Перетворювач низької змінної напруги у високу постійну

Перетворювач низької змінної напруги у високу постійну, що містить у собі N мостових випрямлячів, N запобіжників, N вихідних конденсаторів, N перших та N других резисторів, N перших та N других транзисторів, до бази кожного з яких приєднаний перший вивід, ВІДПОВІДНО, першого та другого резистора, трансформатор, ВХІДНІ ВИВОДИ, ЯКІ утворені виводами первинної обмотки трансформатора, вторинна обмотка якого розділена на N гальванічно розв'язаних між собою та однакових за КІЛЬКІСТЮ звивів секцій, кожна з яких своїм початком приєднана через запобіжник до першого виводу змінної напруги випрямляча, а своїм другим виводом приєднана до другого виводу змінної напруги цього ж випрямляча, до позитивного виводу якого приєднаний перший вивід вихідного конденсатора, а до негативного виводу якого приєднаний другий вивід цього ж конденсатора, й, таким чи ном, утворено N однакових чарунок, позитивними й негативними виводами яких є позитивні й негативні виводи випрямлячів, вихідний позитивний вивід, який утворений позитивним виводом N-HOI за числом чарунки, вихідний негативний вивід, який утворений негативним виводом першої за числом чарунки, позитивний вивід якої з'єднаний з негативним виводом другої за числом чарунки, позитивний вивід якої з'єднаний з негативним виводом наступної за числом чарунки, й так далі включно до негативного виводу N-HOI за числом чарунки, який відрізняється тим, що в нього введені у кожну з N чарунок додатковий перший та додатковий другий конденсатори, які своїми першими виводами приєднані до других виводів, ВІДПОВІДНО, першого та другого резисторів, а також додаткова перша та додаткова друга обмотки трансформатора, які своїми початками приєднані до других виводів, ВІДПОВІДНО, додаткового першого та додаткового другого конденсаторів, а своїми кінцями приєднані до емітерів, ВІДПОВІДНО, першого та другого транзисторів, колектор першого транзистора приєднаний до позитивного виводу випрямляча, а його емітер приєднаний до першого виводу змінної напруги випрямляча, колектор другого транзистора приєднаний до другого виводу змінної напруги випрямляча, а його емітер приєднаний до негативного виводу випрямляча О со (О Винахід відноситься до галузі електротехніки, а саме до перетворювачів низької змінної напруги у високу постійну, та може використовуватися у високовольтних джерелах електроживлення апаратури зв'язку та металообробних електротехнолопчних установок Відомий перетворювач низької змінної напруги у високу постійну [1], що містить у собі трансформатор, вторинна навитка якого розділена на N гальванічне розв'язаних між собою та однакових за КІЛЬКІСТЮ звивів секцій, ВХІДНІ виводи, які утворені виводами первинної навитки трансформатора, N однакових чарунок, кожна з яких складається з запобіжника, випрямляча, секції вторинної навитки трансформатора, яка своїм першим виводом приєднана через запобіжник до першого виводу змінної напруги випрямляча, конденсатора, який приєднаний до позитивного та негативного виводів випрямляча, першого та другого транзисторів, емітери яких приєднані до негативного виводу випрямляча, а колектор першого транзистора приєднаний до бази другого транзистора, першого резистора, який своїми першим та другим виводами приєднаний ВІДПОВІДНО до емітера та до бази першого транзистора, другого резистора, який своїми першим та другим виводами приєднаний ВІДПОВІД 46390 но до бази другого транзистора та до позитивного утворений позитивним виводом випрямляча N-HOI виводу випрямляча, третього резистора, який своза числом чарунки, а другі виводи другого та треїми першим та другим виводами приєднаний ВІДтього резисторів у кожній чарунці приєднані до ПОВІДНО до колектора другого транзистора та до позитивного виводу випрямляча, вихідний негатипозитивного виводу випрямляча, вихідний позитивний вивід утворений базою першого транзистора вний вивід, який утворений позитивним виводом першої за числом чарунки, позитивний вивід вивипрямляча N-HOI за числом чарунки, вихідний прямляча першої за числом чарунки з'єднаний з негативний вивід, який утворений базою першого базою першого транзистора другої за числом чатранзистора першої за числом чарунки, при цьому рунки, позитивний вивід випрямляча другої за чипозитивний вивід випрямляча першої за числом слом чарунки з'єднаний з базою першого транзисчарунки з'єднаний з базою першого транзистора тора третьої за числом чарунки, й так далі другої за числом чарунки, позитивний