно, эмиттеры
которых соединены со вторым входным вьшодом, эмиттер первого транзистора соединен с началом обмотки дросселя, конец которой соединен с первым выходным вьшодом, а эмиттер третьего транзистора со вторым выходным выводом, вентильный мост из четырех диодов, диагональ постоянного тока которого подключена ко входным вьшодам, а диагональ переменного тока - к началу обмотки дросселя и второму выходному вьшоду.
Недостаток прототипа - увеличенные коммутационные потери в транзисторах при формированин полуволны тока с существенно меньшей амплитудой.
Задачей полезной модели является увеличение коэффрщиента полезного действия (КПД) путем снижения коммутационных потерь в ключах в процессе формирования асимметричной полуволны тока с существенно меньщей амплитудой.
Поставленная задача достигается тем, что в преобразователе постоянного напряжения в переме1шый асимметричный ток, содержащем четыре силовых транзистора, коллектор первого транзистора подключен к первому входному вьшоду, а эмиттер подключен к началу обмотки дросселя и через второй транзистор соединен со вторым входным выводом, эмиттер третьего транзистора соединен со вторым выходным выводом и через четвертый транзистор соединен со вторым входным вьшодом, вентильный мост из четьфех диодов, диагональ постоянного тока которого подключена ко входным вьшодам, а диагональ переменного тока к эмиттеру третьего транзистора и к началу обмотки дросселя, конец которой соединен с первым выходным вьшодом, согласно полезной модели, в него введены дополнительные входные вьшоды, первый из которых подключен через дополнительный диод к коллектору третьего транзистора, а второй ко второму входному вьшоду.
На фиг.1 приведена принципиальная схема преобразователя; на фиг.2 - временные диаграммы его работы, где /им- токи и напряжения соответствующих элементов.
Преобразователь содержит первый 1.1 и второй 1.2 входные вьшоды, первый 2.1 и второй 2.2 дополнительные входные выводы, дополнительный диод 3, первый 4, второй 5, третий 6 и четвертый 7 транзисторы, первый 8, второй 9, третий 10 и четвертый 11 диоды, дроссель 12, первый 13.1 и второй 13.2 выходные вьшоды. Входной вывод 1.1 соединен с коллектором транзистора 4 и катодами диодов 8 и 10. Эмиттер транзистора 4 и анод диода 8 подключены к началу обмотки дросселя 12, конец которой соединен с выходным вьшодом 13.1, а анод диода 10 соединен с выходным вьшодом 13.2. Входной дополните.1П.ный вьшод 2.1 через диод 3 подключен к коллектору транзистора 6, эмиттер которого соединен с выходным вьшодом 13.2, который в свою очередь соединен с коллектором транзистора 7 и катодом диода 11. Эмиттер транзистора 7 и анод диода 11, соединены с эмиттером транзистора 5, анодом диода 9, входным вьшодом 1.2 и входным дополнительным вьшодом 2.2. Коллектор транзистора 7 и катод диода 9 подключены к началу обмотки дросселя 12.
Предлагаемый преобразователь работает следующим образом. К выходным зажимам 13 подключается нагрузка, а ко входным выводам 1 и к дополнительным вьшодам 2 подключаются источники с различной величиной напряжения. В момент /о открьшаются транзисторы 4 и 7, и диагональ моста с последовательно соединенными дросселем 12 и нагрузкой подключается к зажимам 1.1 и 1.2, на которых присутствует входное напряжение. При этом начинает протекать ток, замыкающийся через транзисторы 4 и 7, обмотку дросселя 12 и нагрузку. Под действием приложенного напряжения ток в указанной цепи нарастает, и в магнитном поле дросселя 12 происходит накопление энергии, полярность напряжения на дросселе на фиг.1 обозначена без скобок. В момент времени ti транзистор 7 выключается, напряжение на дросселе меняет знак и приобретает полярность, указанную в скобках. Дроссель 12 начинает отдавать накопленную энергию, и ток дросселя замьпсается через открьггый транзистор 4, диод 10 и нагруз. В момент времени 2 вновь открьшается транзистор 7, и все процессы повторяются. На временном интервале /з - /4 все транзисторы вьшлючены, и ток дросселя спадает с большой скоростью.
замыкаясь в источник входиого напряжения (зажимы 1.1 и 1.2) через диоды 9 и 10, дроссель 12 и нагрузку, полярность напряжения на дросселе соответствует указанной в скобках. В момент времени /4 включаются транзисторы 5 и 6, и диагональ моста через дополнительный диод 3 подключается к дополнительным вьшодам 2.1 и 2.2, на дросселе 12 появляется напряжение полярностью, обозначенной в скобках, ток дросселя нарастает и энергия запасается в магнитном поле дросселя, при этом ток замьпсается через дополнительный диод 3, транзисторы 5 и 6, обмотку дросселя 12 и нагрузку. В момент времени /з транзистор 6 выключается, и дроссель начинает отдавать накопленную энергию в нагрузку, полярность напряжения указана без скобок. Ток дросселя 12 замыкается через транзистор 5, диод 11 и нагрузку. В момент времени /6 транзистор 6 вновь включается и процессы повторяются. На интервале 7 - 8 все транзисторы выключены, и ток дросселя, с большой скоростью спадает в источник напряжения, подключенный к зажимам 1.1 и 1.2, замыкаясь через нагрузку и диоды 8 и 11, полярность напряжения на дросселе указана без скобок. Моменты переключения транзисторов 6 и 7 определяются необходимой формой тока нагрузки и допустимой амплитудой пульсаций тока дросселя.
Введение дополнительных входных вьшодов для подключения дополнительного источника напряжения, величина которого меньше в число раз, пропорциональное асимметрии, позволяет снизить частоту коммутации, а, следовательно, коммутационные потери в ключах примерно на порядок и, тем самым, повысить КПД.
Практическая реализация полезной модели на мош,ность 2.5 кВт выполнена на следуюш;их элементах: транзисторные модули 2MBI75N-120 - 2 шт.; диоды HFA30PB120 - 2 шт.; дроссель - МО-пермаллой МП250, К44х28х10.3 - 8 шт., w 8 витков (3 дросселя последовательно).
5 iii-fUC4 X

Claims (1)

  1. Преобразователь постоянного напряжения в переменный асимметричный ток, содержащий четыре силовых транзистора, причем коллектор первого транзистора подключен к первому входному выводу, а эмиттер подключен к началу обмотки дросселя и через второй транзистор соединен со вторым входным выводом, эмиттер третьего транзистора соединен со вторым выходным выводом и через четвертый транзистор соединен со вторым входным выводом, кроме того, содержащий вентильный мост из четырех диодов, диагональ постоянного тока которого подключена к входным выводам, а диагональ переменного тока - к эмиттеру третьего транзистора и к началу обмотки дросселя, конец которой соединен с первым выходным выводом, отличающийся тем, что в преобразователь введены дополнительные входные выводы, первый из которых подключен через дополнительный диод к коллектору третьего транзистора, а второй - ко второму входному выводу.
    Figure 00000001
RU2001100478/20U 2001-01-09 2001-01-09 Преобразователь постоянного напряжения в переменный асимметричный ток RU19232U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001100478/20U RU19232U1 (ru) 2001-01-09 2001-01-09 Преобразователь постоянного напряжения в переменный асимметричный ток

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001100478/20U RU19232U1 (ru) 2001-01-09 2001-01-09 Преобразователь постоянного напряжения в переменный асимметричный ток

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU19232U1 true RU19232U1 (ru) 2001-08-10

Family

ID=48278715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001100478/20U RU19232U1 (ru) 2001-01-09 2001-01-09 Преобразователь постоянного напряжения в переменный асимметричный ток

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU19232U1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU203341U1 (ru) * 2020-11-23 2021-04-01 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники» Система электропитания асимметричным током

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU203341U1 (ru) * 2020-11-23 2021-04-01 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники» Система электропитания асимметричным током

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. High-step-up and high-efficiency fuel-cell power-generation system with active-clamp flyback–forward converter
Ruan et al. Zero-voltage-switching PWM hybrid full-bridge three-level converter
Leu et al. A novel dual-inductor boost converter with ripple cancellation for high-voltage-gain applications
Peng et al. A passive soft-switching snubber for PWM inverters
Lin et al. Analysis of parallel-connected asymmetrical soft-switching converter
Pahlevani et al. A hybrid phase-shift modulation technique for DC/DC converters with a wide range of operating conditions
Borage et al. Characteristics and design of an asymmetrical duty-cycle-controlled LCL-T resonant converter
CN111656661B (zh) 恒频dc / dc功率转换器
JP2011097688A (ja) 電力変換装置及び電力変換方法
CN109245545B (zh) 一种高电压增益的lcl谐振式直流-直流变换器
Jin et al. An improved ZVS PWM three-level converter
US20050180176A1 (en) Welding set with quasi-resonant soft-switching inverter
Zhao et al. Efficiency improvement of an adaptive-energy-storage full-bridge converter by modifying turns ratio of a coupled inductor
Cao et al. Electronic-embedded transformer based DC transformer with trapezoidal current and natural current sharing
Pal et al. A three-phase three-level isolated DC–AC converter with line frequency unfolding
JP4473065B2 (ja) プッシュプルスィッチング電力変換装置
Zhu et al. Three-level switching cell for low voltage/high-current DC–DC converters
RU19232U1 (ru) Преобразователь постоянного напряжения в переменный асимметричный ток
Lin et al. A new ZVS DC/DC converter with three APWM circuits
Luo et al. Efficient Hybrid Dual Full-Bridge DC–DC Converters for Pulsed Output Current Applications
Lin et al. Analysis and implementation of a dual resonant converter
de Seixas et al. The ZVS-PWM commutation cell applied to the DC-AC converter
RU10298U1 (ru) Преобразователь постоянного напряжения
Ambagahawaththa et al. Ultra-high step-up dc-dc converter family based on feed-forward capacitor and coupled inductor
Theron et al. The partial series resonant converter: a new zero voltage switching dc to dc converter