SU884054A1 - Преобразователь посто нного напр жени в посто нное - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано при разработке вторичных источников, питающихс  от .сети посто нного тока.

Известны преобразователи посто нного напр жени  в посто нное, состо щие из двух однотактных конверторов разной пол рности , соединенные общей точкой и подключенные к общему источнику питани  и общей нагрузке 1.

Недостатком таких устройств  вл етс  неравномерное деление входных и выходных напр жений между конверторами, а также повыщенные динамические потери в транзисторах из-за инерционности обратных диодов.

Известны также однотактные преобразователи посто нного напр жени , в которых дл  уменьщени  динамических потерь мощности последовательно с силовым транзистором включена первична  обмотка токоограничительного дроссел , обмотка рекуперации которого через разв зывающий диод св зана с источником питани  2.

Недостатком таких устройств  вл етс  повышенна  расчетна  мощность силового транзистора и разв зывающего диода.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  преобразователь, содержащий два однотактных конвертора разной пол рности, каждый из которых состоит из Д1С-фильтра и транзисторного ключа, вход которого подключен к выходу широтно-импульсного модул тора и источника управл ющего сигнала 3.

Недостатком таких устройств  вл ютс 

10 повыщенные потери мощности в транзисторах из-за межвитковых емкостей дроссел  и из-за инерционности обратных диодов.

Целью изобретени   вл етс  повыщение КПД.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в

15 преобразователь посто нного напр жени  . в посто нное, состо щий из двух однотактных конверторов разной пол рности, каждый из которых содержит транзисторный ключ и DLC-фильтр, вспомогательного ис20 точника питани , щиротно-импульсного модул тора и источника управл ющего сигнала , дополнительно введен трехобмоточный дроссель, две обмотки которого включены

последовательно с соответствующими транзисторными ключами, а одна через разв зывающий диод - к выходу вспомогательного источника питани , кроме того,сглаживающие Дроссели конверторов снабжены дополнительными обмотками, замкнутыми между собой через резистор.

На чертеже представлена принципиальна  схема преобразовател  посто нного напр жени .

Преобразователь состоит из двух однотактных конверторов разной пол рности, содержащих конденсаторы входных фильтров I и 2, токоограничительный дроссель 3 с обмотками 4-6, транзисторные ключи 7 и 8, обратные диоды 9 и 10, дроссели фильтров 11 и 12 с первичными 13 и 14 и вторичными 15 и 16 обмотками, ограничительный резистор 17, конденсаторы выходных фильтров 18 и 19, нагрузочный резистор 20, вспомогательный источник питани  21, разв зывающий диод 22, широтно-импульсный модул тор 23 и источник управл ющего сигнала 24.

Входные зажимы конверторов, св занные с конденсаторами входных фильтров 1 и 2, подключены через обмотки 4 и 5 токоограничительного дроссел  3 к транзисторным ключам 7 и 8, которые нагружены через соответствующие DLC-фильтры 9-13-19 и 10-14-18 на общий резистор нагрузки 20. Обмотки 13 и 14 дросселей 15 и 16 соответственно замкнуты между собой через резистор 17. Обмотка рекуперации 6 дроссел  3 через разв зывающий диод 22 подключена к выходу вспомогательного источника питдни  21, св занного с широтно-импульсным модул тором 23. Последний своими выходами соединен с базовыми цеп ми транзисторных ключей 7 и 8, а входом - с источНИКОМ управл ющего сигнала 24.

Преобразователь работает следующим образом.

Широтно-импульсный модул тор 23 по сигналу управл ющего источника 24 вырабатывает управл ющие импульсы, поступающие синхронно и синфазно на базовые цепи транзисторных ключей 7 и 8. Наличие дополнительных, замкнутых между собой обмоток 15 и 16, на магнитопроводах дросселей 11 и 12 обеспечивает выравнивание напр жений на вход ых 1 и 2 и выходных 18 и 19 конденсаторах конверторов. Так, при равенстве витков обмоток 15 и 16 нетрудно убедитьс , что за врем  закрытого состо ни  ключей 7 и 8 напр жени  на конденсаторах 18 и 19 стрем тс  установитьс  пропорционально виткам обмоток 15 и 16 дросселей.

При открытых транзисторах 7 и 8 происходитвыравнивание напр жений на входных конденсатора.X 1 и 2, при равенстве витков обмоток 15 и 16 выравнивание напр жений осуществл етс  с достаточной точностью .

При этих услови х в установивщемс  режиме работы по ограничительному низкоомному резистору 17 ток не протекает и потери мощности в нем отсутствуют. Включение этого резистора продиктовано необходимостью ограничени  уравнительных токов (а, следовательно, и токов ключей) при запуске преобразовате 1 , а также при неодновременности моментов включени  или выключени  ключей 7 и 8.

Токоограничительный дроссель 3 служит дл  уменьшени  динамических потерь в ключах 7 и 8. При соответствующем выборе индуктивности Дроссел  3 процесс возрастани  тока ключей до момента восстановлени  обратного сопротивлени  диодов 9 и 10 происходит при малом напр жении коллектор-эмиттер транзисторов, что и определ ет практическое отсутствие потерь в них. Возврат запасенной в дросселе 3 энергии есуществл етс  с помощью обмотки рекуперации 6, соединенной через диод 22 к выходу вспомогательного источника питани  21.

По сравнению с известным преобразователем в предлагаемом устройстве (фиг. 1) дроссели 11 и 12 выполнены на разных магнитопроводах , охваченных дополнительными обмотками 14 и 16, соединенными меЖДу собой через ограничивающий резистор 17. Такое исполнение дроссельного узла позвол ет обеспечить равномерное деление входных и выходных напр жений преобразователей и одновременно исключить перегрузки транзисторных ключей, неизбежно возникающие в известной схеме при запуске преобразовател  и неодновременности открыти  и закрыти  ключей (перегрузка одного ключа наступает .вс кий раз, когда к обмоткам дроссел  прикладываютс  неодинаковые напр жени ). Дл  исключени  указанных перегрузок в известной схеме потребуетс  вводить токоограничивающие резисторы в цепь каждого транзисторного ключа, что приведет к снижению КПД преобразовател  в установившемс  режиме.

Предлагаемое исполнение дроссельного узла в преобразователе позвол ет, кроме того , исключить вли ние межвитковых емкостей , особенно значительных дл  известной схемы, при намотке дроссел  в два провода. Така  технологи  чаще всего примен етс  при изготовлении двухобмоточных дросселей . Наличие межвитковых емкостей в двухобмоточном дросселе дл  известной схе.мы приводит к Дополнительным потер м мощности в транзисторных ключах.

В отличие от известной схемы в предлагаемом устройстве токоограничивающий дроссель 3 выполнен трехобмоточным, при этом рекуперационна  обмотка подключена не ко входу преобразовател , а к выходу вспомогательного источника питани .

Таким образом, данный преобразователь имеет повышенный КПД по сравнению с известными.

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР № 384177. кл. Н 02 М 3/14, 1973.

2.Мащуков Е. В. Уменьщение дннамнческих потерь в транзисторных импульсных усилител х мощности. - В кн. «ЭТВа. Под ред. Ю. И. Конева. Вып. 2. М.. «Советское радио, 1971.

3.Устройства вторичных нсточннков электропитани  РЭА. М., МДНТП, 1976, с. 118.