вивід вивключно до негативного виводу випрямляча N-HOI прямляча другої за числом чарунки з'єднаний з за числом чарунки базою першого транзистора третьої за числом Такий перетворювач низької змінної напруги у чарунки, й так далі включно до негативного виводу високу постійну у режимі ненавантаженого ходу випрямляча N-HOI за числом чарунки має значення вихідної напруги близьке до значення цієї напруги при номінальному навантаженні Такий перетворювач має підвищену надійність порівняно з аналогічними іншими, завдяки тому, Недоліком такого перетворювача низької змінщо кожна з N секцій вторинної навитки та кожен з ної напруги у високу постійну є занадто великі N випрямлячів та конденсаторів знаходиться у втрати енергії в режимі ненавантаженого ходу "гарячому" резерві відносно до всіх інших аналогіВиникають вони тому, що зменшення вихідної начних елементів перетворювача При обриві дроту пруги в режимі ненавантаженого ходу здійснюєтьу будь якій з N секцій вторинної навитки, або закося за рахунок приєднання на час цього режиму до рочуванні будь якого з N конденсаторів, чи з N виходу кожної секції вторинної навитки трансфорвипрямлячів зберігається нормальне функціонуматора перетворювача баластного активного оповання перетворювача й забезпечуються його нору, струм через який спільномірний з номінальним мінальні ВИХІДНІ параметри струмом навантаження Недоліком такого перетворювача низької змінВ основу винаходу поставлено задачу у переної напруги у високу постійну є збільшення вихідтворювачі низької змінної напруги у високу постійної напруги при роботі в режимі ненавантаженого ну, шляхом підключення транзисторів до виводів ходу, порівняно з и рівнем при роботі в режимі секції вторинної навитки трансформатора та неганомінального навантаження Виникає це збільтивного й позитивного виводів випрямляча у кожшення вихідної напруги через те, що при роботі в ній чарунці та підключення до баз та емітерів трарежимі ненавантаженого ходу кожен з конденсанзисторів ланцюгів з додаткових ємностей да торів заряджається до напруги, що відповідає макдодаткових навиток трансформатора, забезпечити симальній амплітуді напруги високочастотних зазменшення втрат енергії при зменшенні вихідної тухаючих коливань, що виникають кожного напруги в режимі ненавантаженого ходу напівперюду на виводах усіх секцій вторинної наПоставлена задача розв'язується таким чивитки трансформатора, а ця максимальна ампліном у перетворювач низької змінної напруги у туда значно перевищує максимальну амплітуду високу постійну, що містить у собі N мостових випід навантаженням прямлячів, N запобіжників, N вихідних конденсаторів, N перших та N других резисторів, N перших та Найбільш близьким до нового технічного ріN других транзисторів, до бази кожного з яких пришення, яке пропонується, є перетворювач низької єднаний перший вивід, ВІДПОВІДНО, першого та друзмінної напруги у високу постійну [2], що містить у гого резистора, трансформатор, ВХІДНІ ВИВОДИ, ЯКІ собі N випрямлячів, N запобіжників, N конденсатоутворені виводами первинної навитки трансфоррів, N перших транзисторів, N других транзисторів, матора, вторинна навитка якого розділена на N N перших резисторів, N других резисторів, N третіх гальванічно розв'язаних між собою та однакових резисторів, трансформатор, вторинна навитка за КІЛЬКІСТЮ звивів секцій, кожна з яких своїм почаякого розділена на N гальванічне розв'язаних між тком приєднана через запобіжник до першого висобою та однакових за КІЛЬКІСТЮ ЗВИВІВ секцій, ководу змінної напруги випрямляча, а своїм другим жна з яких першим виводом приєднана через завиводом приєднана до другого виводу змінної напобіжник до першого виводу змінної напруги випруги цього ж випрямляча, до позитивного виводу прямляча, а другим виводом приєднана до другого якого приєднаний перший вивід вихідного конденвиводу змінної напруги випрямляча, до позитивносатора, а до негативного виводу якого приєднаний го виводу якого приєднаний перший вивід кондендругий вивід цього ж конденсатора, й, таким чисатора, а до негативного виводу якого приєднані ном, утворено N однакових чарунок, позитивними другий вивід конденсатора, емітери першого та й негативними виводами яких є позитивні й негадругого транзисторів та перший вивід першого тивні виводи випрямлячів, вихідний позитивний резистора, другий вивід якого приєднаний до бази вивід, який утворений позитивним виводом v-r|oi першого транзистора, колектор якого приєднаний за числом чарунки, вихідний негативний вивід, до першого виводу третього резистора та до бази який утворений негативним виводом першої за другого транзистора, колектор якого приєднаний числом чарунки, позитивний вивід якої з'єднаний з до першого виводу другого резистора й, таким негативним виводом другої за числом чарунки, чином, утворені N однакових чарунок, ВХІДНІ ВИВОпозитивний вивід якої з'єднаний з негативним виДИ, ЯКІ утворені виводами первинної навитки водом наступної за числом чарунки, й так далі трансформатора, вихідний позитивний вивід, який 46390 включно до негативного виводу N-HOI за числом На фігурі зображена електрична схема запрочарунки, введені у кожну з N чарунок додатковий понованого винаходу перший та додатковий другий конденсатори, які Запропонований перетворювач низької змінсвоїми першими виводами приєднані до других ної напруги у високу постійну здійснений таким виводів, ВІДПОВІДНО, першого та другого резисточином ВХІДНІ ВИВОДИ 1, 2 утворені виводами перрів, а також додаткова перша та додаткова друга винної навитки трансформатора 3 Вторинна нанавитки трансформатора, які своїми початками витка трансформатора 3 виконана у вигляді N сеприєднані до других виводів, ВІДПОВІДНО, додаткокцій 4, кожна з яких має початок 5 та кінець 6 і вого першого та додаткового другого конденсатовходить до однієї з N чарунок 7 У кожній чарунці рів, а своїми кінцями приєднані до емітерів, ВІДПОчислом від 7 - 1 до 7 - N початок 5 секції 4 приєдВІДНО, першого та другого транзисторів, колектор наний через запобіжник 8 до першого виводу змінпершого транзистора приєднаний до позитивного ної напруги 9 випрямляча 10, а кінець 6 секції 4 виводу випрямляча, а його емітер приєднаний до приєднаний до другого виводу змінної напруги 11 першого виводу змінної напруги випрямляча, ковипрямляча 10 До позитивного виводу 12 випрялектор другого транзистора приєднаний до другого мляча 10, що є позитивним виводом 13 чарунки 7, виводу змінної напруги випрямляча, а його емітер приєднаний перший вивід 14 вихідного конденсаприєднаний до негативного виводу випрямляча тора 15, а до негативного виводу 16 випрямляча 10, що є позитивним виводом 17 чарунки 7, приєдДосягнення нового технічного результату понаний другий вивід 18 вихідного конденсатора 15 лягає в тому, що в нього введені у кожну з N чаруДо позитивного виводу 12 випрямляча 10 приєднок додатковий перший та додатковий другий коннаний колектор першого транзистора 19, емітер денсатори, які своїми першими виводами якого приєднаний до першого виводу 9 випрямляприєднані до других виводів, ВІДПОВІДНО, першого ча 10, а до негативного виводу 16 випрямляча 10 та другого резисторів, а також додаткова перша та приєднаний емітер другого транзистора 20, емітер додаткова друга навитки трансформатора, які своякого приєднаний до другого виводу 11 випрямляїми початками приєднані до других виводів, ВІДПОча 10 До бази першого транзистора 19 приєднаВІДНО, додаткового першого та додаткового другоний перший вивід 21 першого резистора 22, другий го конденсаторів, а своїми кінцями приєднані до вивід 23 якого приєднаний до першого виводу 24 емітерів, ВІДПОВІДНО, першого та другого транзисдодаткового першого конденсатора 25, другий торів, колектор першого транзистора приєднаний вивід 26 якого приєднаний до початку 27 додаткодо позитивного виводу випрямляча, а його емітер вої першої навитки 28 трансформатора 3, кінець приєднаний до першого виводу змінної напруги 29 якої приєднаний до емітера першого транзисвипрямляча, колектор другого транзистора приєдтора 19 До бази другого транзистора 20 приєднананий до другого виводу змінної напруги випрямний перший вивід ЗО другого резистора 31, другий ляча, а його емітер приєднаний до негативного вивід 32 якого приєднаний до першого виводу 33 виводу випрямляча Транзистори відкриті тільки додаткового другого конденсатора 34, другий випід час того напівперюду вхідної напруги, коли від 35 якого приєднаний до початку 36 додаткової відкриті діоди випрямляча, паралельно яким вони другої навитки 37 трансформатора 3, кінець 38 приєднані Цим самим створюються умови для якої приєднаний до емітера другого транзистора протікання струму через випрямляч у зворотному 20 напрямку у моменти, коли під час високочастотних коливань напруга вихідного конденсатора має значення більші за середнє за напівперюд значення напруги секції вторинної навитки Тому, під час напівперюду високочастотних коливань, який має полярність протилежну полярності напівперюду вхідної напруги, під дією