SU1354358A1 - Преобразователь посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике . Цель - уменьшение массы и габаритов, повышение КПД. Уст-во содержит инвертор на транзисторах, управл емый от широтно-импульсного модул тора. После соответствующего запирани  силового транзистора инвертора по его цепи управлени  прекращаетс  потребление мощности с одновременной организацией надежного запирани  силовых транзисторов во всех режимах работы. В устр-ве реализовано совмещение функции вспомогательного источника питани  с силовым инвертором. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. 00 ел NU 00 СП 00.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитани  и электропривода дл  преобразовани  и стабилизации посто нного напр жени .

Цель изобретени  - уменьшение массы и габаритов, повьшение КПД.

На фиг.1 изображена электрическа схема предлагаемого преобразовател  на фиг.2 - одна из возможных модификаций электрических схем блока управлени .

Преобразователь посто нного напр жени  содержит инвертор на транзисторах 1 и 2, вход которого подключен к входным выводам 3 и 4, а выход через вторичную обмотку 5 силового трансформатора 6, выходной выпр митель 7 и фильтр 8 - к выходным выводам 9 и к входу широтно-им- пульсного модул тора 10 блока П управлени . Выход широтно-импульс- ного модул тора непосредственне подключен к первым входам селекторов 12 и 13 и через инверторы 14 и 15 - к первым входам селекторов 16 и 17.

Вторые входы селекторов и управл ющий вход выходного выпр мител  8 подсоединены к выходу коммутатора 18, а выходы селекторов через транзисторные ключи 19-22 подключены к выводам первичных обмоток разделительных трансформаторов 23 и 24, вторичные обмотки которых св заны с базо-эмиттерными переходами транзисторов 1 и 2. Средн   точка первичны

обмоток трансформаторов 23 и 24 че-i рез вторичную обмотку трансформаторов 25 и 26 тока и диоды 27 и 28 поключена к общему проводу, а первична  обмотка трансформаторов тока включена в силовую, эмиттерную цепь транзисторов 1 и 2.

Катоды диодов 27 и 28 через резисторы 29 и 30 и фильтр 31 подкл}рчены к выходу дополнительного выпр мител 32, вход которого подключен к дополнительной обмотке 33 трансформатора 6, Вспомогательные обмотки 34 и 35 трансформатора 6 через резисторы 36 и 37 подсоединены к входной цепи транзисторов 1 и 2 инвертора. Диоды 38 и 39 служат дл  устранени  перенапр жений на обмотках трансформаторов тока. Резисторы 40 и 41 и конденсаторы 42 и 43 предназначены дл  .первоначального запуска инвертора.

Преобразователь работает следующим образом.

В исходном состо нии коммутатор 18 находитс  в разомкнутом состо нии. При этом селекторы 12,13,16 и 17, транзисторы 19-22 и синхронный вы10 пр митель 7 заперты по управл ющим входам. При подаче первичного питани  на входные выводы 3 и 4 запускающие резисторы 40 и 41 приоткрывают транзисторы 1 и 2. Из-за техно15 логического разброса параметров первым открываетс  один из них, предположим транзистор 1. Возникающий при этом лавинообразный процесс, задаваемый обмоткой положительной обрат0 ной св зи 34 трансформатора 6, приводит к насыщению транзистора 1, транзистор 2 находитс  при этом в запертом состо нии напр жением, снимаемым с обмотки 35. Напр жение,

25 снимаемое с диагонали полумоста, с обмотки 5 поступает на наход щийс  в запертом состо нии синхронный выпр митель 7, а с обмотки 33 через выпр митель 32 и фильтр 31 - на пи0 тание блока 11 управлени  и резисторы 29 и 30. Так как ток, потребл емый по первичной цепи, при насыщенном состо нии транзистора 1 остаетс  посто нным, то падение напр жени 

„ на первичной обмотке трансформатора 25 определ етс  только его омическим сопротивлением. При возрастании намагничивающего тока на первичной об- мотке трансформатора 25 возникает

0 падение напр жени  за счет ЭДС самоиндукции , что приводит к ускоренному запиранию насыщенного транзистора. Получающийс  при этом лавинообразный процесс приводит к закрытию

g транзистора 1 и открытию транзистора 2. В дальнейшем процессе повтор етс , при этом происходит поочередное открывание то транзистора 1, то транзистора 2, за счет чего на

Q обмотках 5 и 33 трансформатора 6 наводитс  переменное напр жение.

При закрытом состо нии синхронного вьтр мител  7 напр жение на выходных клеммах 9 отсутствует.

g Включение коммутатора 18 по

внешней команде приводит к открытию селекторов 12,13,16 и 17 и синхронного выпр мител  7. Импульсы с выхода широтно-импутЕЬСного модул тора

10 с фазой 0 через селекторы 12 и 16 поступают на выходы транзисторных ключей 19 и 20, а с фазой 180 через селекторы 13 и 17 - на выходы транзисторных ключей 21 и 22. Скважность широтно-модулиррванных импульсов определ етс  цепью отрицательной обратной св зью, котора  служит дл  поддержани  на выходе источника стабилизированного напр жени .

