SU1534676A1 - Преобразователь посто нного напр жени в посто нное - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитани  посто нноготока. Цель изобретени  - повышение КПД. Устройство состоит из включенных между входными и выходными выводами  чеек, кажда  из которых состоит из последовательного соединенных транзисторного разр дного ключа 10, конденсатора 9 и разр дного диода 11. Между разноименными обкладками конденсаторов 9 смежных  чеек включен зар дный диод 12. Зар дный диод 12 первой  чейки подключен анодом через зар дный ключ к положительному входному выводу 1. Отрицательна  обкладка конденсатора 9 последней  чейки соединена с общим выводом 18, к которому подключен анод диода 11 каждой, кроме последней,  чейки. Коллекторы ключей 10 соединены с выходным выводом 17. Кажда   чейка включает также фиксирующий диод 13, анодом соединенный с анодом диода 12, а катодом - с базой ключа 10, с одним выводом резистора 14 и с анодом дополнительно введенного диода 15. Катод диода 15 каждой  чейки соединен с коллектором дополнительно введенного транзисторного ключа 6, эмиттер которого соединен с общим выводом. Введение в каждую  чейку диода 15, а также ключа 6 и указанное подключение резистора 14 позвол ют исключить статические потери во врем  зар да конденсаторов 9 от первичной сети на резисторах, а также исключить динамические потери, возникающие за счет протекани  сквозного тока, путем гарантированного закрывани  одних ключей при включении других. Кроме того, за счет возможности увеличени  соп

Description

ел

00

Раг. /

анодом соединенный с анодом диода 12, а катодом - с базой ключа 10, с одним выводом резистора 14 и с анодом дополнительно введенного диода 15„ Катод диода 15 каждой  чейки соединен с коллектором дополнительно введенного транзисторного ключа 6, эмиттер которого соединен с общим вывот дом. Введение в каждую  чейку диода 15, а также ключа 6 и указанное подключение резистора 14 позвол ют исключить статические потери во врем  зар да конденсаторов 9 от первичной

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть.использовано в системах вторичного электропитани  посто нного тока.

Цель изобретени  - повышение КПД.

На фиг.1 приведена принципиальна  электрическа  схема предлагаемого преобразовател ; на фиг.2 - диаграммы , по сн ющие его работу

Преобразователь (фиг«1) содержит входной вывод (положительную входную шину) 1, входной вывод (отрицательную входную шину) 2, положительную выходную шину 3, отрицательную выходную шину 4, зар дный ключ 5, дополнительный ключ 6, конденсатор 7 фильтра и N  чеек 8, где N 2, 3,,.., кажда  из которых состоит из конденсатора 9, разр дного ключа 10, эмиттер которого соединен с , положительной обкладкой конденсатора 9, а коллектор - с положительной выходной шиной 3, разр дного диода 11, кроме последней  чейки, катод которого соединен с отрицательной обкладкой конденсатора 9, а анод - с отрицательной выходной шиной 4, зар дного диода 12, катод которого соединен с положительной обкладкой конденсатора 9 последующей  чейки, а анод с отрицательной обкладкой конденсатора предыдущей  чейки, фиксирующего диода 13, катод которого соединен с базой разр дного ключа 10, а анод - с анодом зар дного диода 12, резистора 14, соедин ющего базу с эмиттером разр дного ключа 10, диода 15, анод которого соединен с базой разр дного ключа 10, а катод - с коллектором дополнительного ключа 6, приче эмиттер дополнительного ключа 6 сое

сети на резисторах, а также исключить динамические потери, возникающие за счет протекани  сквозного тока , путем гарантированного закрывани  одних ключей при включении других . Кроме того, за счет возможности увеличени  сопротивлени  перехода эмиттер - коллектор ключа 6 обеспечиваетс  уменьшение базового тока разр дных ключей всех . чеек устройства при токе нагрузки меньше максимального . 2 ил.

0

5

0

5

0

5

0

5

динен с отрицательной выходной шиной 4, положительна  входна  шина 1 через зар дный ключ 5 подключена к аноду зар дного диода 12 первой  чейки, отрицательна  входна  шина 2 соединена с отрицательной выходной шиной 4, кон денсатор 7 фильтра включен между положительной 3 и отрицательной 4 выходными шинами, а сопротивление нагрузки 16 подключено к выходным 17 и 18 выводам, образованным шинами 3 и 4 соответственно, причем входной вывод 2 и шина 4 объединены в общий вывод.

