SU1249677A1 - Регулируемый преобразователь - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках электропитани . Цель изобретени  - уменьшение массы и габаритов и расширение диапазона регулировани  выходного напр жени  преобразовател . Инвертор содержит транзисторы 2 и 3, выходной, трансформатор 4, вьшр митель 5, дроссель 6, нагрузку 10, первый ведомый генератор 13, пропускающие диоды 19 и 20, разделительные диоды 23 и 24. Г (Л с Си а «к гГ

Description

в устройство введены второй ведомый генератор 25, дополнительные диоды 27 и 28, промежуточные трансформато ры 29-и 30. Регулиру  фазовый сдвиг между пр моугольными напр жени ми ведомых генераторов 13 и 25, можно измен ть в широких пределах величину выходного напр  жени  преобразовател . Путем выбора оптимального

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках электропитани  радиоэлектронной ап- паратзфЫо

Цель изобретени  - уменьшение массы и габаритов и расширение диапазона регулировани  выходного, напр жени  преобразовател .

На чертеже представлена схема регулируемого преобразовател 

Преобразователь содержит конденсатор 1 входного емкостного фильтра, транзисторы 2 и 3 инвертора, выход- трансформатор 4 инвертора, выпр митель 5, дроссель 6, обмотки 7 и 8 дроссел , конденсатор 9 выходного фильтра, нагрузку 10, задающий генератор 11, трансформатор 12 задающего генератора, первый ведомый генератор 13, трансформатор 14 первого ведомого .генератора, управл ющие обмотки 15-18, пропускающие диоды 19 и 20, резисторы 21 и 22, разделительные диоды 23 и 24, второй ведомый генег ратор 25, трансформатор 26 второго ведомого генератора, дополнительные диоды 27 и 28, первый промежуточный трансформатор 29, второй промежуточный трансформатор 30, вторичные обмотки 31 и 32 первого промежуточного трансформатора, вторичные обмотки 33 и 34 второго промежуточного трансформатора , первичную обмотку 35 пер вого промежуточного трансформатора, управл кнцие обмотки трансформатора 36 и 37 первого ведомого генератора, управл ющие обмотки 38 и 39 трансформатора второго ведомого генератора, первичную обмотку 40 второго проме- жуточного трансформатора.

249677.

режима при равенстве длительности провод щего состо ни  транзисторов инвертора половине периода достигаетс  уменьшение реактивных элементов. Расширение диапазонарегулировани  достигаетс  засчет регулировани длитель- ности провод щегососто ни  транзисторов меньшей больщеполупериода напр жени  в цепи переменноготока устр-ва. 1 .

Регулируемый преобразователь с . широтно-импульсной модул цией пр моугольного напр жени  в цепи переменного тока имеет силовую и управл ю- 5 щую части. .

Силова  часть осуществл ет преобразование энергии посто нного тока;, .управл юща  часть обеспечивает, регулируемую широтно-импульсную модул - . цию, а также обеспечивает эффективное включение и выключение транзисторов в широком диапазоне изменени  времени провод щего состо ни  транзис-: торов при высокой частоте преобразо- вани . Силова  часть предлагаемого регулируемого преобразовател  содержит входной емкостной фильтр в виде конденсатора 1, подключенного к ши- . 1 нам питани  инвертора на транзисто- 1 pax 2 и 3. Инвертор через выходной трансформатор .4 и выпр митель 5 соединен с выходным фильтром, вьшолнен- . ным на дросселе 6 с рбмоткой 7, включенной последовательно с нагрузкой 10, и на конденсаторе 9, включенном параллельно нагрузке 10. Друга  об-, мотка 8 дроссел  6 выходного фильтра включена в одну из шин питани  инвертора согласно с обмоткой 7 этого 0 дроссел .

Управл юща  часть предлагаемого регулируемого преобразовател  состоит из задающего генератора 11, первого ведомого генератора 13 и второго ве- 5 домого генератора 25,

Задающий генератор 11 соединен своим выходом с входом первого ведомого генератора 13, Выход первого ведомого генератора 13 соединен с 0 входом второго ведомого генератора 25, - .

