SU1181079A2 - Преобразователь посто нного напр жени в посто нное - Google Patents

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ по авт. св. № 978293, отличающийс   тем, что, с целью повьшени  надежности , КПД и улучшени  весогабаритных показателей, в него введена цепочка из последовательно соединенных первого диода, двух дополнительных обмоток выходных трансформаторов, соответствуюп их однофазных инверторных  чеек и второго диода, включенна  параллельно входным выводамj а обща  точка соединени  дополнительных обмоток выходных трансформаторов соединена через введенный дроссель со средней точкой емкостного делител , причем направление проводимости первого и второго диодов встречное § (Л относительно пол рности входных вы ( водов.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитани  радиоэлектронной аппаратуры. По основному авт.св. № 978293 известен преобразователь посто нного напр жени  в посто нное, содержа щий две последовательно .присоединен ные к входным выводам инверторные  чейки, кажда  из которых содержит ключевой элемент, присоединенньй к первичной обмотке выходного трансформатора , вторична  обмотка которого через соответствующий выпр митель присоединена к общему LCDфильтру , выход которого присоединен к выходным выводам, причем точка присоединени  каждого ключевого элемента с одним из выводов первичной обмотки соответствующего выходного трансформатора подключена к соответствующему первому электроду рекуперационного диода, параллельно входным выводам присоединен введенный емкостной делитель напр жени , средн   точка которого соединена с другими выводами первичных обмоток выходных трансформаторов, а.кажда  из крайних точек этого делител  под ключена к соответствующим вторым электродам рекуперационных диодов tlJНедостатком известного преобразовател   вл етс  зависимость напр  жений на конденсаторах емкостного делител  от симметрии первичной и вторичной ,цепей устройства. Симметри  первичной цепи преобра зовател  напр жени  определ етс  равенством активных сопротивлений первичных обмоток выходных трансфор маторов инверторных  чеек, равенством длительностей импульсов управле ни , времен рассасывани  и напр жений насыщени  ключевых элементов ин верторных  чеек. Симметри  вторичной цепи преобра зовател  напр жени  определ етс  равенством значений пр мого напр же ни  вьтр мительных диодов и сопроти лений нагрузки выходных выпр мителе преобразовател  напр жени , равенством коэффициентов трансформации выходных трансформаторов инверторны  чеек. Несимметри  первичной и вторично цепей приводит к тому, что напр жени  на конденсаторах емкостного делител  станов тс  различными по величине . В результате этого снижаетс  надежность и КПД преобразовател  посто нного напр жени  в посто нное, ухудшаютс  его весогабаритные показатели , так как.ухудшаетс  траектори  переключени  коммутирующих транзисторов инверторных  чеек, нарушаетс  равенство коллекторных токов коммутирующих транзгсторов, по вл етс  возможность их перегрузки, нарушаетс  равенство токов в выпр мительных и рекуперационных диода и, как следствие , возрастает их установленна  мощность. Причем значительна  несимметри  напр жени  емкостного делител  может приводить к одностороннему насьш1ению сердечника силового, трансформатора инверторной  чейки, подключаемого через коммутирующий транзистор к конденсатору делител  с большим напр жением . В коммутирующих транзисторах по вл ютс  дополнительные потери мощности, о.бусловленные этим  влением , а в некоторых случа х это может приводить к к выходу их из стро . Кроме того, возникают пульсации , напр жени  на нагрузке на рабочей частоте преобразовател  посто нного напр жени  в посто нное с амплитудой, пропорциональной несимметрии на конденсаторах емкостного делител . Подавление этих пульсаций требует увеличени  массы и габаритов выходного фильтра преобразовател . Целью изобретени   вл етс  улучшение весогабаритных показателей преобразовател , посто нного напр женин в посто нное, повьшение его надежности и КПД. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь посто нного напр жени  в посто нное введёна цепочка из последовательно соединенных первого диода, двух дополнительных обмоток выходных трансформаторов , соответствующих однофазных инверторных  чеек и второго диода, включенна  параллельно входным выводам , а обща  точка соединени  дополнительных обмоток выходных трансформаторов соединена через введенньй дроссель со средней точкой емкостного делител , причем направление проводимости первого и второго диодов встречное относительно пол рности входных выводов.

На чертеже представлена электрическа  схема преобразовател  посто нного напр жени  в посто нное.

В предлагаемом преобразователе посто нного напр жени  к источнику питани  подключены два пocheдoвaтельно соединенных однотактных преобразовател  напр жени .

Первый однотактный преобразователь состоит из однофазной инверторной  чейки, в состав которой входит коммутирующий транзистор 1, вход Ной конденсатор 2, выходной трансформатор 3, вторична  обмотка которого через рекуперационный диод 4 и однотактный выпр митель 5, работающий на общий диодно-индуктивно-емкостной фильтр 6-7-, подключена к выходным вьгоодам, второй - из коммутирующего транзистора 9, входного конденсатора 10, выходного трансформатора 11, рекуперационного диода 12 и однотактного выпр мител  13. К входным выводам преобразовател  напр жени  подключены соответствующие электроды диодов 14 и 15, вторые электроды которых соединены с соответствующими выводами дополнительных обмоток 16 и 17 соответствующих выходных трансформаторов t1 и 3. Между точкой соединени  дополнительных обмоток 16 и 17 трансформаторов 3 и 11 и средней точкой входных конденсаторов 2 и 10 включен дроссель 18. Число витков дополнительных обмоток 16 и 17 трансформаторов 3 и 1 равно числу витков первичных обмоток 19 и 20,

Преобразователь посто нного на:пр жени  в посто нное работает следующим образом.

