SU1742956A1 - Двухканальный преобразователь посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитани  радиоэлектронной аппаратуры. Сущность изобретени : устройство содержит силовой ключ 1, трансформатор 3 с первичной 2 и вторичными 4 и 5 обмотками, выпр мительные диоды 6 и 8, первый индуктивно-емкостный фильтр 7, конденсатор 9 и блок 12 управлени . Введен второй индуктивно-емкостный фильтр 10. Благодар  введению второго индуктивно- емкостного фильтра преобразователь, элементами резонансного окнтура которого  вл ютс  конденсатор 9 и эквивалентна  индуктивность обмотки 5 трансформаторе) приобретает квазирезонансные свойства. Через резонансный контур протекают импульсы тока практически синусоидальной формы, что повышает надежность и снижает уровень генерируемых помех. 2 з.п,ф-лы, 2 ил. сл с о

Description

%i.Y

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитани  радиоэлектронной аппаратуры.

Известны двухканальные преобразова- тели посто нного напр жени , содержащие последовательно включенные между входными выводами силовые ключи и первичные обмотки трансформаторов, причем трансформаторы содержат две вторичные обмот- ки.

Недостатками этих преобразователей  вл етс  то, что дл  стабилизации напр жений на нагрузках каналов используютс  либо отдельные преобразовательные  чейки с цеп ми обратной св зи по напр жению, либо дополнительные импульсные стабилизаторы напр жени  в каналах, что нар ду с усложнением конструкции ухудшает массо- габаритные показатели преобразователей.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  двухка- нальный преобразователь посто нного напр жени , содержащий последовательно включенные между входными выводами си- ловой ключ и первую обмотку трансформатора , первую вторичную обмотку, котора  через первый выпр мительный диод и первый индуктивно-емкостный фильтр образует первый канал, соединенный с первой цепью нагрузки, вторую вторичную обмотку , св занную с последовательно соединен- ными вторым выпр мительным диодом, конденсатором и второй цепью нагрузки, блок управлени , реализующий широтно- импульсное и частотно-импульсное управление силовым ключом.

Недостатками данного технического решени   вл ютс  высокий уровень генерируемых высокочастотных помех и низка  надежность. Это обусловлено тем, что силовой ключ осуществл ет коммутацию индуктивной нагрузки при пр моугольной форме тока, что вызывает широкий спектр генерируемых электромагнитных помех и большие импульсные перегрузки силового ключа. Эти недостатки усиливаютс  по мере возрастани  частоты коммутации преобразовател .

Целью изобретени   вл етс  повыше- ние надежности и уменьшение уровн  генерируемых помех.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в двухканальный преобразователь посто нного напр жени , содержащий последова- тельно включенные между входными выводами силовой ключ и первичную обмотку трансформатора, первую вторичную обмотку, котора  через первый выпр мительный диод и первый индуктивно-емкостной фильтр образуют первый канал, соединенный с первой цепью нагрузки, вторую вторичную обмотку, св занную с последова- тельно соединенными вторым выпр мительным диодом, конденсатором и второй цепью нагрузки, блок управлени , реализующий широтно-импульсное и частотно-импульсное управление силовым ключом, введен второй индуктивно-емкостный фильтр, вход которого подключен к конденсатору , а выход - к второй цепи нагрузки, причем второй выпр мительный диод может быть св зан с конденсатором через дополнительный дроссель либо непосредственно .

На фиг. 1 показана принципиальна  схема двухканального преобразовател  посто нного напр жени ; на фиг. 2 -диаграммы токов и напр жений, по сн ющие его работу.

Двухканальныи преобразователь посто нного напр жени  (фиг. 1) содержит последовательно включенные между входными выводами силовой ключ 1 и первичную обмотку 2 трансформатора 3, первую вторичную обмотку 4, котора  через первый выпр мительный диод 6 и первый индуктивно-емкостный фильтр 7 образуют первый канал, соединенный с первой цепью нагрузки Яиь вторую вторичную обмотку 5, св занную с последовательно соединенными вторым выпр мительным диодом 8, конденсатором 9 и второй цепью нагрузки RH2. причем к конденсатору 9 подключен вход второго индуктивно-емкостного фильтра 10, выход которого соединен с второй цепью нагрузки Яна- Индуктивность рассе ни  второй вторичной обмотки 5 трансформатора 3 показана в виде отдельного элемента 11 схемы. Кроме того, двухканальный преобразователь посто нного напр жени  содержит блок 12 управлени  силовым ключом 1, в состав которого вход т усилители 13 и 14 сигналов рассогласовани , управл емый напр жением с выхода усилител  14 сигнула рассогласовани  генератор 15 пилообразного напр жени  и ши- ротно-импульсный модул тор 16 импульсов. На первый входы усилителей 13 и 14 сигнала рассогласовани  подаютс  напр жени  с первой и второй цепей нагрузки RHI и Вн2 соответственно. На вторые входы этих усилителей подаютс  напр жени  опорного сигнала Uon.1 и Uon.2 соответственно,

Блок 12 управлени  силовым ключом 1 в зависимости от с личины сигь; ла рассогласовани  напр жени  в первой цепи нагрузки RHI с напр жением опорного сигнала Don 1 регулирует длительность замкнутого состо ни  силового ключа 1, а в зависимости от величины сигнала рассогласовани  напр жени  во второй цепи нагрузки RH2 с напр жением опорного .сигнала Uon.2 регулирует период коммутации силового ключа 1.

Цепи рекуперации энергии, накапливаемой в индуктивности намагничивани  трансформатора 3 и цепи фиксации напр жени  на силовом ключе 1 не показаны.

Дл  повышени  КПД путем уменьшени  амплитуды импульсов тока через элементы преобразовател  второй выпр мительный диод 8 св зан с конденсатором 9 через дополнительный дроссель 17.

Двухканальный преобразователь посто нного напр жени  работает следующим образом.

На интервале замкнутого состо ни  силового ключа 1 ( на фиг. 2) энерги  от источника питающего напр жени  Е0 через первую вторичную обмотку 4 трансформатора 3, открытый первый выпр мительный диод 6 и первый индуктивно-емкостный фильтр 7 поступает в первую цепь нагрузки. RHI- Кроме того, начина  с момента времени ti энерги  от источника питающего напр жени  Ео через вторую вторичную обмотку 5 трансформатора 3, индуктивность рассе ни  этой обмотки 11, второй выпр мительный диод 8 поступает на конденсатор 9. Благодар  резонансным свойствам колебательного контура, в состав которого входит индуктивность рассе ни  11 и емкость конденсатора 9, и наличию второго индуктивно-емкостного фильтра 10, конденсатор 9 зар жаетс  до напр жени , существенно превышающего номинальное выходное напр жение (диаграмма Ug, фиг. 2). При этом на интервале времени t-|-t2 через конденсатор 9. второй выпр мительный диод 8, индуктивность рассе ни  11. вторую вторичную обмотку 5 трансформатора 3 протекает полуволна тока практически синусоидальной формы (диаграммы Is, In, Is, фиг. 2). Амплитуда этого тока определ етс  характеристическим импедансом резонансного контура ZK:

уТЛГ Сд

, а длительность периодом его разонансной частоты Тк 2п VL.H Сэ .

В момент времени t2 второй выпр мительный диод 8 закрываетс  и начинаетс  разр д конденсатора 9 через второй индуктивно-емкостный фильтр 10 на вторую цепь нагрузки Рн2

В момент времени м разр д и последующий перезар д конденсатора 9 энергией

0

второго индуктивно-емкостого фильтра 10 завершаетс  и напр жение на нем становитс  равным нулю.

В момент времени тз силовой ключ 1

размыкаетс  и часть энергии, накопленной в дросселе фильтра 7, рекуперирует в первую цепь нагрузки Нщ. Этот процесс длитс  интервал времени т.з-т.5. В момент времени ts на силовой ключ 1 с блока 12 управлени 

приходит следующий управл ющий импульс и все процессы в преобразователе повтор ютс .

Блок 12 управлени  путем изменени  интервалов времени замкнутого состо ни 

5 силового ключа 1 регулирует напр жение в первой цепи нагрузки RHI, а путем изменени  периода коммутации силового ключа 1 регулирует напр жение во второй цепи нагрузки RH2Изобретение позвол ет повысить надежность за счет того, что импульсы тока силового ключа 1 преобразовател  представл ют собой сумму импульсов пр моугольной формы, обусловленных мощностью передаваемой в первую цепь нагрузки RH-I, и импульсов практически синусоидальной формы, обусловленных мощностью, передаваемой во вторую цепь нагрузки Rn20 При этом обеспечиваетс  уменьшение импульсных перегрузок силового ключа 1 и второго выпр мительного диода 8 при коммутаци х .

Кроме того, протекание через втиру

5 вторичную обмотку 5 трансформатора 3 второй выпр мительный диод 8 и конденсатор 9 импульсов токэ практически синусоидальной формы существенно сокращает спектр и снижает уровень генерируемых

Claims (3)

1. 0 преобразователем высокочастотных помех. Формула изобретени  1. Двухканальный преобразователь посто нного напр жени , содержащий последовательно включенные между входными

   5 выводами силовой ключ и первичную обмотку трансформатора, первую вторичную обмотку, котора  через первый выпр мительный диод и первый индуктивно-емкост- но и фильтр, образуют первый канал.

   0 соединенный первой цепью нагрузки, вторую вторичную обмотку, св занную с последовательно соединенными вторым выпр мительным диодом, конденсатором и второй цепью нагрузки, блок управлени  ре5 ализующий широтно-импульсное и частотно-импульсное управление силовым ключом, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности и уменьшени  уровн  генерируемых помех, в него введен второй индуктивно-емкостной фильтр, вход

   которого подключен к конденсатору, а выход - к второй цепи нагрузки.
2. 2. Преобразователь по п. 1, от л и ч а годиод св зан с конденсатором через дополнительный дроссель.
3. 3. Преобразователь по п. отличающийс  тем, что второй выпр мительный

   щ и и с   тем, что второй выпр мительный 5 диод св зан с конденсатором непосредственно.

   диод св зан с конденсатором через дополнительный дроссель.

   3. Преобразователь по п. отличающийс  тем, что второй выпр мительный

   U упп 1