SU936279A1 - Стабилизированный преобразователь посто нного напр жени в посто нное - Google Patents

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах питания аппаратуры связи, в системах заряда емкостных накопителей и др.

Известны преобразователи постоянного напряжения в постоянное, выполненные на базе автономного инвертора с трансформатором-дросселем, выпрямителем и фильтром (1).

Сднако такие преобразователи не обеспечивают работы в широком диапазоне изменения входного напряжения и сопротивления нагрузки.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь постоянного напряжения в постоянное с промежуточным преобразователем в переменный ток, выполненный также на базе автономного инвертора с трансформатором, выпрямителем и фильтром, содержащий обмотку рекуперации энергии с обратным вентилем, и блок управления. В таком преобразователе отпирание вентилей производится в зависимости от величины тока нагрузки 12].

Однако в таком преобразователе трансформатор имеет повыиенную установленную мощность, так как обмотка рекуперации должна быть рассчитана практически на полную мощность нагрузки.

Целью изобретения является упрощение и повышение КПД путем уменьшения установленной мощности трансформатора при работе в широком диапазоне изменения входного напряжения и сопротивления нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе постоянного напряжения в постоянное, выполненном на базе автономного инвертора с выпрямителем и емкостным фильтром, в котором автономный инвертор содержит силовые тиристоры, включенные между входными выводами последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора, средняя точка которой связана через коммутирующие конденсаторы с входными выводами, обратные вентили, и блок управления с задающим генератором, обратные вентили выполнены управляющими и включены между одноименными выводами противолежащих силовых тиристоров, в цепь нагрузки введен датчик тока, а в блок управления введены компаратор, задатчик опорного напряжения, делитель частоты на два и два формирова теля импульсов, причем один вход компаратора подключен к выходу датчика тока, другой к выходу задатчика опорного напряжения, вход делителя частоты подключен к выходу компаратора, выходы ко входам соот- 5 ветствующих формирователей, выходы которых связаны с управляющими переходами соответствующих обратных вентилей .

На фиг. 1 приведена структурная Ю схема преобразователя; на фиг. 2 временные диаграммы его работы.

Преобразователь содержит силовые тиристоры 1 и 2, включенные между входными выводами последовательно с 15 первичной обмоткой трансформатора-реактора 3, разделенный на две полуобмотки 4 и 5. Общая точка полуобмоток через коммутирующие конденсаторы 6 и 7 связана с входными выводами. 20 Обратные (тиристоры) вентили 8 и 9 включены между одноименными выводами тиристоров 1 и 2. Вторичная обмотка 10 трансформатора 3 через диод 11 связана с фильтровым конденсатором 25 L2 и нагрузкой 13. Последовательно в цепь нагрузки включен датчик тока (например шун г) . Блок управления содержит задающий генератор 16, выходы которого связаны с управляю- βθ щими переходами тиристоров 1 и 2. Выход датчика тока 14 подключен к одному из входов компаратора 17, к другому входу которого подключен выход задатчика опорного сигнала 18. Выход компаратора подключен ко входу делителя частоты на два 19. Выхода делителя через формирователи 20 и 21 связаны с управляющими переходами обратных вентилей 8 и 9.

При работе преобразователя в ус- ^0 тановившемся режиме (фиг. 2) в момент времени t₁ подается сигнал управления на тиристор 1 и он отпирается. Конденсатор 6 начинает разряжаться, а 7 заряжаться. Когда напря- 45 жение на обмотке 10 реактора (трансформатора) 3 становится разным напря¹жению на нагрузке 13, отпирается диод 11 (момент времени Χ<χ) . Протекание тока через тиристор 1 й полу- 5Q обмотку 4 реактора прекращается, появляется снижающийся по линейному закону ток в обмотке 10 и диоде 11. В момент времени t^, когда напряжение иа шунте 14 достигает величины 55 опорного напряжения задатчика 18, в блоке управления 15 формируется импульс управления тиристором 9. При этом появляется ток в полуобмотке 5, конденсатор 6 перезаряжаемся по контуру 6-5-9, а конденсатор 7 перезаряжается по контуру 7-5-9 .через источник питания. Заканчивается этап в момент Мд снижения до нуля тока по|Луобмотки 5. До момента подачи сигнала управления на тиристор 2 ток в обмотках реактора 3 отсутствует, а напряжение, на конденсаторах 6 и 7 неизменно. Конденсатор 12 разряжается на нагрузку 13. Далее процессы повторяются аналогично, однако ток проводят тиристоры 2 и 8. При высокой частоте сигнала управления тиристорами 1 и 2, интервал £4^5 может отсутствовать. В этом случае протекание тока через тиристор 8 продолжается до момента отпирания тиристора 2.

