SU983947A1 - Преобразователь посто нного напр жени - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, в преобразователях постоянного напряжения в переменное, во вторичных источниках питания, в технологических электроустановках, в • усилителях электрических сигналов.

Известны преобразователи, в которых для увеличения их мощности используется параллельное соединение ключевых элементов, в частности тиристоров или транзисторов. Для выравнивания токов ключевых элементов включаются резисторы £1].

Недостатком этих устройств является снижение КПД из-за потребления мощности резисторами, выравнивающими токи ключевых элементов.

Наиболее близким к изобретению является преобразователь, в котором выравнивание токов обеспечивается двухобмоточными трансформаторами без затрат полезной мощности.· Устройство содержит N ключевых элементов, управляющие электроды которых соединены между собой, а второй электрод каждого из ключевых элементов подключен к началу первич|Ной обмотки одного из N двухобмоточных трансформаторов, начала вторич2 _ных обмоток которых соединены между · собой, при этом соединены между собой третьи электроды, а также конец с вторичной обмотки соответственно первого, второго,.. . N-го двухобмоточного трансформатора с концом первичной обмотки второго,<,..,Ν-го, первого двухобмоточного трансформа10 ^т°Р^а С²]«

Недостатком известного устройства является низкая надежность, обусловленная выходом из строя всего преобразователя при отказе в работе одного из ключевых элементов. Это 15 объясняется тем, что если сгорел · один из ключевых элементов, то обрывается одна из обмоток трансформатора и соответственно последователь__п нос каждым из оставшихся ключевых ²⁰ элементов действует большая индуктивность (индуктивность холостого хода трансформатора), ограничивающая ток, из-за чего мощность преобразователя снижается практически до нуля. 25 Целью изобретения является повышение надежности за счет сохранения работоспособности при выходе из строя одного из ключевых элементов.

Поставленная цель достигается 30 тем, что в преобразователе, содер жащем N ключевых элементов, управляющие электрода которых соединены между собой и подключены к задающему генератору, одни из силовых электродов подключены к началу первичных обмоток соответствующих двухоб- 5 моточных трансформаторов, начала вторичных обмоток каждого из которых соединены между собой и подключены через последовательно соединенные, входные и выходные выводы к другим Ю силовым электродам ключевых элементов, при этом соединены между собой соответственно конец вторичной обмотки первого, второго,..., N-ro двухобмоточного трансформатора с концом первичной обмотки второго,..., N-ro, первого двухобмоточного трансформатора , между концами вторичной и первичной обмотки каждого из двухобмоточных. трансформаторов включен _п диод в прямом направлении.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит N ключевых элементов 1.1, 1.2, 1.3,...1.N (первая цифра означает элемент, а вторая его порядковый номер). При этом в качестве примера ключевые элементы выполнены на транзисторах. Управ ляющие электроды соединены между собой и подключены к задающему гене- 30 ратору 2.

Одни из силовых электродов каждого из ключевых элементов подсоединены к началам первичных обмоток (3,1, 3.2,...,3.N) соответствую- 35 щих двухобмоточных трансформаторов

4.1, 4.2,...,4.N. Начала вторичных обмоток 5.1, 5.2, 5.3,...,.5.N двухобмоточных трансформаторов -4.1, 4.2, 4.3,...,4. соединены между собой и до через источник 6 питания и нагрузку 7 подключены к соединенным вместе вторым силовым электродам (в частности коллекторам транзисторов) 1.1,

1.2, 1.3,...,1.N. Конец обмотки 5.1 соединен с концом обмотки 3.2, конец обмотки 5.2 соединен с концом обмотки 3;3 и т.д., а конец обмотки

5.N соединен с концом обмотки 3.1.

Между концами обмоток 5.1 и' 3.1,5.2 и 3.2 и 5.N и 3.N включены соответствующие диоды 8.1,...,8.N в прямом направлении.

В.нормальном режиме преобразователя диода 8.1 - 8.N в работе не участвуют, поскольку напряжения, возникающие на обмотках трансформаторов 4.1 - 4.Ν из-за различия токов клю чевых элементов малы и не превышают порога включения диода,. Поясним, почему малы напряжения на обмотках трансформаторов 4.1 - 4.Ν . Если токи ключевых элементов одинаковы, то из-за того, что они протекают по первичной й вторичной обмотке каждого трансформатора в противо- 65 положмых направлениях, их магнитные потоки взаимно компенсируются и напряжения на обмотках равны нулю, т,е. последовательно с каждым ключевым элементом 1.1 - 1.Ν действует нулевая индуктивность. Как только токи начинают различаться, сразу возникает разностный магнитный поток, который приводит к тому, что последовательно с ключевым элементом, ток которого больше, действует положительное сопротивление индуктивности, а У которого ток меньше - отрицательное сопротивление индуктивности. Это сразу же выравнивает токи ключевых элементов, не позволяя.возрастать их различию. Таким образом, при наличии токов через ключевые элементы 1.1 1.Ν на обмотках трансформаторов 4.1 -

4.Ν всегда присутствуют незначительные напряжения.

Если один из ключевых элементов например 1.1, вышел из строя (сгорел, т.е. имеет место разрыв), то ток по обмотке 3.1 и 5.Ν стает равным нулю и последовательно с ключевыми элементами 1.2 - 1.Ν действует индуктивность, равная индуктивности холостого хода трансформатора. На обмотке 5.1 возникает большое напряжение, которое приводит к открыванию диода 8.1. Этот диод закорачивает концы обмоток 3.1 и 5.1, как бы отключая трансформатор 4.1, и ток ключевого элемента 1.2 протекает через обмотку 3.2, диод 8.1, обмотку 5.Ν. Тем самым восстанавливается ток через обмотку 5.Ν, соответственно уменьшается индуктивность, последовательно действующая с ключевыми элементами 1.2 - 1.Ν, и преобразователь продолжает свою работу как и в нормальном, режиме, только один из ключевых элементов в работе не участвует.

Таким образом, выход из строя одного из ключевых элементов не приводит к выходу из строя всего преобразователя, что повышает надежность всего устройства.

Claims (2)

1.Моин B.C. и др. Стабилизированные транзисторные преобразователи . М., Энерги , 1972, с. 438.

2.Патент США 3.467851, кл. 321-27, 1967.