RU1796082C - Двухтактный преобразователь посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитани  и автоматики. Цель изобретени  - повышение надежности путем увеличени  коэффициента заполнени  импульсов выходного тока. На выходе полумостовой схемы на двух управл емых ключах, выполненных в виде согласнопос- ледовательно соединенных силового транзистора 1 (2) и силового диода 3 (4), включен резонансный контур в виде резонансного конденсатора 7 и двух обмоточных дросселей 8 и 9. Вторичные обмотки двухобмоточ- ных дросселей 8 и 9 через выпр мительные диоды 10 и 11 подключены к выходу преобразовател  (нагрузка РА, шунтированному фильтрующим конденсатором 12, Двухоб- моточные дроссели 8 и 9 работают на прот жении полупериода поочередно, в первой части полупериода как трансформатор, передающий в нагрузку ток перезар да резо- нансного конденсатора 7, а во второй части полупериода как дроссель, отдающий в нагрузку накопленную энергию в режиме обратного хода (размагничивани ). При этом обеспечиваетс  бестокова  коммутаци  силовых транзисторов 1 и 2. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехни- ке и может быть использовано в системах вторичного электропитани  и автоматики.

Цель изобретени  - повышение надежности путем повышени  коэффициента заполнени  импульсов выходного тока.

На фиг. 1 приведена принципиальна  схема преобразовател ; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы его работы.

Двухтактный преобразователь посто нного напр жени  содержит два соединенных последовательно силовых управл емых ключа, состо щих из силовых транзисторов 1, 2 и согласно последовательно соединен- ных с ними силовых диодов 3 ,4, к источнику .первичного электропитани  подключены два последовательно соединенных силовых конденсатора 5, 6. Между точкой соединени  конденсаторов 5, 6 и общей точкой соединени  силовых управл емых ключей включены последовательно резонансный конденсатор 7 и первичные обмотки двух двухобмоточных дросселей 8, 9 во встречном направлении. Вторичные обмотки дросселей через два выпр мительных диода 10, 11 подключены параллельно выходному фильтрующему конденсатору 12 и нагрузке.

Временные диаграммы работы преобразовател , показаны на фиг. 2 и 3 дл  разных значений входного и выходного напр жений. При достаточно низком выходном напр жении (когда очередное включение силового управл емого ключа производитс  во врем  передачи хот  бы одним трансформатором накопленной

1

ю о о

00 hO

ы

энергии в нагрузку) преобразователь работает следующим образом (фиг. 2),

В момент времени Т1 - при отпирании силового управл емого ключа 1 образуетс  колебательный контур, состо щий из резо- нансного конденсатора 7, первого дроссел  8, работающего в режиме накопительного дроссел , второго дроссел  9, работающего в режиме трансформатора источника первичного электропитани  и силового управ- л емого ключа 1. При этом дроссель 9 трансформирует через диод 11 в нагрузку ток перезар да (пунктирна  лини  фиг. 2а) резонансного конденсатора 7 через дроссель 8 и одновременно отдает в нагрузку. энергию, накопленную в собственном маг- нитопроводе на прот жении предыдущего полупериода, когда он выполн л функции резонансного дроссел . К моменту времени Т2, когда напр жение на первичной обмот- ке первого дроссел  встанет U вых Ктр( Ктр - коэффициент трансформации двухоб- моточных дросселей) открываетс  первый выпр мительный диод 10 и энерги , накопленна  в первом дросселе 8 начинает также передаватьс  в нагрузку. В это же врем  прекращаетс  перезар д резонансного конденсатора 7 и ток через первый силовой управл емый ключ .1 спадает к нулю, обеспечива  возможность его бестокового вы- ключени . К моменту времени ТЗ второй дроссель 9 передает всю запасенную энергию в нагрузку и обеспечивает возможность включени  второго силового управл емого ключа 2 ,с нулевым начальным током (фиг, 2 б ).Далее первый и второй дроссели 8, 9 и выпр мительные диоды 10,11 мен ютс  рол ми и процессы повтор ютс , Если коэффициенты трансформации обоих трансформаторов одинаковы, то ео врем  переключени  силовых управл емых ключей и выпр мительных диодов скачков тока в нагрузке не будет (фиг. 2е).

При увеличении выходного напр жени  выше определенного предела (когда оба дроссел  передают всю запасенную энергию в нагрузку до начала очередного полупериода работы преобразовател ), работа преобразовател  измен етс  (фиг, 3).

В течение первых нескольких периодов работы преобразовател  происходит раскачка напр жени  на резонансном конденсаторе 7 в последовательном колебательном контуре, состо щем из обоих силовых управл емых ключей 1, 2 (открываемых поочередно ), двух последовательно включенных дросселей 8,9 в режиме элементов резонансного контура, резонансного конденсатора и источника первичного электропитани , до величины приведенного ко входу выходного напр жени , В дальнейших периодах работа преобразовател  аналогична описанной выше, но при этом возрастает.величина энергии, передаваемой между реактивными элементами схемы и увеличиваетс  максимальное значение напр жени  на силовых управл емых ключах (фиг. За).

При работе преобразовател  на корот- козамкнутую нагрузку и в пусковом режиме, когда ток, передаваемый обоими трансформаторами в нагрузку не спадает к нулю перед началом следующего полупериода работы, амплитудна  величина тока в каждом силовом управл емом ключе не превышает половины амплитудного значени  приведенного тока нагрузки, так как последний складываетс  из двух разновеликих (из- за равенства коэффициентов трансформации обоих дросселей) составл ющих: трансформируемого тока силового управл емого ключа (тока перезар да резонансного конденсатора ) и тока, передаваемого в нагрузку дросселем на обратном ходе. Двухкратное снижение величины тока силовых управл емых ключей обеспечивает повышение надежности работы преобразовател  в динамических режимах.

В предложенном преобразователе улучшаетс  электромагнитна  совместимость, так как при непрерывном выходном токе обеспечиваетс  бестокова  коммутаци  силовых ключей (фиг. 2бе).

Надежность повышена за счет повыше- ни  коэффициента заполнени  импульсов выходного тока и снижени  тем самым относительного значени  тока через силовых ключи.

Claims (2)

1. Формула из обретени  1. Двухтактный преобразователь посто нного напр жени , содержащий два силовых управл емых ключа с односторонней проводимостью и два силовых конденсатора , соединенных  о полумостовой схеме, в выходную цепь которой через резонансный

   конденсатор включен выходной магнитный узел/выход которого через выпр митель подключен к выходным выводам преобразовател , между которыми включен фильтрующий конденсатор, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности путем повышени  коэффициента заполнени  импульсов выходного тока, выходной магнитный узел выполнен в виде двух двухобмо- точных дросселей, первичные обмотки которых соединены между собой встречно- последовательно, выпр митель выполнен на двух выпр мительных диодах, первые одноименные выводы которых подключены к первому выходному выводу преобразовател , а их вторые выводы соединены соответственно с началами вторичных обмоток

   It,

   Ti тг тз

   ллл

   limit

   г Ttmt

   ,

   Лаг

   1 r- соответствующих двухобмоточных дросселей , концы вторичных обмоток которых соединены с вторым выходным выводом преобразовател .
2. 2. Преобразователь по п. 1, от л и ч а ю- щ и и с   тем, что каждый силовой управл емый ключ выполнен в виде согласно последовательно соединенных силового транзистора и силового диода.

   фигЛ

   И

   ч

   АЛЛА

   -О

   Ц

   If

   зсцгпц

   /

   AJXAKAKAlX

   и

   Г

   L