SU936316A1 - Преобразователь напр жени - Google Patents

Преобразователь напр жени Download PDF

Info

Publication number
SU936316A1
SU936316A1 SU803003338A SU3003338A SU936316A1 SU 936316 A1 SU936316 A1 SU 936316A1 SU 803003338 A SU803003338 A SU 803003338A SU 3003338 A SU3003338 A SU 3003338A SU 936316 A1 SU936316 A1 SU 936316A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
diode
reactor
current
power
capacitor
Prior art date
Application number
SU803003338A
Other languages
English (en)
Inventor
Борис Александрович Глебов
Original Assignee
Московский Ордена Ленина Энергетический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский Ордена Ленина Энергетический Институт filed Critical Московский Ордена Ленина Энергетический Институт
Priority to SU803003338A priority Critical patent/SU936316A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU936316A1 publication Critical patent/SU936316A1/ru

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

(5+) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

Claims (2)

  1. Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к бесконтактным системам преобразовани  электрическо энергии. Известен преобразователь напр жени , содержащий силовой ключ и нагру ку индуктивного характера с цепью ограничени  напр жени  на силовом ключе при его запирании l Недостаток известного устройства заключаетс  в значительных потер х энергии при отпирании из-за протекани  обратного тока через коммутирующий диод и при запирании из-за быстрого нарастани  напр жени  на запирающемс  силовом управл емом ключе, вызванного индуктивным харак;тером нагрузки. Наиболее близким по технической сущности  вл етс  преобразователь на пр жени , содержащий силовой управл емый ключ, нагрузку, магнитный реактор и диод, в котором нагрузка, соединенна  первым выводом с первым зажимом источника питани , вторым выводом соединена с первым электродом выходной цепи силового управл емого ключа через первичную обмотку магнитного реактора, второй электрод выходной цепи силового управл емого ключа соединен со вторым зажимом источника питани , а вторична  обмотка магнитного реактора и диод соединены последовательно 2j. Недостатком известного устройства  вл етс  возникновение;значительных коммутационных потерь энергии при запирании силового управл емого ключа из-за скачкообразного нарастани  напр жени  на запирающемс  силовом управл емом ключе, обусловленного индуктивным характером нагрузки последовательное выходной цепью этого ключа. Цель изобретени  - повышение КПД и надежности путем улучшени  траектории переключени . 39 Поставленна  цель достигаетс  тем, что преобразователь напр жени , содержащий силовой управл емый ключ, нагрузку, магнитный реактор и диод, в котором нагрузка, соединенна  первым выводом с первым зажимом источни ка питани , вторым выводом подключена к первому электроду выходной цепи силового управл емого ключа через первичную обмотку магнитного реактора , второй электрод выходной цепи силового управл емого ключа соединен со вторым зажимом источника питани , а вторична  обмотка магнитного реактора и диод соединены последовательно , дополнительно введен конденсатор указанный конденсатор через первичну обмотку магнитного, реактора подключе паралелльно выходной цепи силового управл емого ключа, а цепь из соединенных последовательно вторичной обмотки магнитного реактора и диода включена параллельно конденсатору. В первом варианте устройства нагрузка выполнена в виде последовательной RL-цепи, шунтированной коммутирующий диодом. Во втором варианте устройства на груйка выполнена в виде первичной обмотки трансформатора, у которого вторична  обмотка через выпр митель подключена параллельной RC-цепи, а вторична  обмотка магнитного реактора выполнена в виде двух секций, причем число витков первой секции выбрано равным числу витков первичной обмотки магнитного реактора, а втора  секци  и соединенный с ней последовательно диод шунтированы дополнительным диодом. На фиг. 1 представлен преобразова тель напр жени , первый на фиг. 2 - то же, второй вариант. Схемы содержат первый и второй за жимы источника питани  1 и 2,. нагрузку 3, силовой управл емый ключ k, магнитный реактор 5 с первичной 6 и вто ричной 7 обмотками, диод 8 конденсатор 9. В схеме на фиг. 1 нагрузка 3 содержит последовательную RL-цепь 10-1 шунтированную коммутирующим диодом 12 В схеме на фиг. 2 нагрузка 3 содержит трансформатор 13 с обмотками k и 15, выпр митель 16 и параллельную RC-цепь 17, а вторична  обмотка 7 магнитного реактора 5 выполнена в виде двух секций, причем цепь из со- единенных последовательно второй секции обмотки 7 и диода 8 шунтирована дополнительным диодом 18. В схемах на фиг. 1 и 2 с первым и вторым зажимами 1 и 2- источника питани  соединены соответственно первый вывод нагрузки 3 и второй электрод выходной цепи силового управл емого ключа . В магнитном реакторе 5 первична  обмотка 6 первым выводом (началом) соединена со вторым выводом нагрузки 3, а концом - с первым электродом выходной цепи силового управл емого ключа k. Вторична  обмотка 7 магнитного реактора 5 концом соединена с началом первичной обмотки 6, а началом через диод 8 со вторым зажимом 2 источника питани . Цепь из соединенных последовательно