SU1628191A1 - Двухтактный конвертор - Google Patents

Abstract

Изобретение относилс  к ишт -льс- ной технике и может быть испсльзовано в ключевых генераторах и усилител х среднего и большего уровней мощности ь Цель изобретени  - повышение надежности работы и КПД - достигаетс  путем уменьшени  коммутационных потерь при послекоммутационных процессах . Двухтактный конвертор содержит ключи 1 и 2, диоды 3, 4, 5 и 6, дроссель 7, шины 8, 9 источника питани  Вв.-цение второй обмот.си дрос- ссгл 7 и порогового устройства 13 позвол ет рекуперировать сквозные токи в источник питани  и за счет этсто повысить надежность паботы и КПД. 1 ил о

Description

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в ключевых генераторах и усилителях среднего и большого уровней $ мощности.

Цель изобретения - повышение надежности работы и КПД за счет уменьшения коммутационных потерь при по-’ слекоммутационных процессах. ю

На чертеже приведена электрическая принципиальная схема устройства.

Двухтактный конвертор содержит первый 1 и второй 2 ключи, первый 3, второй 4, третий 5 и четвертый 6 диоды 15 и дроссель 7, первая обмотка которого подключена между выходом первого 1 и входом второго 2 ключей, вход первого ключа 1 соединен с первой шиной 8 пи тания и первыми электродами диодов 20 3 и 4, второй электрод первого диода 3 подключен к выходу первого ключа 1, вход второго ключа 2 соединен с первым электродом третьего диода 5, второй электрод которого подключен к 25 второму электроду четвертого диода 6, выходу второго ключа 2 и второй шине 9 питания, управляющие входы ключей 1 и 2 соединены с соответствующими входным! шинами 10 и 11, а средняя точка первой обмотки дросселя 7 подключена к выходной шине 12, вторая обмотка дросселя 7 и пороговое устройство 13, шунтирующее первую обмотку дросселя, причем первый и второй выводы второй обмотки дросселя 7 соединены с вторым выводом второго диода 4' и первым выводом четвертого диода 6, параметры порогового устройства связаны с параметрами дросселя соотношением и_пор= K(W₄/W₂hE, (1) где UqQp- напряжение на выходах порогового устройства, находящегося во включенном состоянии;

W<, - число витков первой и второй обмотки дросселя 7;

Е - напряжение источника питания;

К - коэффициент, ₍θ

К > 1.

Двухтактный конвертор работает следующим образом.

Формирователь входных импульсов формирует на входных шинах 10 и 11 $$ две противофазные импульсные последовательности (меандр), которые поступают на входы ключей 1 и 2, чем обеспечивается их поочередное вклю чение и выключение. При этом поток энергии замыкается от шин 8 и 9 источника питания через ключи 1 либо 2 на выходную шину 12, что соответст вует формированию на выходной шине 12 устройства импульсного напряжения положительной либо отрицательной полярности .

При переключении ключей 1 и 2 на время задержки выключения через первую обмотку дросселя 7 протекает сквозной ток транзистор - транзистор, величина которого достигает максимального значения После окончания процесса переключения, на второй обмотке дросселя 7 наводится ЭДС, равная напряжению питания Е, что приводит к протеканию тока в источник питания, чем обеспечивается рекуперау ция энергии сквозного тока, запасенной в обмотке дросселя 7. В течение времени рекуперации в первой обмотке дросселя 7 наводится ЭДС, причем параметры порогового устройства связаны с параметрами дросселя 7 соотношением (1).

I

В предложенном техническом устройстве накопления во время протекания сквозного тока энергия индуктивности намагничивания*L _мам дросселя 7 с помощью второй обмотки и диодов 4 и 6 возвращается в источник питания, а в пороговом устройстве 13, которое ограничивает максимальный выброс напряжения на закрытых ключах 1 и 2, рассеивается не вся энергия дросселя 7, а лишь энергия, запасенная индуктивности рассеяния дросселя 7, т.е. та энергия, которую достаточно сложно возвратить в источник питания, так как она не передается через вторую обмотку дросселя. Однако Lq значительно меньше L_HaM, поэтому доля бесполезно затрачиваемой энергии также значительно меньше рекуперируемой. Выполнение условия (1) позволяет разделить' процессы рекуперации энергии, запасенной в и поглощения энергии, запасенной в L_s. И только при выполнении условия (1) возможна рекуперация энергии дросселя в источник питания, причем рекуперирует максимально возможная часть запасенной в дросселе энергии, что приводит к уменьшению мощности потерь и повышению надежности работы устройства.

Запасенная в индуктивности намагничивания дросселя 7 энергия рекуперирует в источник питания, энергия, запасенная в индуктивности рассеяния Lg, поглощается пороговым устройством 13, а выбросы напряжения на закрытых ключах 1 и 2 ограничиваются величиной U_nOp_u

При применении предложенного уст- , ройства устраняется не только сквозной ток транзистор - транзистор, но и сквозной ток транзистор - диод, снижаются потери мощности на управляемых ключах вследствие рекуперации в ис- , точник питания энергии сквозного тока, запасенной в дросселе, обеспечивается высокий КПД, так как рекуперация энергии происходит без дополнительных потерь мощности в демпфирую- \ щей цепи, а также расширяется частотный диапазон работы, поскольку рекуперация энергии дросселя приводит к повышению частоты, при которой начинает проявляться эффект накопления ; тока в дросселе,, катод первого диода подключен к второму выводу первого ключа, первый вывод второго ключа соединен с анодом третьего диода, катод которого подключен к катоду четвертого диода, второму выводу второго ключа и к второму выводу второго ключа и к второй шине питания, управляющие входы первого и второго ключей соединены с соответствующими входными шинами, а средняя точка первой обмотки дросселя подключена к выходной шине, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и повышения КПД за счет уменьшения мощности потерь при послекоммутационньгх процессах, в него введены вторая обмотка дросселя и пороговое устройство, шунтирующее первую обмотку дросселя, причем первый и второй выводы второй обмотки дросселя соединены соответственно с анодом второго диода и катодом четвертого диода, параметры порогового устройства связаны с параметрами дросселя соотношением

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Двухтактный конвертор, содержащий первый, второй ключи, первь.й, второй, третий, четвертый диоды м дроссель, перва  обмотка которого подключена между первым и вторым выводами соответственно второго и первого ключей, первый вывод первого ключа соединен с первой шиной питани и анодами первого и второго диодов,

   U

   K(W(/W2)E,

   где U

   0

   1

   пос

   W,

   5

   напр жение на выходе порогового устройства, наход щегос  во включенном состо нии;

   число витков, соо 1  етствен- но первой и второй обмотки дроссел ;

   напр жение источник, питани ; коэффициент, К 1 о