ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ


RU (11) 2030086 (13) C1

(51) 6 H02M7/5387, H02M3/337 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5033234/07 
(22) Дата подачи заявки: 1992.03.19 
(45) Опубликовано: 1995.02.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Конев Ю.И. и др. Источники вторичного электропитания. М.: Радио и связь, 1990, с.93. 2. Мкртчян Ж.А. Основы построения устройств электропитания ЭВМ. М.: Радио и связь, 1990, с.66. 
(71) Заявитель(и): Кереселидзе Акакий Ермолаевич; Какалашвили Нана Михайловна 
(72) Автор(ы): Кереселидзе Акакий Ермолаевич; Какалашвили Нана Михайловна 
(73) Патентообладатель(и): Какалашвили Нана Михайловна 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ 

Использование: в источниках электропитания чаеподрезательных аппаратов. Сущность изобретения: увеличение диапазона регулирования выходного напряжения и повышение надежности преобразователя постоянного напряжения с трапецейдальной формой тока и напряжения. В начальный момент времени на базы транзисторных ключей 2 и 3 подаются отпирающие импульсы. Скорость нарастания коллекторных токов транзисторных ключей 2 и 3 ограничена небольшой индуктивностью дросселя 14. При достижении тока коллектора рабочего состояния он поддерживается на этом уровне дросселем 16, а напряжение на коммутирующем конденсаторе 10 равно напряжению на коллектор-эмиттере открытого транзисторного ключа 3. По окончании импульса закрывается транзисторный ключ 3, а ток, протекающий через конденсатор 10, заряжает его до напряжения питания благодаря дросселям 14 и 15. Процесс вывода оставшейся энергии из дросселей 14 и 15 осуществляется через обратные диоды 8 и 9, при этом напряжение на конденсаторе 11 равно напряжению на открытом диоде 8. В течение паузы напряжение на конденсаторах не изменяется и транзисторные ключи 4 и 5 в момент времени включаются при нулевом напряжении. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в электротехнологии, источниках питания.

Аналогом изобретения является транзисторный инвертор [1], выполненный по полумостовой схеме, с регулированием выходной мощности методом ШИМ. Данная схема является широко регулируемой, но имеет значительные динамические потери и, соответственно, плохие массогабаритные показатели.

Прототипом является регулируемый преобразователь постоянного напряжения в постоянное с трапецеидальной формой тока и напряжения [2], представляющий собой транзисторный инвертор, выполненный по полумостовой схеме, каждый транзистор которого шунтирован возвратным диодом и коммутирующим конденсатором, с дросселями переменного тока L1, L3 на первичной стороне транзисторного инвертора и дросселем L2 на вторичной стороне преобразователя. Недостатком схемы является небольшая ширина регулирования выходного напряжения, так как время запертого состояния транзистора не должно превышать времени перезаряда коммутирующих конденсаторов и времени вывода энергии из дросселей L1, L3, а так как среднее значение напряжения на обмотках дросселей переменного тока за период равно нулю, следовательно, не может быть меньше 0,5. Недостатком схемы является также невысокая надежность из-за необходимости контролирования вывода энергии из дросселей, так как после вывода энергии из дросселей коммутирующие конденсаторы заряжаются до значения, равного половине питающего напряжения, и включение транзистора после вывода энергии из дросселей сопровождается прохождением недопустимого тока разрядки конденсатора через транзистор.

Целью изобретения является увеличение диапазона регулирования выходного напряжения и повышение надежности преобразователя, т.е. исключение возможности прохождения недопустимого тока разрядки конденсатора через коллектор-эмиттер транзистора при его включении.