вторичной обмотки 7 и диода 8 шунтирована конденсатором 9. В схеме на фиг. 1 между первым зажимом 1 источника питани  и началом первичной обмотки 6 магнитного реактора 5 включены последовательна  RL-цепь 10 и 11 и коммутирующий диод 12, соединенные параллельно и образующие в совокупности нагрузку 3. В схеме на фиг. 2 трансформатор 13, первична  обмотка 1 которого включена между первым зажимом 1 источника питани  и началом первичной обмотки 6 магнитного реактора 5, а вторична  обмотка 15 через выпр митель 16 подключена к параллельной RC-цепи 17, образует нагрузку 3 преобразовател . Вторична  обмотка 7 магнитного реактора 5 выполнена в виде двух секций, из которых перва , конец которой соединен с началом первичной обмотки 6 магнитного реактора 5, выполнена с числом витков, равным числу витков первичной обмотки 6, а цепь из соединенных последовательно второй секции вторичной обмотки 7 и диода 8 шунтирована дополнительным диодом 18. Принцип действи  предлагаемого устройства в своей основе одинаков дл  схем на фиг. 1 и 2, и поэтому он рассматриваетс  на примере схемы, представленной на фиг. 1. При непров&д шем состо нии силового управл емого ключа k ток последовательной RL-цепи 10-11 замыкаетс  через коммутирующий диод 12. При переходе силового управл емого ключа 4 в провод щее состо ние потенциал на конце первичной обмотки 6 понижаетс  практически до нул , и К первичной обмотке 6 прикладываетс  напр жение питани . Ток силового управл емого ключа,  вл ющийс  одновременно током первичной обмотки 6 магнитного реактора 5, начинает нарастать по линейному закону, а скорость роста тока определ етс  индуктивностью обмотки 6 и величиной напр жени  питани  Е. По мере роста тока силового ключа 4 уменьшаетс  ток через коммутирующи диод 12. Пока последний остаетс  в состо нии высокой проводимости, не измен етс  потенциал на начале первичной обмотки 6, т.е. напр жение на конденсаторе 9 остаетс  неизменным . Когда в процессе нарастани  ток силового управл емого ключа достигает значени  тока дроссел  последовательной RU-мепи 10-11, измен етс направление тока через коммутирующий диод 12.Через промежуток времени после перемены направлени  тока в ди оде 12, определ емый инерционностью этого диода, восстанавливаютс  вентильные свойства диода, т.е. он переходит в состо ние низкой проводимости . С этого момента начинаетс  разр д конденсатора 9 через первичную обмотку 6 магнитного реактора 5. За врем  работы коммутирующего диода 12 в состо нии высокой проводимости и за врем  разр да конденсатора 9 через обмотку 6 и силовой ключ в магнитном реакторе накапливаетс  энерги . Энерги , ранее накоп ленна  в конденсаторе Э передаетс  в реактор 5. Когда напр жение на конденсаторе 9 падает за счет энергии, переданной в реактор, на его обмотках возникает ЭДС электромагнитной индукции и диод ранее запертый напр жением на конден саторе 9 и на вторичной обмотке 7 магнитного реактора 5, переходит в состо ние высокой проводимости. С мо мента отпирани  диода 8 прекращаетс  накопление энергии в магнитном реакторе . Наоборот накопленна  энерги  начинает выдел тьс  в диоде 8 и в выходной цепи силового управл емого ключа k, работающего в состо нии высокой проводимости. Однако процесс отдачи энергии происходит многократн медленнее, чем процесс ее накоплени  в магнитном реакторе из-за незначительности падени  напр жени  на диоде 8 и силовом управл емом ключе k В сравнении с напр жением питани  Е, до которого зар жаетс  конденсатор -9 во врем  работы силового управл емого ключа 4 в режиме низкой проводимости. Поэтому к моменту перехода силового управл емого ключа k из состо ни  высокой проводимости в состо ние низкой проводимости (в процессе такого перехода начинает уменьшатьс  ток силового управл емого ключа 4) энерги  в реакторе оказываетс  практически нерастраченной, что выражаетс  в сохранении м.д.с. в сердечнике реактора . Тогда уменьшение тока через первичную обмотку 6 реактора 5 вызывает по вление тока (нарастающего по величине ) во вторичной обмотке 7, и этим током, а также током нагрузки 3 конденсатор 9 зар жаетс . Ограниченность тока обмотки 7 и тока нагрузки 3, зар жающих конденсатор 9, означает, что напр жение на нем нарастает плавно. Соответственно плавно нарастает напр жение на силовом управл емом ключе 4, так как UK Uoti + () , где Uj и и ц - напр жени  на конденсаторе 9 и силовом управл емом ключе А соответственно. .Постепенность нарастани  напр жени  на силовом управл емом ключе 4 обусловливаетс  незначительные коммутационные потери во врем  процесса запирани , когда происходит снижение тока через ключ. Это же приводит к уменьшению веро тности вторичного пробо , т.