3 .

Управл ющие-обмотки 15-18 трансформаторов задающего генератора 12 и первого ведомого генератора 14 соединены попарно последовательно. Кажда  пара управл ющих обмоток одним выводом подключена к эмиттеру одного из транзисторов 2(3) -инверто- ,ра, а другим выводом через соединен- ные последовательно пропускающий диод 1.9 (20) и резистор 21 (22) - к базе того же транзистора 2(3) и аноду разделительного диода 23 (24), Катод дополнительного диода 27 (28) соединен с катодом пропускающего диода 19 (20), а анод - с выводом вторичной обмотки 31 (32) первого промежз очного трансформатора 29, другой вывод которой подключен к эмиттеру соответствующего транзистора 2 (3) инвертора. К этому же эмиттеру Транзистора 2(3) одноименным выводом подключена.вторична  обмотка 33 (34) второго промежуточного трансформатора 30, котора  соединена другим вьюодом с катодом разделительного диода 23 (24), Первична  обмотка 35 первого промежуточного трансформатора 29 подключена к соединенным последовательно и встречно вторичной обмотке 36 трансформатора 14 первого ведомого генератора 13 и вторичной обмотке 38 трансформатора 26 второго ведомого генератора 25. Первична  обмотка 40 второго промежуточного трансформатора 30 подключена к соединенньм последовательно и согласно другой вторичной обмотке 37 трансформатора 14 первого ведомого генератора 13 и другой вторичной обмотке 39 трансформатора 26 второго ведомого генератора 25. .

Промежуточные трансформаторы 29 и 30 могут быть исключены из схемы преобразовател , тогда необходимо увеличить количество управл ющих обмоток трансформаторов 14 и 26 первого и второго ведомых генераторов.

Работу предлагаемого преобразовател  рассмотрим при коэффициентах трансформации выходного трансформатора 4 и дроссел  6, равных единице. Задающий генератор 11 вырабатьшает переменное напр жение пр моугольной формы, частота которого определ ет частоту преобразовани . Начала полупериодов напр жени  задакицего генератора 11 определ ют моменты включени  транзисторов 2 и 3 инвертора. Пр моугольное переменное напр жение

49677«

первого ведомого генератора 13 отстает по фазе йт напр жени  задающего генератора 11. Настроенньй посто нный фазовый сдвиг этих напр жений опс редел ет наименьшую возможную длительность провод щего состо ни  транзисторов инвертора 2 и 3. Пр моугольное переменное напр жение второго ведомого генератора 25 отстает по фазе от

10 напр жени  первого ведомого генератора 13. Начала полупериодов напр жени  второго ведомого генератора 25 определ ют моменты выключени  транзисторов 2 и 3 инвертора, Регулиров 5 кой фазового сдвига напр жений ведомых генераторов достигаетс  изменение .длительности провод щего состо ни  транзисторов 2 и 3 инвертора и тем самым изменение выходного напр жени 

2Q преобразовател . Наибольша  дпитель- ность провод щего состо ни  транзисторов не превосходит суммы нещболь- ших значений обоих фазовых сдвигов, котора  в предлагаемом пре.образовате-

25 ле может быть равна, меньше или больше полупериода переменного напр жени ,

Рассмотрим периодические процессы включени  и выключени  транзистора 2,

,,j Включаетс  и сначала проводит ток транзистор 2 под действием первого импульса разности напр жени  обмотки 15 трансформатора 12 задакицего генератора 11 и напр зкени  обмотки 16 трансформатора 14 первого ведомого

генератора 13, Отпирающий ток этих обмоток протекает через переход база- эмиттер транзистора 2, пропускающий диод 19 и резистор 21. Длительность первого импульса определ етс  величиной настроенного фазового сдвига пр моугольных напр жений задающего 11 и первого ведомого 13 генераторов. После прекращени  действи  первого импульса транзистор 2 продолжает про- водить ток, так как на вторичной обмотке 31 первого промежуточного трансформатора 29 по вл етс  второй положительный импульс напр жени , под действием которого через дополни50 тельный диод 27 и резистор 21 продолжает протекать отпирающий ток через переход база-эмиттер транзистора 2. Второй импульс напр жени  по вл етс  в результате разности напр жений об55-мотки 36 трансформатора 14 первого ведомого генератора 13 и обмотки 37 транс- форматора 26 второго ведомого генера- тора 25,котора  подведена к первичной

обмотке 35 первого промежуточного трансформатора 29. Длительность второго импульса определ етс  величиной регулируемого фазового сдвига пр моугольных напр жений первого 13 и второго 25 ведомых .генераторов, а длительность включенного состо ни  транзистора 2 определ етс  суммой длител ностей первого и второго импульсов. После прекращени  действи  второго импульса транзистор 2 интенсивно запираетс  под действием третьего отрицательного импульса напр жени , вторичной обмотки 33 второго промежуточного трансформатора 30. Запи-. рающий ток кратковременно протекает через переход эмиттер-база транзистора 2 и разделительный диод 23. Третий имцульс напр жени  по вл етс  в результате суммы напр жений вторичной обмотки 37 трансформатора 14 первого ведомого генератора 13 и вторичной обмотки 39 трансформатора 26 второго ведомого генератора 25, котора  подведена к первичной обмотке 37 второго промежуточного трансформатора 30. После прекращени  третьего импульса начинает действо- ва.ть первый импульс и процессы отпирани  и запирани  транзистора 2 повтор ютс . Импульсы отпирани  и.запирани  транзистора 3 сдвинуты на половину периода относительно соответствующих импульсов транзистора 2.

В первом случае, когда длительность провод щего состо ни  транзисторов 2 и 3 меньше половины периода, выходное напр жение преобразовател  меньше входного. Переменный ток конденсатора 1 входного фильтра больше по величине переменного тока конденсатора 9 выходного фильтра. Ток обмотки 8 дроссел  6 прерывистый, а ток обмотки 7 - непрерывно ступенчатый при неизменной за период средней величине потокосцеплени  этих обмоток. Амплитуда пр моугольных напр жений на обмотках дроссел  6 не превьппает величины выходного напр жени . Во втором случае, когда длительность провод щего состо ни  транзисторов равна полупериоду, выходное напр жение преобразовател  равно входному.

Токи через конденсаторы 1 и 9 не протекают. Токи обмоток 8 и 7 дроссел  6 непрерывны и равны соответственно входному и выходному току пре0

5

0

5

0

5

образовател . Пр моугольное напр жение на обмотках 8 и 7 отсутствует. В третьем случае, когда длительность провод щего состо ни  транзисторов больше полупёриода, выходное напр жение преобразовател  больше входного.

Переменный ток конденсатора 1 входного фильтра меньше по величине переменного тока конденсатора 9 выходного фильтра. Ток обмотки В дроссел  6 непрерывно ступенчатый, а ток обмотки 7 прерывистый при неизменной за полупериод средней величине пото- косцеплени  этих обмоток. Амплитуда пр моугольного переменного напр жени  на обмотках дроссел  6 не превосходит величины входного напр жени . Во всех случа х длительность провод - . щего состо ни  соответствукидих диодов выпр мител  5 дополн ет длительность провод щего состо ни  соответствующих транзисторов инвертора 2 и 3 до полного периода напр жени  в цепи переменного тока преобразовател .

Таким образом, регулиру  фазовый сдвиг между пр моугольными напр жени ми первого 13 и второго 25 ведомых генераторов, можно измен ть в широких пределах величину выходного напр жени  посто нного тока преобразовател ..

Регулировочна  характеристика преобразовател  определ етс  следующими вьфажени ми

28

и

(ЫХ

. и,

ек

при ,5,

ТРV

1+(1-2Б) -Ь NP

1 + (25 -1) 1

и,

выл

при

и„

К,

к

Вх тр

,5,

2(1 -б)

.

где и

ВЫХ

и,

вХ

к

тр

л

W..

- напр жение на выходе преобразовател ;

- напр жение на входе преобразовател ; - W,

К

«р

w

коэффициенты

трансформации

- относительна  длительность включенного состо ни  транзисторов инвертора (по отношению к периоду).

Регулируемый преобразователь с ши- ротно-импульсной модул цией напр жени  в цепи переменного тока может

быть выполнен по мостовым и другим известным схемам преобразовани  как однофазным, так и многофазным, а блок управлени  состоит из задающего и двух ведомьЬс генераторов.

Таким образом, умейьшение массы и габаритов преобразовател .достигнуто за счет снижени  массы и габаритов его реактивных элементов путем выбора выгодного номинального режима его работы при равенстве длительности провод щего состо ни  транзисторо инвертора половине периода а расширение диапазона регулировани  выходного напр жени  преобраз овател  дос- тигнуто за счет регулировани  дпитал ности провод щего состо ни  транзисторов меньше и больше полупериода напр жени  в цепи переменного тока преобразовател  .благодар  введе нию второго ведомого генератора и дополнительных диодов., .

Форму.ла изобретени 

Регулируемый преобразователь, содержащий двухтактный транзисторный инвертор с выходным трансформатором, вторична  обмотка которого подключена к выпр мителю -двухобмотр ный дроссель, через первую обмотку которого инвертор подключен к источнику питани , а через вторую, включенную по току согласно с первой, выпр митель подключен к выходным клеммам.

Редактор В.Иванова Заказ 4338/58

Составитель И.Войтович

Техред Л.Олейник Корректор Л.Пшшпенко

Тираж 631Подписное

ВНШШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

10

5 -

25

249677 8

шунтированным конденсатором фильтра, и узел управлени  , включающий задающий и первый ведомый генераторы, имеющие трансформаторы, кажда  пара выходных управл ющих обмоток которых, соединенных последовательно и встречно , подключена через пропускающий диод и резистор к управл кидему переходу соответствующего транзистора инвертора, к базе которого подключен анод разделител ьного диода, о т л и- . чающийс  тем, что, с целью уменьшени  массы -и габаритов и расширени  диапазона регулировани  выходного напр жени , он снабжен вторым, также имеющим трансформатор, ведомым генератором, вход которого соединен с выходом первого ведомого генератора , и дополнительными диодами по . числу транзисторов инвертора, причем катод дополнительного диода соединен с катодом пропускающего диода, между анодом дополнительного диода и эмиттером соответствующего тра чзистора подключена непосредственно или через промежуточный трансформатор пара управл ющих обмоток трансформаторов . ведомых генераторов, соединенных пос- ледовательно и встречно, между като- 30 дом разделительного диода и эмиттером того же транзистора подключена непосредственно или через другой промежуточный трансформатор пара управл ющих обмоток трансформаторов ведомых генераторов, соединенных последовательно и согласно.

20

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Регулируемый преобразователь, содержащий двухтактный транзисторный инвертор с выходным трансформатором, вторичная обмотка которого подключена к выпрямителю, двухобмотоцный дроссель, через первую обмотку которого инвертор подключен к источнику питания, а через вторую, включенную по току согласно с первой, выпрямитель подключен к выходным клеммам, анодом дополнительного диода и эмиттером соответствующего транзистора 25 подключена непосредственно или через промежуточный трансформатор пара управляющих обмоток трансформаторов ведомых генераторов, соединенных пос^J ледовательно и встречно, между като30 дом разделительного диода и эмиттером того же транзистора подключена непосредственно или через другой промежуточный трансформатор пара управляющих обмоток трансформаторов ведомых генераторов, соединенных последовательно и согласно.

   ·. Составитель И.Войтович