SU1394372A1 - Преобразователь переменного напр жени в повышенное посто нное - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области электротехники и может быть использовано во вторичных источниках электропитани . Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей и увеличение :козффициента мощности при регулировании выходного напр жени . Устройство включает сглаживающие дроссели 1, 2, отводы обмоток которых соединены с входным выводом 3. Между одними свободными выводами включены вентили 10, 11. Между катодом вентил  10 и анодом вентил  11 включена цепочка из конденсаторов 4, 5, точка соединени  которых подключена к входному выводу 6. Между другими свободными выводами дросселей 1, 2 включен трехполюсный коммутатор 9. Использование дросселей и коммутатора обеспечивает повьшение выходного напр жени . При этом выходное напр жение определ етс  длительностью замкнутого состо ни  выводов коммутатора-и соотношением витков полуобмоток дросселей . Перва  гармоника потребл емого тока совпадает по фазе с входным напр жением независимо от кратности регулировани , в результате чего коэффициент мощности имеет повьшенное значение. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. с $б (Л с

Description

со со

4

W

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть ис- псшьэовано во вторичных источниках питани  радиоэлектронной и электротехнической аппаратуры.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей и увеличение коэффициента мощности при регулировании выходного напр жени .

На фиг.1-3 представлены принципиальные схемы преобразователей переменного напр жени  в повышенное пос- то нноеу на фиг.4 - диаграммы токов и напр жений, иллюстрирующие их ра- боту.

Преобразователь (фиг.1) содержит сглаживающие дроссели 1 и 2, отводы обмоток которых соединены с входным выводом 3, последовательно соединен- ные фильтровые конденсаторы 4 и 5, обща  точка которых соединена с входным выводом 6, а свободные выводы - с входными выводами 7 и 8, и трехпо

мотке W1.1 дроссел  1; I W2 ° мотки W2.1 дроссел  1i 1 ток конденсатора 4; U(- амплитуда входного напр жени i U, напр жение на нагрузке; IH ток нагрузки; IL УРо вень тока сглаживающих дросселей-, Пдр W2/W1 - соотношение витков полуобмоток дросселей; t, , t, tj, t , Т - моменты времени.

При рассмотрении работы преобразователей полагаем, что пульсации магнитного потока сглаживающих дросселей пренебрежимо малы.

Преобразователь по фиг.1 работает следующим образом.На интервале времени t t t г соответствующем положительному полупериоду входного напр жени  (Ug, имеет пол рность, обозначенную на фиг.1 без скобок), замкнуты выводы 1 и 3 коммутатора 9, а на интервале t ( пол рность Ugx показана на фиг.1 в скобках) - выводы 2 и 3. При этом на

люсный коммутатор 9, первьй и второй 25 интервале t, t t диод 10 заперт.

выводы которого соединены с концами обмоток Дросселей 1 и 2, а третий - с входным выводом 6. Начало обмотки дроссел  1 соединено с анодом диода 10, дроссел  2-е катодом диода 11, катод диода 10 соединен с выходным выводом 7, анод диода 11 - с выход- ным выводом 8.

Преобразователь по фиг.2 отличаетс  от преобразовател  по фиг.1 тем, что трехполюсный коммутатор 9 содержит последовательно соединенные управл емые ключи 12 и 13, свободные выводы которых  вл ютс  первым и вторым выводами коммутатора, а обща  точка - третьим выводом.

Преобразователь по фиг.З отличаетс  от преобразовател  по фиг.1 тем, что трехполюсньш коммутатор 9 содержит управл емьй ключ 12 и диоды 14- 17, При этом последовательно соединенные диоды 14 и 15 включены параллельно ключу 12, анод диода 14 соединен с катодом диода 16, катод диоtj -i t t процессы повтор ютс  с тем отличием ,что диод 11 открыт, а диод 12 заперт, через коммутатор и источник питающего напр жени  замыкаетс  ток обмотки W1.2 дроссел  2, а через фильтровые конденсаторы и нагрузку - ток обмотки W2.1 дроссел  1, конденсатор 5 разр жаетс , а конденсатор 4 зар жаетс . На прочих интервалах диоды 10 и 11 открыты, ток дросселей 1 и 2 замыкаетс  по цепи: обмотка

да 15 - с анодом диода 17, катод диода 16 и анод диода 17  вл ютс  соот- W2,1 - диод 10 - параллельно соединенные нагрузка и цепь, образованна  последовательно включенными конденсаторами 4 и 5 - диод 11 - обмотка V/2.2. Конденсаторы 4 и 5 зар ветственно первым и вторым выводами коммутатора, а обща  точка диодов 14 и 15 - третьим выводом.