е. к повышению надежности функционировани  устройства. Когда конденсатор 9 зар жаетс  до напр жени  питани  Е, отпираетс  коммутирующий диод 12. С этого момента энерги , накопленна  в магнитном реакторе 5, частично переданна  в конденсатор 9 во врем  его зар да, возвращаетс  в источник питани . При этом ток протекает по последовательной цепи, образованной, диодом 8, вторичной обмоткой 7 магнитного реактора 5 и коммутирующим диодом 12, Работа устройства, изображенного на фиг. 2, происходит аналогично. Отличие состоит в том, что при нарастании тока первичной обмотки 6 магнитного реактора,  вл ющегос  одновременно током силового управл емого ключа 4, а также током первичной обмотки И трансформатора 13, сначала уменьшаетс , а затем измен ет направление ток через выпр митель 16. При этом ток силового управл емого ключа нарастает плавно и остаетс  во врем  ограниченным из-за действи  индук тивности первичной обмотки 6 магнит ного реактора 5. Этим обуславливаютс  малые коммутационные потери в силовом ключе k и выпр мителе 16 за врем  восстановлени  вентильных свойств диодов выпр митель 16. После восстановлени  вентильных свойств диодов выпр мител  16 начинаетс  процесс разр да конденсатора 9 и накопленна  в нем энерги  передаетс  в реактор 5. Процессы при запирании силового управл емого ключа k происход т аналогично с той разницей, что зар д конденсатора 9 происходит до напр жени  (Е + 14 напр жение на первичной обмотке 1 трансформатора 13. После окончани  зар да конденсатора 9 начинаетс  протекание тока по последовательной цепи, образованной диодом 8, вторичной обмоткой 7 магнитного реактора 5 и обмоткой 1 трансформатора 13. При этом энерги , накопленна  в реакторе и частично переданна  в конденсатор 9 при его зар де, возвращаетс gS источник питани - и, кроме того, через трансформатор 13 передаетс  на его вторичную сторону. Подъем напр жени  U| на силовом управл емом ключе k при его запирании от начального нулевого значени  обусловлен тем, что между вторичной обмоткой магнитного реактора и его первичной обмоткой имеетс  магнитна  - 1 111/1 Wf, св зь, из-за которой U . и,( i + - WT где и - мгновенное значение напр же ни  на конденсаторе 9 в процессе его зар да. Записанное соотношение справедливо только при 100% магнитной св зи между обмотками 6 и 7 магнитно го реактора 5- Между тем, с точки зр ни  уменьшени  напр жени  на заперто ключе и уменьшени  рассе ни  энергии переданной в реактор из конденсатора в диоде 8 и силовом управл емом кличе k во врем  их провод щего состо н желательно, чтобы ( ) 1, При т ком соотношении между числами витков магнитна  св зь между первичной и вторичной обмотками магнитного реактора 5 ухудшаетс , что может стать причиной по влени  коротких всплесков .напр жени  при переключении тока из первичной обмотки во вторичную при запирании силового управл емого ключа k. Чтобы избежать зтого целесообразно выполнить вторичную обмотку 7 в виде двух секций, соединенных последовательно- согласно, причем число витков первой секции выбрать равным числу витков первичной обмотки 6, а цепь из соединенных последовательно второй секции вторичной обмотки 7 и диода 8 шунтировать дополнительным диодом 18. Через него и первую секцию вторичной обмотки 7 замыкаетс  ток зар да конденсатора 9, трансформируемый (переключаемый) из первичной обмотки 6 во вторичную 7 в начале процесса зар да конденсатора 9, пока не нарастает ток во вторичной секции вторичной обмотки, имеющей большее число витков и обладающей поэтому индуктивностью рассе ни . После нарастани  этого тока дополнительный диод 18 запираетс , а ток, трансформируемый в обмотку 7, протекает через обе ее секции и диод 8. Уменьшение потерь энергии в сравнении с известным преобразователем, обусловлено тем, что в предложенном устройстве сочетаетс  ограниченность тока силового ключа при его отпирании с ограниченностью скорости нарастани  напр жени  на силовом управл емом ключе при его запирании. Кроме того, повышаетс  надежность за счет уменьшени  веро тности вторичного пробо  в силовом управл емом ключе. Формула изобретени  1. Преобразователь напр жени , содержащий силовой управл емый ключ, нагрузку, магнитный реактор и диод, в котором нагрузка, соединенна  первым выводом с первым зажимом источника питани , вторым выводом подключена к первому электроду выходной цепи силового управл емого ключа через первичную обмотку магнитного реактора, второй электрод выходной цепи силового управл емого .ключа соединен с вторым зажимом источника питани , а вторична  обмотка магнитного реактора и диод соединены последовательно, отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД v надежности путем улучшени  траектории переключени  силового управл емого ключа в преобразователь дополнительно введен конденсатор, указанный конденсатор через первичную обмотку магнитного реактора подключен параллельно выходной цепи силового управл емого ключа, а цепь из соединенных последовательно вторичной обмотки магнитного реактора и диода включена параллельно конденсатору, 2. Устройство по п. I, отличающеес  тем, что вторична  обмотка магнитного реактора выполнена в виде двух секций, причем число витков первой секции выбрано равным 9 6 числу витков первичной обмотки магнитного реактора, а втора  секци  вторичной обмотки и соединенный с ней последовательно диод шунтированы дополнительным диодом. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе Ь.. С. и Лаптев Н, Н. Стабилизированныетранзисторные преобразователи . М., Энерги , 1972, с. 161, рис. 6-1.
  2. 2. Авторск9е свидетельство СССР № 39582i, кл.С 05 F 3/00, 1973.
    Фиг.1
SU803003338A 1980-11-14 1980-11-14 Преобразователь напр жени SU936316A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU803003338A SU936316A1 (ru) 1980-11-14 1980-11-14 Преобразователь напр жени

