SU1159124A1 - Импульсный регул тор напр жени - Google Patents

Abstract

1. ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ , содержащий ключевой транзистор , шунтирующую его последовательную цепь из конденсатора и диода, цепь рекуперации энергии конденсатора шунтирующей цепи и LCD-фильтр, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  и повышени  надежности , цепь рекуперации., вьшолненна  в виде последовательно соединенных дополнительных диода и обмотки дроссел , включена между общей точкой соединени  дроссел  и конденсатора LCD-фильтра и точкой соединени  конденсатора и диода шунтирующей цепи, причем конденсатор LCD-фильтра включен между ключевым транзистором и дросселем фильтра,, а диод шунтирующей цепи соединен с точкой соедине (Л ни  ключевого транзистора и конденсатора LCD-фильтра.

Description

г/«.;

2.Регул тор по п. I, отличающийс  тем, ччо, с целью расширени  диапазона регулировани , цепь рекуперации подключена к общей точке конденсатора и дроссел  LCDфильтра через дополнительно введенную обмотку дроссел  БСО- фильтра.

3.Регул тор, по пп. 1 и 2, отличающийс  тем,,что точка

соединени  диода шунтирующей, цепи с выводом ключевого транзистора соединена с точкой соединени  конденсатора и диода LCD-фильтра через вспойогательный дроссель.

4. Регул тор по п. 3, отличающийс  тем, что вспомогательный дроссель выполнен двухобмоточным , причем втора  обмотка включена в цепь рекуперации.

г1зобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть ис пользовано в источниках вторичного электропитани . Известен импульсный регул тор на пр жени  (ИРН), содержащий ключевой транзистор, шунтирующую его последовательную цепь из конденсатора и диода, LCD-фильтр, в котором параллельно диоду шунтирующей цепи включен резистор дл  рассе ни  энергии, накопленной в конденсаторе QlJ. Недостатком известного ИРН  вл етс  низкий КПД. Известен также импульсный регул  тор, в котором разр д конденсатора шунтирующей цепи -происходит через резистор и вспомогательный дрос . сель С23. КПД такого регул тора также низок вследствие потерь в резисторе Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  импульсный регул тор напр жени , содержащий ключевой транзистор, шун тирующую его последовательную цепь иг диода и конденсатора, цепь рекуперации энергии конденсатора шунтирующей цепи и LCD-фильтр З. . В таком регул торе энерги  конденсатора шунтирующей цепи передаетс  в индуктивный элемент цепи рекуперации и возвращаетс  в источник питани . Недостатком этого регул тора  вл ютс  .сложность и низка  надежност что обусловлено наличием дополнительного ключевого элемента в цепи рекуперации энергии конденсатора. Цель изобретени  - упрощение и повышение надежности импульсного регул тора напр жени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в импульсном регул торе напр жени , содержащем ключевой трангаистор, шунтирующую его последовательную цепь из конденсатора и диода, цепь рекуперации энергии конденсатора шунтирующей цепи и LCD-фильтр, цепь рек.уперацйи, выполненна  в виде последовательно соединенных дополнительных диода и обмотки дроссел , включена между общей точкой соединени  дроссел  и конденсатора LCD-фильтра и точкой соединени  конденсатора и диода шунтирующей цепи, причем Конденса тор LCD-фильтра включен между ключевым транзистором и дросселем фильтра, а диод шунтирующей цепи соединен с точкой соединени  ключевого транзистора и конденсатора LCD-фильтра. Кроме того, с целью расширени  диапазона регулировани  цепь рекуперации подключена к общей точке конденсатора и дроссел  LCDфильтра через дополнительно введенную обмотку дроссел  LCD-фильтра . Точка соединени  диода шунтирующей цепи с выводом ключевого транзистора соединена с точкой .соединени  конденсатора и диода LCD-фильтра через вспомогательный дроссель. Вспомогательный дроссель может, быть выполнен двухобмоточным, причем Втора  обмотка включена п цепь рекуперации. 3 . На фиг. 1 представлена схема предлагаемого импульсного регул тора напр жени  (ИРН); на фиг. 2- то же, цепь рекуперации подключена к общей точке конденсатора и дроссел  LCD-фильтра, через вспомогательную обмотку дроссел ; на фиг. 3 - то же, со вспомогательным двухобмоточным токоограничивагощим дросселем в цепи ключ€ вcfгo транзистора; на фиг. 4 - кривые токов и напр жений. Импульсньтй регул тор напр жени  (фиг. 1) содержит ключевой транзистор 1, подключенный эмиттером к общей точке соединени  конденсатора 2 и обратного диода 3 LCDфильтра 4, вспомогательные цепи: шунтирующую ключевой транзистор 1 последовательную цепь из конденсатора 5 и соединенного с эмиттером транзистора диода 6, и цепь 7 реку перации, состо щую из последовател ио coejaHHeHHbix диода 8 и дроссел  9 и подключенную между точками сое динени  конденсатора 5 и диода 6 шунтирующей цепи и конденсатора 2 и дроссел  0 LCD-фильтра 4. Нагрузка 11 ИРН подключаетс  к конденсатору 2 LCD-фильтp,a 4. На фиг. 2 представлен вариант . ИРН, в котором цепь 7 рекуперации подключена к общей точке соединени конденсатора 2 и дроссел  10 через дополнительно введенную обмотку 12 дроссел  10. ИРН на фиг. 3 отличаетс  тем, ч к.гпочевой транзистор 1. подключен к общей точке соединени  конденсатор 2 и диода 3 через обмотку 13 вспом гательного дроссел  14, втора  об . мотка 15 которого подключена в цеп 7 рекуперации. Импульсный регул тор напр жени  (фиг. 1) работает следующим образо В установившемс  режиме при относительной длительности состо ни  ключевого транзистора 1 меньше 0,5 на .нагрузке 1 устанавливаетс  напр жение и O.fUn 1 где и„ - напр жение на нагрузке J1 и - напр жение питани  ИРН. Когда транзис7Ор 1 выключен, ток дроссел  10 протекает через обратный диод 3 и нагрузку 11, а напр  24 , 4 жение на конденсаторе 5 равно .напр жению питани . С момента tj, (см. фуг. 4) отпирани  транзистора начи .наетс  процесс запирани  обратного диода 3, и ток i., коллектора транзистора 1 нарастает до момента t, окончани  процесса восстановлени  обратного сопрдтивлени  диода 3. С момента t напр жение на открытом транзисторе 1 спадает почти до нул  (точнее; до остаточного напр жени ), и начинаетс  колебательный разр д конденсатора 5 по цепи, транзистор 1 - конденсатор 2 - цепь 7 рекуперации. При этом ток ключевого транзистора 1 равен сумме токов i., 1И дроссел  10 LCD-фильтра 4. В -момент tj когда напр жение на конденсаторе 5 переходит через нуль, открываетс  диод 6, и ток дроссел  9 замыкаетс , мину  конденсатор 5, и быстро спадает до нул . В момент tj достижени  токрм i нулевого значени  на диоде 8 по вл етс  обратное напр жение, -равное напр жению на нагрузке 11, и цепь 7 рекуперации отключаетс . , В момент t начинаетс  процесс выключени  транзис.тора 1, ток начинает уменьшатьс , открываетс  диод 6. Разность токов . (где дроссел  10) проходит через конденсатор- 5, зар жа  его. В момент ty., когда напр жение на конденсаторе 5, равное U , возрастает до напр жени  питани , открываетс  обратный диод 3. После этого ток дроссел  0 замыкаетс  через диод 3, а диод 6 запираетс . Процессы в дальнейшем повтор ютс  Такой режим имеет место при ицёО,{}„, В режиме работы ИРН при и„7 0,5U / ц iотносительна  длительность открытого состо ни  транзисторного ключа более 0,5) конденсатор 5 полностью не разр жаетс , что приводит к скачку напр жени  на запирающемс  транзисторе и росту динамических потерь. Дл  обеспечени  полного разр да конденсатора 5 цепь 7 рекуперации подключаетс  к точке соединени  конденсатора 2 и дроссел  10 через дополнительно введенную обмотку 12 дроссел  Ю (фиг. 2J. Обмотка 12 включена так, что наводимое в ней напр жение на зтапе включенного состо ни  транзистора складываетс  с напр жением на конденсаторе 5,