На фиг.4 прин ты следующие обозна55

чени : Ug, I вх напр жение и ток на входе преобразовател ; 1 д - ток, протекающий через выводы 3 и 1 ком- мутатора 9; U j/i напр женнее на об0

5

диод 11 открыт, ток дроссел  1 замыкаетс  через источник питающего напр жени  и выводы 1 и 3 коммутатора 9, а ток дроссел  2 протекает по цепи: входной вывод 6 - параллельно соединенные конденсатор 5 и цепь, образованна  последовательно соединенными конденсатором 4 и нагрузкой диод 11 - обмотка VJ2. 2 входной вывод 3. Конденсатор 4 разр жаетс  током, равным 1ц, а конденсатор 5 зар жаетс  током Д1 11 - 1ц. От источника питающего напр жени  потребНа интервале

л етс  ток I gx

tj -i t t процессы повтор ютс  с тем отличием ,что диод 11 открыт, а диод 12 заперт, через коммутатор и источник питающего напр жени  замыкаетс  ток обмотки W1.2 дроссел  2, а через фильтровые конденсаторы и нагрузку - ток обмотки W2.1 дроссел  1, конденсатор 5 разр жаетс , а конденсатор 4 зар жаетс . На прочих интервалах диоды 10 и 11 открыты, ток дросселей 1 и 2 замыкаетс  по цепи: обмотка

W2,1 - диод 10 - параллельно соединенные нагрузка и цепь, образованна  последовательно включенными конденсаторами 4 и 5 - диод 11 - обмотка V/2.2. Конденсаторы 4 и 5 зар 

жаютс  током, от источника питающего напр жени  ток не потребл етс .

Процессы, протекающие в схемах по фиг.2 и 3, аналогичны процессам в

:хеме по фиг.1. При этом в схеме по

фиг,2 на интервале t, t t замкнут ключ: 12, на интервале t t ключ 13. В схеме по фиг.3 на интервалах замкнут, зомкнут, рез ключ

Ц t

t

2

t J t

tA КЛЮЧ 12

на прочих интервалах - рана интервале t, ; t t че- 12 и диоды 15 и 16 течет ток обмотки W1 .1 , на интервале t-j t t через ключ 12 и диоды 14 и 17 - ток обмотки W1.2.

Введение в схему преобразовател  дополнительного дроссел  2 и трехпо- люсного коммутатора 9 позвол ет повы- сить уровень выходного напр жени  и увеличить коэффициент мощности при регулировании. Это св зано с тем, что в предлагаемом преобразователе ток каждого из дросселей при замкнутом состо нии соответствующих выводов коммутатора протекает через источник питающего напр жени , а в прочие моменты времени - через источник и на

грузку. Напр жение на каждом из филь- 25 концы обмоток основного и дополни-

тровых конденсаторов определ етс  длительностью замкнутого состо ни  выводов коммутатора t и соотношением витков полуобмоток дросселей и в идеальном случае, при отсутствии потерь, может достигать бесконечно большой величины. Регулирование выходного напр жени  осуществл етс  изменением длительности t ц . Наличие коммутатора позвол ет формировать кривую потребл емого тока таким образом , что угол сдвига его первой гармоники относительно питающего напр жени  равен нулю независимо от степени регулировани . При этом коэффициент мощности, определ емый лишь искажени ми потребл емого тока, имеет повышенное значение (при двукратном диапазоне регулировани  - не ме- .нее 0,9).

Claims (3)

1. Преобразователь переменного напр жени  в повышенное посто нное, содержащий два входных и два выходны вывода дл  подключени  соответственно источника переменного напр жени 

10

15 20

и нагрузки, сглаживающий дроссель, отвод обмотки которого соединен с первым входным выводом, включенную между выходными выводами цепь из двух последовательно -соединенных фильтровых конденсаторов, обща  точка соединени  которых подключена к второму входному выводу, и два диода, причем катод первого и анод второго диодов соединены соответственно с первым и вторым выходными выводами, а анод первого - с началом обмотки сглаживающего дроссел , отличающий с   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей и увеличени  коэффициента мощности при регулировании выходного напр жени , дополнительно введены дроссель, имеющий отвод обмотки и трехполюсный коммутатор, причем начало обмотки дополнительного дроссел  соединено с катодом второго диода, отвод обмотки соединен с первым входным выводом.

0

5

0

5

0

тельного дросселей соединены с первым и вторым выводами коммутатора, а третий вывод коммутатора соединен с вторым входным выводом.

2.Преобразователь по п.1, отличающийс  тем, что трехполюсный коммутатор содержит два последовательно соединенных управл емых ключа, причем свободные вьшоды ключей  вл ютс  первым и вторым выводами коммутатора, а их обща  точка соединени  - третьим выводом коммутатора .

3.Преобразователь по п.2, отличающийс , тем, что трехг- полюсный коммутаторсодержит управл емый ключ и четыре диода, причем цепь из последовательно соединенных первого и второго диодов включена параллельно ключу, анод третьего диода соединен с анодом первого, ка- - тод четвертого - с катодом второго, свободные выводы третьего и четвертого диодов  вл ютс  первым и втс1- рым выводами коммутатора, а обща  точка соединени  первого и второго диодов - третьим выводом коммута- тора.

ф1/г.

иг.г

.41

Ф1/г.