Предположим, что падение напр жени  на открытых коммутирующих транзисторах 1 и 9 бесконечно мало. Транзисторы 1 и 9 работают поочередно и управл ютс  импульсами напр жени , сдвинутыми на половину периода коммутации транзисторов.

При нарушении равенства напр жений на конденсаторах емкостного делител , например Uj , , во врем  открытого, состо ни  транзистора 1 на обмотках 19 и 17 силового трансформатора 3 возникает напр жение 02Контур протекани  тока первичной обмотки 19 силового трансформатора 3 замыкаетс  по цепи 2-1-19-2. Контур протекани  тока во вторичной цепи трансформатора 3 замьпсаетс  по цепи 21-5-7-8-21. К закрытому диоду 4 приложено обратное напр жение, равное Uf, , где Up - напр жение источника питани  преобразовател . Пол рность напр жени  на дополнительной обмотке 17 трансформатора 3  вл етс  открывающей дл  диода 15 и через него протекает ток зар да конденсатора 10 по цепи 17-18-10-15-17, в результате чего восстанавливаетс  симметри  напр жений емкостью делител .

При закрьтании транзистора 1 на

5 первичной обмотке 19 силового трансформатора 3 возникает ЭДС самоин-. 1дукции, под воздействием которой открываетс  диЪд 4 и энерги , запасенна  в трансформаторе 3 во врем 

0 открытого состо ни  транзистора 1, рекуперирует на емкость 10. К закрытому транзистору 1 прикладьшаетс  напр жение, равное напр жению источника питани  Up

5 ЭДС самоиндукции, возникающа 

на обмотке 17 трансформатора 3. в момент закрывани  транзистора 1, складываетс  с напр жением на конденсаторе 10, и к закрытому диоду 15

0 прикладьшаетс  напр жение питани  iU

Процессы при открывании и закрывании коммутирующего транзистора 9 протекает аналогично, однако во врем  открытого состо ни  транзистора 9

ток по дополнительной обмотке 16

трансформатора 11 не течет, так как напр жение на этой обмотке .равно Ll;,o , 2 7 .

При нарушении симметрии напр жени  на емкостном .делителе типа U fU конденсатор 2 дозар жаетс  во врем  открытого состо ни  транзистора 9 и симметри  восстанавливаетс .

Дроссель 18 служит дл  ограничени

5 амплитуды импульсов тока через диоды 14 и 15 и коммутирующие транзисторы 1 и 9 при зар де конденсаторов 2 и 10 от напр жени  дополнительных обмоток 16 и 17 трансформаторов 3 и 11.

0 Предлагаемый преобразователь посто нного напр жени  в посто нное по сравнению с известным обладает повыщенной надежностью и КПД, так как при симметрировании напр жений на

5 конденсаторах емкостного делител  устран етс  режим одностороннего ; насыщени .сердечников силовых трансформаторов однофазных инверториых

 чоек. Вследствие этого ликвидируютс  потери мощности в транзисторах : преобразовател , обусловленные этим  влением. Одновременно улучшаютс  траектории, переключени  силовых транзисторов , вьфавниваютс  коллекторные токи транзисторов, токи выпр мительных и рекуперационных диодов.

Кроме того, симметрирование напр жений на емкостном делителе снижает пульсации напр жени  на нагрузке на рабочей частоте преобразовани , что позвол ет уменьшить массу и габариты выходного фильтра преобразовател .

В предлагаемом преобразователе посто нного напр жени  в посто нное в качестве конденсаторов емкостного елител  примен ютс  конденсаторы с меньшим значением рабочего напр ени , так как напр жени  на указанных конденсаторах равны. Поскольку объем конденсатора- пропорционален квадрату величины его рабочего напр жени , объем, занимаемый указанными конденсаторами, в предлагаемом

преобразователе может быть меньше, чем в известном.

Симметрирование напр жений на конденсаторах емкостного делител  позвол ет в предлагаемом преобразователе примен ть силовые трансформаторы с большим значением рабочей магнитной 1 индукции по сравнению

с известным. Это обсто тельство позвол ет уменьшить вес и габариты силовых трансформаторов преобразовател  посто нного напр жени  в -посто нное (дополнительные обмотки 17 и 16

силовых трансформаторов 3 и 14 выполн ютс  из сравнительно тонкого провода и несущественно-увеличивают массу и габариты силовых трансформаторов ) .

Кроме того, устранение различий в напр жени х на конденсаторах делител  позвол ет уменьшить потери мощности в коммутирующих транзисторах преобразовател  напр жени , что

дает возможность сократить необходимый объем и массу теплоотвод щих радиаторов коммутирующих транзисторов .

Claims (1)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ пр авт. св. № 978293, отличающийс я тем, что, с целью повышения на дежности, КПД и улучшения весогабаритных показателей, в него введена цепочка из последовательно соединенных первого диода, двух дополнительных обмоток выходных трансформаторов, соответствующих однофазных инверторных ячеек и второго диода, включенная параллельно входным выводам, а общая точка соединения дополнительных обмоток выходных трансформаторов соединена через введенный дроссель со средней точкой емкостного делителя, причем направление проводимости первого и второго диодов встречное относительно полярности входных выI водов.

   о-