Таким образом, управление обратными вентилями в зависимости от величины тока нагрузки позволяет исключить обмотку рекуперации и. обеспечивает возможность регулирования напряжения в широком диапазоне при высоком КПД.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к преобразо вательной технике и может быть использовано в устройствах питани  аппаратуры св зи, в системах зар да емкостных накопителей и др. Известны преобразователи посто нного напр жени  в посто нное, выполненные на базе автономного инвертора с трансформатором-дросселем, выпр мителем и фильтром 1. Однако такие преобразователи не обеспечивают работы в широком диапазоне изменени  входного напр жени  и сопротивлени  нагрузки. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  преобразователь посто нного напр жени  в посто нное с промежуточным преобра зователем в переменный ток, выполнен ный также на базе автономного инвертора с трансформатором, выпр мителем и фильтром, содержащий обмотку рекуперации энергии с обратным веити лем, и блок управлени . В таком преобразователе отпирание вентилей производитс  в зависимости от величины тока нагрузки 12. Однако в таком преобразователе трансфориатор имеет повыиенную установленную мощность, так как обмотка рекуперации должна быть рассчитана практически на полную мощность нагрузки . Целью изобретени   вл етс  упрощение и повьваение КПД путем уменьшени  установленной мощности трансформатора при работе в широком диапазоне изменени  входного напр жени  и сопротивлени  нгирузки. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователе посто нного напр жени  в посто нное, выполненном на базе автономного инвертора с выпр мителем и емкостным фильтром, в котором автономный инвертор содержит силовые тиристоры, включенные между входными выводами последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора, средн   точка которой св зана через коммутирующие конденсаторы с входными выводами, обратные вентили, и блок управлени  с задак дш- генератором, обратные вентили выполнены управл ющими и включены между одноименньлм выводами противолежащих силовых тиристоров, в цепь нагрузки введен датчик тока, а в блок управлени  введены компаратор, задатчик опорного напр жени , делитель частоты на два и два формирювател  импул сов, причем один вход компаратора подключен к вьисоду датчика тока, другой к выходу задатчика опорного напр жени , вход делител  частоты подключен к выходу компаратора, выходы ко входам соответствующих формирователей, выходы которых св заны с управл ющими пере ходами соответствующих обратных вен тилей . На фиг. 1 ПЕ«ведена структурна  схема преобразовател ; на фиг. 2 временные диаграммы его работы. Преобразователь содержит силовые тиристору 1 и 2, включенные между входными выводами последовательно с первичной обмоткой трансформатора-реактора 3, разделенный на две полуобмотки 4 и 5. Об1ца  точка полуобмоток через KONBviyтирующие конденсаторы 6 и 7 св зана с входными выводами. Обратные (ти жсторы) вентили 8 и 9 включены ме;кду одноименными выводами тиристоров 1 и 2. Вторична  обмотка 10 трансформатора 3 через диод 11 св зана с фил-ьтровым конденсатором 12 и нагрузкой 13. Последовательно в цепь нагрузки включен датчик тока 14(например шунт). Блок управлени  15содержит задающий генератор 16, выходы которого св заны с управл ющими переходами тиристоров 1 и 2. Выход датчика тока 14 подключен к од ному из входов компаратора 17, к дру гому входу которого подключен выход задатчика опорного сигнала 18. Выход KoneiapaTopa подключен ко входу дели тел  частоты на два 19. Выходал дели тел  через форниирователи 20 и 21 св заны с управл ющими переходами обратных вентилей 8 и 9. При работе преобразовател  в установившемс  режиме (фиг. 2) в момент времени t подаетс  сигнал управлени  на тиристор 1 и он отпираетс . Конденсатор б начинает разр матьс , а 7 зар жатьс . Когда напр  жение на обмотке 10 реактора (транс форматора) 3 становитс  разным напр жению на нагрузке 13, отпираетс  ДИОД 11 (момент времени ,t(j) . Протекание тока через тиристор 1 и полу .обмотку 4 реактора прекращаетс , по  вл етс  снижающийс  по линейному закону ток в обмотке 10-и диоде 11. В момент времени t, когда напр жение на шунте 14 достигает величины опорного напр жени  задатчика 18, в блоке управлени  15 формируетс  импульс управлени  тиристором 9. При этом по вл етс  ток в полуобмотке 5 конденсатор б перезар жае с  по кон туру 6-5-9, а конденсатор 7 перезар жаетс  по контуру 7-5-9 .через источник питани . Заканчиваетс  этап момент Ьд. снижени  до нул  тока по ,луобмотки 5. До момента tj подачи сигн1ала управлени  на тиристор 2 ток в обмотках реактора 3 отсутствует, а напр жение, на конденсаторах 6 и 7 неизменно. Конденсатор 12 разр жаетс  на нагрузку 13. Далее процессы повтор ютс  аналогично, однако ток провод т тиристоры 2 и 8. При высокой частоте сигнала управлени  тиристорами 1 и 2, интервал t4t5 может отсутствовать . В этом случае протекание тока через тиристор 8 продолжаетс  до момента отпирани  тиристора 2. Таким образом, управление обратныь« вентил ми в зависимости от величины тока нагрузки позвол ет исключить обмотку рекуперации и. обеспечивает возможность регулировани  напр жени  в широком диапазоне при высоком КПД. Формула изобретени  Стабилизированный преобразовател-ь посто нного напр жени  в посто нное с промежуточным преобразованием в( пере енный ток, вьтолненный на базе автсжомного инвертора с выпр мителем и емкостным фильтром, причем автономный инвертор содержит силовые тиристоры, включенные между входньдает вывода(«и последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора , средн   точка которой св зана через коммутирующие конденсаторы с входными выводами, обратные вентили и блок управлени  с задак цим генератоЕюм , отличающийс  тем, что, с целью упрощени  и повышени  КПД путем уменьшени  установленной мощности трансформатора nf« широком диапазоне изменени  входного напр жени  и сопротивлени  нагрузки, в нем обратные вентили выполнены управл емыми и включены соответственно между катодньв-ш выводами и анодными выводами противолежащих силовых тиристоров , в цепь нагрузки введен датчик тока, а в блок управлени  - компаратор , задатчик опорного напр жени , делитель частоты на два и формирователи импульсов, причем один вход компаратора подключен к выходу датчика тока, другой - к выходу задатчика опорного напр жени , вход делител  частоты подключен к выходу компаратора , выхода - ко входам соответствующих формирователей, выходы которых св заны с управл ющими переходами соответствующих обратных вентилей . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1,За вка Японии № 50-39808, кл. Н 02 М 3/10, 1975.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 650178, кл. Н 02 М 3/35 1974.