SU995238A1 - Преобразователь посто нного напр жени - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  питани  электроприводов, а также радиоэлектронной аппаратуры.

Известен преоб{5азователь посто нного напр жени , содержащий две силовые шины , первичный ключ, включенный в силовую шину, сглаживающий конденсатор, включенный между силовыми шинами, второй ключ, две шины управлени  ключами, соединенные с их управл ющими электродами 1.

Недостатком известного преобразовател  посто нного напр жени  на ключах  вл ютс  -низкие коэффициент полезного действи  и надежность вследствие большого выделени  энергии в виде тепла на ключах во врем  их переключени , большие размеры , вес и стоимость из-за необходимости дополнительных технических средств дл  охлаждени  ключей, низка  устойчивость к коротким замыкани м выходных шин, так как ток, проход щий через ключи при коротком замыкании выходных шин, определ етс  их сопротивлением, что приводит к перегрузке ключей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  преобразователь посто нного напр жени , содержащий цепь из последовательно соединенных первого ключа и последовательного колебательного контура, подключенную к входным выводам преобразовател , второй ключ, первым силовым электродом подключенный к точке соединени  первого ключа и колебательного контура, и сглаживающий конденсатор, подключенный

10 параллельно выходным выводам, один из которых соединен с входным выводом преобразовател , подключенным к колебательному контуру 2.

Однако этот преобразователь посто н15 ного напр жени  имеет низкую выходную мощность, низкий КПД, сложную схему, . большие размеры, вес и стоимость. Эти недостатки объ сн ютс  тем, что в этом преобразователе посто нного напр жени  передача энергии на выход в сглаживаю20 щий конденсатор осуществл етс  после промежуточного хранени  ее в катушке индуктивности. Во врем  этого хранени  и происход т дополнительные потери электроэнергии , снижающие КПД и. уменьшающие

передаваемую на выход мощность. Низкий КПД обуславливает большие размеры, вес и стоимость этого преобразовател  напр жени .

Цель изобретени  - повышение выходной мощности и КПД, упрощение и уменьшение веса и габаритов устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователе посто нного напр жени  второй силовой электрод второго ключа соединен с другим выходным выводом преобразовател .

На фиг. 1 показана схема преобразовател  посто нного напр жени ; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу.

Преобразователь посто нного напр жени  содержит цепь из последовательно соединенных первого ключа 1 м последовательного колебательного контура 2, подключенную к входным выводам 3 и 4 преобразовател , а также второй ключ 5, св занный первым электродо.м с точкой 6 соединени  ключа 1 и колебательного контура 2, сглаживающий (накопительный) конденсатор 7, включенный между выходными выводами 8 и 9 преобразовател , причем первый выходной вывод 8 соединен с точкой 10 соединени  входного вывода 4 и колебательного контура 2. Управл ющие электроды ключей 1 и 5 подключены к щинам 11 и 12 управлени . Нагрузка 13 подключена к выходным выводам 8 и 9 преобразовател .

На фиг. 2 показаны импульсы 14 и 15 соответственно на управл ющих входах 11 и 12, ток 16 в колебательном контуре 2, полупериоды 17 и 18 колебаний тока 16, моменты 19 и 20 времени, в которых ток 16 равен нулю. Временные диаграммы (фиг. 2) св заны со схемой (фиг. 1) буквами а, б, в.

Преобразователь, посто нного напр жени  работает следующим образом.

Импульс 14, поданный на шину 11, открывает ключ 1 (момент 19 времени). Посто нное напр жение е входной щины 3 преобразовател  (например, выпр мленное напр жение промышленной сети 220В) прикладываетс  к контуру 2. Во врем  открыти  ключа 1 (во врем  переходного процесса между его закрытым состо нием и открытым) ток через него практически не проходит из-за самоиндукции индуктивности контура 2. Поэтому на ключе 1 энерги  в виде тепла не выдел етс . При открытом ключе 1 в контуре 2 проходит колебательный процесс. Через открытый -ключ 1 проходит полупериод 17 тока 16. Как только полностью зар дитс  конденсатор контура 2 (как только вс  энерги , запасенна  в контуре 2, сосредоточитс  в его конденсаторе), ток 16 становитс  равным нулю (момент 20 времени). В- этот момент времени оканчиваетс  импульс 14, ключ 1 закрываетс . После окончани  импульса 14 и закрыти  ключа 1 подают импульс 15 на управл ющий вход 12. Этот импульс открывает ключ 5. В контуре 2 фодолжаетс  колебательный процесс тока 16. Через полностью открытый ключ 5 5 проходит полупериод 18 тока 16. Энерги , запасенна  в колебательном контуре 2, передаетс  в конденсатор 7, подзар жа  его. После того, как энерги , запасенна  в контуре 2, передаетс  в конденсатор 7, ток 17 становитс  равным нулю (момент 19 времени). В этот момент времени закрываетс  ключ 5 и после его закрыти  импульсо.м 14 открываетс  ключ 1. Энерги  с входа преобразовател  вновь поступает в контур 2. И так продолжаетс  на

5 прот жении всей работы преобразовател  напр жени . В течение всего времени в последовательном колебательном контуре 2 проход т вынужденные колебани  тока 16, ведомые импульсами 14 и 15, подаваемыми на управл ющие входы 11 и 12. Энерги 

0 порци ми, равными энергоемкости колебательного контура 2, передаетс  с входа преобразовател  (с шин 3 и 4) через колебательный контур 2 в сглаживающий конденсатор 7, подзар жа  его. Нагрузка 13

ц питаетс  зар дом конденсатора 7. Емкость конденсатора 7. Емкость конденсатора 7 устанавливают больше емкости -конденсатора контура 2. В результате одна порци  энергии повышает напр жение на конденсаторе 7 на величину значительно меньше

0 напр жени  на шине 3. Во врем  переключени  ключей 1 и 5 проход щий через них ток равен нулю (моменты 19 и 20 времени), он сдерживаетс  не самими этими ключами, а реактивными элементами колебательного контура 2. Как известно, энерги  в виде

5 тепла на реактивных элементах не рассеиваетс . Каждый из ключей 1 и 5 тоже не нагреваетс , потому что, когда он закрыт или находитс  в состо нии переключени , ток через него не проходит, а когда ток

„ проходит, ключ уже полностью открыт и его -сопротивление равно нулю. Таким образом , в предлагаемом преобразователе напр жени  устранены услови  дл  рассеивани  энергии в виде тепла на ключах 1 и 5. Благодар  высокому коэффициенту полез5 него действи  отпадает необходимость в дополнительных технических средствах дл  охлаждени  ключей- и других элементов предлагаемого преобразовател  напр жени  (в радиаторах, вентил торах, вод  ном охлаждении, в специальном располо жении элементов дл  обеспечени  высокой теплоотдачи и т.п.).

Предлагаемый преобразователь напр жени  устойчив к коротким замыкани м выходных шин 8 и 9, так как ток через ключи 1 и 5 не может быть больше пропускной способности колебательного контура 2, а следовательно не может их перегрузить .

На основе предлагаемого преобразовател  посто нного напр жени  можно известными пут ми ,с помощью известных технических средств построить высокоэкономичный ключевой стабилизатор посто нного напр жени .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 449341, кл. G 05 F 1/56, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 775844, кл. Н 02 М 7/10, 1978 (прототип ) .

/г

0-

п

/J

0-J