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU803003338A SU936316A1 (ru) 1980-11-14 1980-11-14 Преобразователь напр жени

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU936316A1 true SU936316A1 (ru) 1982-06-15

Family

ID=20925746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU803003338A SU936316A1 (ru) 1980-11-14 1980-11-14 Преобразователь напр жени

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU936316A1 (ru)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU936316A1 (ru) Преобразователь напр жени
SU1439713A2 (ru) Преобразователь напр жени
RU2107983C1 (ru) Квазирезонансный преобразователь постоянного напряжения с переключением при нулевом напряжении
SU1083363A1 (ru) Бесконтактное коммутационное устройство
SU1686652A2 (ru) Однотактный преобразователь посто нного напр жени
SU1686653A2 (ru) Однотактный преобразователь посто нного напр жени
SU892611A1 (ru) Преобразователь посто нного напр жени
SU520631A1 (ru) Устройство дл форсировки активноиндуктивной нагрузки
SU1663720A1 (ru) Транзисторный преобразователь посто нного напр жени
SU1598077A1 (ru) Однотактный преобразователь посто нного напр жени
SU1707712A2 (ru) Однотактный преобразователь посто нного напр жени
SU1677697A1 (ru) Импульсный стабилизатор посто нного напр жени
RU1800450C (ru) Импульсный стабилизатор посто нного напр жени
SU1200371A1 (ru) Транзисторный ключ
SU1628162A1 (ru) Импульсный преобразователь посто нного напр жени
SU1473038A1 (ru) Однотактный преобразователь посто нного напр жени
SU1617566A1 (ru) Однотактный преобразователь посто нного напр жени
SU1018201A1 (ru) Генератор импульсов тока
SU1322454A1 (ru) Силовой полупроводниковый ключ
RU2653574C2 (ru) Двухтактный dc/dc-преобразователь с l-входом
SU855893A1 (ru) Тиристорный преобразователь посто нного напр жени дл управлени двигателем посто нного тока
SU1707477A1 (ru) Импульсный стабилизатор посто нного напр жени
SU1676034A1 (ru) Однотактный преобразователь посто нного напр жени в посто нное
SU1594664A1 (ru) Преобразователь посто нного напр жени в посто нное
SU1171921A1 (ru) Стабилизированный источник питани