Для этого в преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий транзисторный инвертор, выполненный по полумостовой схеме, к диагонали переменного тока которого подсоединена обмотка дросселя, к коллектор-эмиттерам транзисторов которого параллельно подключены обратный диод и коммутирующий конденсатор, первичная обмотка трансформатора которого последовательно соединена с обмоткой дросселя, а вторичная обмотка через выпрямительные диоды и обмотку дросселя подключена к конденсатору, введены транзистор, коллектор-эмиттер которого шунтирован обратным диодом, при этом коллектор транзистора подключен к положительной входной клемме и конденсаторному делителю, а эмиттер - к коллектору транзисторной стойки полумоста, и транзистор, коллектор-эмиттер которого шунтирован обратным диодом, при этом коллектор транзистора подключен к эмиттеру транзисторной стойки полумоста, а эмиттер - к отрицательной входной клемме и конденсаторному делителю, а первичная обмотка трансформатора с последовательно соединенной обмоткой дросселя подсоединена к диагонали переменного тока преобразователя.

Введение двух транзисторных ключей с возвратными диодами предотвращает заряд коммутирующих конденсаторов после вывода энергии из дросселей, что повышает надежность схемы и позволяет увеличить диапазон регулирования выходного напряжения.

На фиг. 1 приведена электрическая схема преобразователя постоянного напряжения в постоянное; на фиг. 2 - временные диаграммы токов и напряжений.

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное содержит трансформатор 1, транзисторные ключи 2 - 5, обратные диоды 6 - 9, коммутирующие конденсаторы 10 и 11, выпрямительные диоды 12 и 13, дроссели 14 и 15 переменного тока, дроссель 16, конденсатор 17 и конденсаторные делители 18 и 19.

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное работает следующим образом.

В момент времени t0 на базы транзисторных ключей 2 и 3 подается отпирающий импульс. Скорость нарастания тока имеет постоянные времени, обусловленные дросселем 14, обеспечивающим сравнительно быстрый подъем тока до рабочего значения, и индуктивностью дросселя 16 на вторичной стороне трансформатора, поддерживающей выходной ток на уровне рабочего, при этом напряжение на коммутирующем конденсаторе 10 равно напряжению на коллектор-эмиттере открытого транзисторного ключа 3. При подаче в момент времени t1 на базу транзисторного ключа 3 запирающего импульса напряжение на коммутирующем конденсаторе благодаря энергии, накопленной в дросселях 14 и 15, нарастает до питающего напряжения, а напряжение на коллектор-эмиттере ранее закрытого транзисторного ключа 4 понижается до нулевого. После зарядки коммутирующего t2 конденсатора 10 до напряжения питания подается запирающий импульс тока на базу транзисторного ключа 2, последний запирается при нулевом токе (t3), в течение промежутка времени t2 - t3 выводится энергия, накопленная в обмотках дросселей 14 и 15. Так как во время паузы t3 - t4 напряжение на коммутирующих конденсаторах 10 и 11 не изменяется, в течение паузы нет необходимости контролировать вывод энергии из дросселей 14 и 15. Минимальная длительность импульса t0 - t1 при надежной работе преобразователя равна промежутку времени, за который дроссели 14 и 15 переменного тока накапливают энергию, необходимую для перезарядки коммутирующих конденсаторов 10 и 11. Таким образом, преобразователь постоянного напряжения в постоянное работает надежно при большом диапазоне регулирования выходного напряжения. В момент времени t4 подаются отпирающие импульсы на базы транзисторных ключей 4 и 5 и т.д. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий транзисторный инвертор, выполненный по полумостовой схеме на силовых транзисторах, зашунтированных соответствующими конденсаторами и обратными диодами, диагональ постоянного тока которого присоединена к входным выводам питания, а диагональ переменного тока - к последовательно соединенным цепям дросселя и первичной обмотки выходного трансформатора, вторичная обмотка которого через выпрямительные диоды и дополнительный дроссель подсоединена к накопительному конденсатору выходной цепи, блок управления, выполненный обеспечивающим поочередную коммутацию силовых транзисторов с паузой на нуле, отличающийся тем, что в цепи электродов силовых транзисторов, соединенных с входными выводами, введены согласно последовательно дополнительные транзисторы, зашунтированные соответствующими введенными обратными диодами, а блок управления выполнен обеспечивающим одновременное включение силового и дополнительного транзисторов соответствующего плеча и выключение дополнительного транзистора при достижении напряжения на соответствующем конденсаторе уровня напряжения питания.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru