SU1758795A2 - Преобразователь посто нного напр жени в посто нное - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках вторичного электропитани . Цель изобретени  - повышение КПД и надежности преобразовател , В преобразователь введена демпферна  цепочка , состо ща  из последовательно соединенных дополнительных обмоток 17 и 18 и токоограничивающего элемента 19, конденсаторы 21 и 23 и диоды 20 и 22. Разгрузка коммутирующих транзисторов от коммутационных воздействий позвол ет повысить надежность преобразовател , а передача энергии, запасенной демпферной цепочкой в нагрузку, повышает КПД. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

,2

19

в

si

00

VJ

чэ ел

ю

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках вторичного электропитани .

Цель изобретени  - повышение КПД и надежности преобразовател .

На фиг. 1 показана схема преобразовател  посто нного напр жени  в посто нное; на фиг, 2 - диаграммы токов и напр жений в основных цеп х преобразовател ; на фиг. 3 - совмещенна  диаграмма тока и напр жени  коммутирующего транзистора преобразовател .

Преобразователь (фиг. 1) содержит входные выводы 1, 2, первый и второй коммутирующие транзисторы 3, 4, силовой трансформатор 5, первый и второй ограничивающий диоды 6, 7, выпр мительный диод 8, рекуперационный диод 9, дроссель 10, конденсатор выходного фильтра 11. Дроссель 10 имеет обмотки 12, 13 и 14. Трансформатор 5 имеет обмотки 15, 16.

Преобразователь также содержит цепь, состо щую из дополнительных обмоток 17, 18 и токоограничивающего элемента 19, диод 20, корректирующий конденсатор 21, диод 22, корректирующий конденсатор 23. Индуктивности рассе ни  первой обмотки 12 дроссел  10, первичной обмотки 15 силового трансформатора 5 и дополнительных обмоток 17, 18 соответственно дроссел  10 и силового трансформатора 5 условно показаны на фиг. 1 в виде отдельных элементов 24, 25 и 26, 27 соответственно.

Преобразователь посто нного напр жени  в посто нное по фиг. 1 работает следующим образом.

При подключении входных выводов 1, 2 преобразовател  к источнику питани , когда коммутирующие транзисторы 3, 4 заперты , начинаетс  процесс первичного зар да первого 21 и второго 23 корректирующих конденсаторов по цепи 1-21-20-24-12-25- 15-22-23-2. При этом корректирующие кон- денсаторы 21, 23 зар жаютс  до напр жени  ЕПит/2.

Коммутирующие транзисторы 3, 4 работают синхронно. При подаче на базы коммутирующих транзисторов 3, 4 положительных импульсов напр жени  начинает протекать ток в первичной цепи преобразовател  (интервал времени ti - t2 на фиг. 2), который замыкаетс  по цепи 1-3-24-12- 25-15-4-2-1. При этом во вторичной обмотке 16 силового трансформатора 5 возникает импульс напр жени , открывающий выпр мительный диод 8, и энерги  из первичной цепи преобразовател  поступает на конденсатор выходного фильтра 11 и нагрузку. Контур протекани  тока соответственно 16- 3-13-11-16. На этом же этапе работы преобразовател  ток в первой обмотке 12 дроссел  10 и в первичной обмотке 15 силового трансформатора 5 нарастает. Происход т накопление энергии в дросселе 10 и намагничивание сердечника силового трансформатора 5 в пр мом направлении. При этом первый и второй ограничивающие диоды 6, 7 и рекуперационный диод 9 заперты.

Кроме того, в момент открывани  ком0 мутирующих транзисторов 3, 4, зар женные на предыдущем этапе до напр жени  Епит/2 корректирующие конденсаторы 21, 23 начинают разр жатьс  по цепи 21-3-24-12-25- 15-4-23-18-27-29-19-21. В указанный

5 контур тока разр да первого 21 и второго 23 корректирующих конденсаторов вход т индуктивности рассе ни  24, 25 и 26, 27 первой 12 и первичной 15 обмоток дроссел  10, силового трансформатора 5 и дополнитель0 ных обмоток 17, 15 соответственно дроссел  10 и силового трансформатора 5. Это определ ет уменьшение импульсной мощности , рассеиваемой в коммутирующих транзисторах 3,4 в момент их включени  (по

5 сравнению со случаем применени  известных RCD-цепочек).

Когда импульсы напр жени  на базах коммутирующих транзисторов 3, 4 станов тс  равными нулю, коммутирующие тран0 зисторы 3, 4 начинают закрыватьс  (момент времени 12 на фиг. 2). В этот же момент времени начинает закрыватьс  выпр мительный диод 8.