Рассмотрим работу преобразовател  в первом полупериоде управл ющего импульса. Предположим что импульс управлени  с выхода блока 11 поступает на выход транзисторного ключа 20. Ключ при этом , открываетс  и через него начинает протекать ток по цепи: выход + фильтра 31, резистор 29, трансформатор 25 тока, средний вывод обмотки трансформатора 23, коллекторно-эмиттерный переход транзистора 20, общий провод. Фази- ровка включени  обмоток трансформатора 23 выбираетс  так, что при этом на базе силового транзистора 1 наводитс  положительное напр жение .

Транзистор 1 переходит в активный режим и за счет положительной обратной св зи, осуществл емой трансформаторами 23 и 25, отпираетс  лавинообразно и переходит в насыщенный режим. При этом ток базы пропорционален току коллектора, а коэффициентом пропорциональности  вл ютс  коэффициенты трансформаций трансформаторов 23 и 25.

Транзистор 19 находитс  при этом в запертом состо нии в св зи с низким выходным напр жением транзисторного ключа 20.

При сн тии управл ющего сигнала с входа транзисторного ключа 20 последний запираетс , а ключ 19 отпираетс  высоким уровнем сигнала на выходе блока 11. Открытие транзисторного ключа 19 приводит к измене- нйю фазировки сигнала на вторичной обмотке трансформатора 23, и в базу силового транзистора 1 начинает поступать запирающий ток, пропорциональный току коллектора.

После запирани  силового транзистора автоматически прекращаетс  протекание тока через диод 27 и потенциал на его катоде становитс  равным напр жению на выходе фильтра 31. Это напр жение приводит к по влению тока

перемагничивани  сердечников трансформаторов 23 и 25 по цепи; + фильтра 31, вторична  обмотка трансформатора 25, резистор 29, первична  подуобмотка трансформатора 23, транзисторный ключ 19, общий провод. Так как после запирани  силового транзстора по цепи его управлени 

0 практически прекращаетс  потребление мощности от источников питани , кроме цепи перемагничивани  сердечников трансформаторов 23 и 25, то мощность, потребл ема  блоком управлени , зна5 чительно снижаетс . При этом достигаетс  надежное запирание силового транзистора во всех режимах работы конвертора.Работа транзистора 2 инвертора в следующем полупериоде

0 управл ющего импульса осуществл етс  аналогичным образом. Импульсы с выхода инвертора через трансформатор 6, синхронный выпр митель 7 и фильтр 8 поступают на выходные клеммы 9.

5 Исключение из состава источника питани  вспомогательного источника питани  и совмещение его функций с силовым инвертором позвол ет снизить массу и повысить КПД.

0

Claims (3)

1. Преобразователь посто нного напр жени , содержащий полумостовой

g инвертор на транзисторах, выход которого через силовой трансформатор, выходной выпр митель и фильтр подключен к выходным выводам преобразовател  и к первым входам блока управ0 лени , трансформаторы тока, .первичные обмотки которых включены в эмит- терную цепь соответствующего транзистора .инвертора, один вывод вторичной обмотки каждого из них через диод подсое5 динен к общему проводу, другой - к среднему выводу разделительного трансформатора, вторична  обмотка которого св зана с базоэмиттерным переходом соответствующего транзис0 тора инвертора, а крайние выводы - с коллекторами соответствующих транзисторных ключей, эмиттеры которых подсоединены к общему проводу, а базы -.к выходам блока управлени ,

g причем точки соединени  вторичных обмоток трансформаторов тока с диодами через резисторы подключены к выходу дополнительного выпр мител , вход которого соединен с дополниь

тельной обмоткой силового трансформатора , о тличающийс  тем, что, с целью уменьшени  массы и габаритов, повьппени  КПД, в силовой трансформатор выведены две вспомогательные обмотки, один вывод каждой из которых через вновь введен- ньй резистор подключен к базе транзистора инвертора, а другой - к выводу первичной обмотки трансформатора тока, не соединенному с эмиттером транзистора инвертора.

2, Преобразователь по n.i, о т - личающийс  тем, что, с целью обеспечени  устойчивого за54358

пуска, база каждого транзистора инвертора подключена к вторичной обмотке разделительного трансформатора через вновь введенный конденса- Ь

тор и к коллектору - через введенный резистор,

3. Преобразователь по п.1, о т- личающийс  тем, что, с 10 целью ограничени  выбросов напр жени  на обмотках трансформаторов тока , в него введены два диода, включенных между средними выводами соответствующих разделительных тран- |5 сформаторов и выходом дополнительного выпр мител .

К тран стора 19,20

Н транзисторам 21,22 (риг. 2

Редактор М.Бланар

Составитель В.Моин Техред И.Попович

Заказ 5710/52 Тираж 659. Подписное

ВНИШШ 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

Корректор Г.Решетник