напруги вихідного конденсатора, протікає струм по ланцюгу вихідний конденсатор - перший транзистор - запобіжник секція вторинної навитки - другий транзистор вихідний конденсатор Цей струм призводить до пониження напруги на вихідному конденсаторі чарунки, а ВІДПОВІДНО І напруги на вихідних виводах, що є сумою напруг на вихідних конденсаторах усіх чарунок, без втрат енергії до рівня, що відповідає середньому значенню напруги напівперюду вхідної напруги, тобто до номінального значення При цьому надлишок енергії, що накопичився у конденсаторі за рахунок високочастотних коливань у коливальних контурах навиток трансформатора, передається через трансформатор у джерело вхідної напруги Таким чином, поставлена в основу винаходу задача зменшення втрат енергії вирішена завдяки сукупності суттєвих ознак, що запропоновані у формулі винаходу, які є необхідними і достатніми для досягнення нового технічного результату Вихідний ПОЗИТИВНИЙ ВИВІД 39 утворений позитивним виводом 13 чарунки числом 7 - N, а вихідний негативний вивід 40 утворений негативним виводом 17 чарунки числом 7-1 Позитивний вивід 13 чарунки числом 7 - 1 приєднаний до негативного виводу 17 чарунки числом 7 - 2, позитивний вивід 13 якої приєднаний до негативного виводу наступної за числом чарунки й так далі включно до негативного виводу 17 чарунки числом 7 - N ВХІДНІ виводи 1, 2 приєднані до джерела вхідної напруги 41 Запропонований перетворювач низької змінної напруги у високу постійну працює таким чином Коли на ВХІДНІ виводи 1,2 перетворювача, які є виводами первинної навитки трансформатора З, надходить від джерела вхідної напруги 41 низька змінна напруга основної частоти, на виводах 5,6 всіх N секцій 4 вторинної навитки з'являється напруга, яка через запобіжники 8 надходить на виводи 9, 11 змінної напруги випрямлячів 10 На позитивному 12 й негативному 16 виводах всіх випрямлячів 10, виводах 13,17 всіх чарунок 7 та, ВІДПОВІДНО, на вихідних позитивному 39 й негативному 40 виводах з'являється постійна висока напруга На всіх секціях 4 вторинної навитки на початку 8 вань на секціях 4, полярність яких протилежна полярності напруги основної частоти, напруга на вихідних конденсаторах 15 буде вищою за напругу на секціях 4 Через ланцюги перші виводи 14 конденсаторів 15 - перші транзистори 19 - запобіжники 8 - секції вторинної навитки 4 - другі транзистори 20 - другі виводи 18 конденсаторів 15 будуть протікати струми У цей час енергія від конденсаторів 15 буде передаватися через трансформатор З у джерело вхідної напруги 41 Напруга на конденсаторах 15 буде зменшуватися без втрат енергії на активних елементах схеми, наближаючись до середнього значення за напівперюд напруги основної частоти 46390 кожного напівперюду через наявність внутрішніх ємностей та індуктивностей трансфоматора 3 виникають високочастотні затухаючі коливання, що накладаються на напругу основної частоти На ненавантаженому ході, коли амплітудне значення напруги високочастотних коливань найбільше, усі ВИХІДНІ ємності 15 у моменти, коли напівперюди напруги високочастотних коливань на виводах 5, 6 секцій 4 за полярністю співпадають з напругою основної частоти, заряджаються до величин, що перевищують середню за напівперюд величину напруги основної частоти Коли на початках 27 та 36 додаткових перших 28 та других 37 навиток, а також на початках 5 секцій 4 буде плюс, через додаткові перші й другі конденсатори 25 та 34, додаткові перші й другі резистори 22 та 31, база - емітерні переходи першого й другого транзисторів 19 та 20 потечуть струми, ці транзистори відкриються Під час напівперюд їв високочастотних коливань напруги на секціях 4, полярність яких співпадає з полярністю напруги основної частоти, струм у випрямлячах 10 основної частоти буде протікати через діоди, що приєднані паралельно транзисторам, а через транзистори струм протікати не буде й вони зайдуть у глибоке насичення Під час напівперюдів високочастотних коли Таким чином, введені в кожну з N чарунок додаткові конденсатори та навитки трансформатора, що приєднані до транзисторів, які входять до цих чарунок, на відміну від прототипу дозволяють зменшити втрати енергії при роботі в режимі холостого ходу та при малих навантаженнях Література 1 SU а с № 1582299, МПК Н02М7/10, ЗО 07 1990 Преобразователь переменного напряжения в высокое постоянное 2 Патент України № 28095, МПК Н02М7/10, 16 10 2000 Перетворювач низької змінної напруги у високу постійну 46390 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 10