Преобразователь работает следующим образом

В момент времени (фиг.2а) под действием управл ющего напр жени  Unrip 5открываетс  зар дный ключ 5, в результате чего последовательно соединенные конденсаторы 9 всех N  чеек начинают зар жатьс  от первичной сети. Дополнительный ключ 6 в это врем  закрыт, так как его управл ющее напр жение Uunnfeравно нулю (фиг.2б). Разр дные ключи 10 во всех  чейках также закрыты благодар  тому , что потенциал на базе каждого из них равен потенциалу на эмиттере. Полный зар д конденсаторов 9 осуществл етс  за врем  t,u В момент времени t.. (фиг.2а) зар дный ключ 5 закрываетс . Через промежуток времени С,, необходимый дл  рассасывани  избыточного зар да зз базе зар дного ключа 5, управл ющее напр жение UUHBе(фиг.2б) включает дополнительный ключ 6, в результате чего напр жение на конденсаторах 9 всех  чеек через разр дные диоды 11, сопротивление перехода коллектор - эмиттер дополнительного ключа 6 и диоды 15 прикладываетс  к базам разр дных ключей 10, Под действием этого напр жени  разр дные ключи 10 открываютс  и конденсаторы 9 всех  чеек через разр дные диоды 11 и переход эмиттер - коллектор разр дных ключей 10 в параллель разр жаютс  на конденсатор 7 фильтра и сопротивление нагрузки 16.

Через промежуток времени tp (фиг.26), определ емый требуемой степенью разр да конденсаторов 9, управл ющее напр жение Uunp епринимает значение, равное нулю, в результате чего дополнительный ключ 6 и, следовательно , разр дные ключи 10 всех  чеек закрываютс . Резисторы 14 предназначены дл  более быстрого и надежного закрывани  разр дных ключей 10. Через промежуток времени Ј (фиг.2б), необходимый дл  рассасывани  избыточного зар да в базе разр дных ключей 10 и их полного закрывани , под действием управл ющего напр жени  U unp. S происходит открывание зар дного ключа 5 и описанные процессы повтор ютс . Диоды 15 в каждой  чейке ввод тс  дл  предотвращени  протекани  тока через диоды 13 во врем  зар да конденсаторов 9 от первичной сети

Таким образом, высокий КПД преобразовател  обеспечиваетс  тем, что в нем отсутствуют статические потери во врем  зар да конденсаторов от первичной сети на резисторах 14 Кроме того, отсутствуют к динамические потери , вызванные протеканием сквозного тока, держки

ванного закрывани  одних ключей при включении других.

В преобразователе имеетс  также возможность уменьшени  базового тока разр дных ключей всех  чеек преобразовател  при токе нагрузки меньше максимального посредством увеличени  сопротивлени  перехода эмиитер - коллектор дополнительного ключа 6, что ведет к уменьшению потерь на уп-

так как в него введены за- и Јг с целью гарантиро

25

равление разр дными ключами, и, как следствие, к повышению КПД преобразовател .

5

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Преобразователь посто нного напр жени  в посто нное, содержащий

   10 входной, выходной и общий выводы дл  подключени  соответственно источника посто нного напр жени  и нагрузки, транзисторный зар дный ключ, конденсатор фильтра, включенный между вы15 ходным и общим выводами и по меньшей мере две параллельно соединенные  чейки, кажда  из которых состоит из конденсатора, транзисторного разр дного ключа, эмиттер которого сое20 динен с положительной обкладкой конденсатора , а коллектор - с выходным выводом, разр дного диода, кроме последней  чейки, катод которого соединен с отрицательной обкладкой конденсатора , а анод - с общим выводом, зар дного диода, катод которого соединен с положительной обкладкой конденсатора данной  чейки, а анод, кроме первой  чейки - с отрицательной обкладкой конденсатора предыдущей  чейки, фиксирующего диода, катод которого соединен с базой разр дного ключа, а анод - с анодом зар дного диода, и резистора, одним выводом соединенного с базой разр дного ключа , причем анод зар дного диода первой  чейки через зар дный ключ соединен с входным выводом, а отрицательна  обкладка конденсатора по40 следней  чейки соединена с общим выводом , отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД, введен дополнительный транзисторный ключ, а в каждую  чейку - дополнительный ди5 °Д причем в каждой  чейке свободный вывод указанного резистора соединен с эмиттером разр дного ключа, дополнительный диод анодом соединен с базой разр дного ключа, а катодом - с 0 коллектором дополнительного ключа, эмиттер которого соединен с общим выводом .

   30

   35

   Риг. 2