Одновременно с этим начинаетс  про5 цесс зар да первого 21 и второго 23 коррек- тирующих конденсаторов по цепи 1-21-20-24-12-25-15-22-24-2. Зар д корректирующих конденсаторов 21,23 идет на интервале времени t2 - ta на фиг. 2. Бла0 годар  указанному процессу напр жени  на коммутирующих транзисторах 3, 4 нарастают замедленно, что улучшает траектории их выключени  и уменьшает импульсную мощность , рассеиваемую в коммутирующих

5 транзисторах 3, 4,

В момент времени t3 на фиг. 2 напр жени  на коммутирующих транзисторах 3, 4 и корректирующих конденсаторах 21, 23 достигают значени  Епит.

0Под действием суммарной ЭДС самоиндукции на первичной обмотке 15 силового трансформатора 5, на первой обмотке 12 дроссел  10 открываютс  первый и второй ограничивающие диоды б, 7 и начинаетс 

5 процесс рекуперации энергии, накопленной в индуктивности намагничивани  силового трансформатора 5 и индуктивности дроссел  10. При этом на второй 14 и третьей 14 обмотках дроссел  10 возникают импульсы напр жений, открывающие рекуперационный диод 9, и часть энергии, накопленной в индуктивности дроссел  10 на предыдущем этапе работы преобразовател , передаетс  на конденсатор выходного фильтра 11 и нагрузку.

Рекупераци  энергии, накопленной в индуктивности намагничивани  силового трансформатора 5, идет на интервале времени t3 - t4 (см. временные диаграммы на фиг, 2). При этом напр жение на первом и втором коммутирующих транзисторах 3, 4 фиксируетс  на уровне Епит. В момент времени t4 указанный процесс рекуперации энергии, накопленной в индуктивности намагничивани  силового трансформатора 5, прекращаетс . Передача энергии, накопленной в индуктивности дроссел  10, на конденсатор фильтра 11 и нагрузку преобразовател  продолжаетс  до момента последующего открывани  коммутирующих транзисторов - ts.

В момент времени ts вновь открываютс  первый и второй коммутирующие транзисторы 3, 4, При этом первый и второй корректирующие конденсаторы 21, 23, зар женные до напр жени  Епиг, начинают разр жатьс  по цепи 21-3-24-12-25-15-4- 23-18-27-17-26-19-21, Благодар  наличию в данной цепи индуктивностей рассе ни  24, 25 и 26, 27 соответственно первой 12 и первичной 15 обмоток дроссел  10 и силового трансформатора 5 и дополнительных обмоток 17, 18 соответственно дроссел  10 и силового трансформатора 5, уменьшена (по сравнению со случаем использовани  известных RCD-цепочек) импульсна  мощность, рассеиваема  в коммутирующих транзисторах 3, 4 в момент их включени .

На фиг. 3 представлена совмещенна  диаграмма тока з и напр жени  Уз коммутирующего транзистора 3, по сн юща  процессы при включении коммутирующего транзистора 3. Пунктиром на фиг. 3 представлена диаграмма тока з дл  случа  использовани  в прототипе известных RCD-корректирующих цепочек.

В момент времени ts рекуперационный диод 9 закрываетс  и все процессы повтор ютс .

В дросселе 10 совмещены функции пре5 образовани  напр жени  по уровню, обеспечени  гальванической разв зки и фильтрации выходного напр жени  преобразовател .

Изменением отношени  числа витков

0 второй 14 и третьей 13 обмоток дроссел  10 обеспечиваетс  перераспределение функций преобразовани  энергии первичной сети между силовым трансформатором 5 и дросселем 10.

5 Условием безразрывности тока конденсатора 11  вл етс  равенство отношени  числа витков между обмотками 12 и 14 отношению числа витков между обмотками 15 и 16. Число .витков обмотки 17 должно быть

0 равно числу витков обмотки 12, а обмотки 18 - числу витков обмотки 15.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   51. Преобразователь посто нного напр жени  в посто нное по авт. св. N; 1676029, отличающийс  тем, что. с целью повышени  КПД и надежности, в него введена цепочка, состо ща  из последователь0 но соединенных дополнительной обмотки дроссел , дополнительной обмотки силового трансформатора и токоограничивающего элемента, один вывод которой св зан через введенный первый диод с катодом первого

   5 ограничивающего диода, а через введенный первый корректирующий конденсатор - с первым входным выводом преобразовател , причем другой вывод введенной цепочки св зан через введенный второй диод с ано0 дом второго ограничивающего диода, а через введенный второй корректирующий конденсатор - с вторым входным выводом преобразовател .

   2. Преобразователь по п. 1, о т л и ч а ю5 щ и и с   тем, что в качестве токоограничивающего элемента использован резистор .
2. 4 U