При наличии дополнительной обмотки 12 амплитуда тока разр да 1. увеличиваетс  (см. фиг. 4).При этом конденсатор 5 полностью разр жаетс  на интервале открытого состо ни  транзистора 1.

Дл  ограничени  скорости нарастани  тока транзистора 1и снижени  динамических потерь при включении, между эмиттером и общей точкой еоещ нени  конденсатора 2 и обратного диода 3 включаетс  вспомогательный дроссель, причем|Он может одновременно выполн ть и функцию дроссел  9 цепи 7 рекуперации В последнем случае дроссель 9 из цепи рекуперации можно исключить. Однако при этом конденсатор 5 зар жаетс  до

напр жени  , что вызывает перенапр жение на транзисторе 1,

Дл  уменьшени  этого напр жени  используетс  двухобмоточный вспомогательный дроссель 14 (фиг. 3),

первична  обмотка 13 которого включена между эмиттером транзистора 1 и общей точкой соединени  конденсатора 2 и обратного диода 3, а

вторична  обмотка 15 - в цепь 7 рекуперации .

Таким обра.зом, применение изобретени  позвол ет.исключить дополнительные ключевые элементы, упростить и повысить надежность устройства в целом. Кроме того, уменьшаетс  стоимость ИРН.

ч-М

(риг.З

Claims (4)

1. ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий ключевой тран- зистор, шунтирующую его последовательную цепь из конденсатора и диода, цепь рекуперации энергии конденсатора шунтирующей цепи и LCD-фильтр, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, цепь рекуперации, выполненная в виде последовательно соединенных дополнительных диода и обмотки дросселя, включена между общей точкой соединения дросселя и конденсатора LCD-фильтра и точкой соединения конденсатора и диода шунтирующей цепи, причем конденсатор LCD-фильтра включен между ключевым транзистором и дросселем фильтра, а диод шунтирующей цепи соединен с точкой соединения ключевого транзистора и конденсатора LCD-фильтра.

2. Регулятор по π. ), отличающийся тем, чТо, с целью расширения диапазона регулирования, цепь рекуперации подключена к общей точке конденсатора, и дросселя LCDфильтра через дополнительно введенную обмотку дросселя LCD-фильтра.

3. Регулятор, по пп. 1 и 2, отличающийся тем,.Что точка

159124 соединения диода шунтирующей, цепи с выводом ключевого транзистора соединена с точкой соединения конденсатора и диода LCD-фильтра через вспомогательный дроссель.

4. Регулятор по п. 3, отличающийся тем, что вспомогательный дроссель выполнен двухобмоточным, причем' вторая обмотка вклю· чена в цепь рекуперации.