Make your own free website on Tripod.com
CHAT
ГОСТЕВАЯ
ПОИСК
СТАТИСТИКА
 НПП СОЛОМОН Subjects - темы сайта
E-mail: kersolom@yahoo.com yahoo   E-mail: solomon@ukrpack.net ukrpack
Tel./Fax Kiev, Ukraine (38044) 4563080
Load-обновление страницы с сайта Полупроводниковый преобразователь с падающей внешней вольтамперной характеристикой

УКРАЇНА (19) UA (11) 23605 (13) А
(51)6 H02 M 7/26; H02 M 1/10
ДЕРЖАВНЕ
ПАТЕНТНЕ
ВІДОМСТВО

ОПИС ДО ПАТЕНТУ
НА ВИНАХІД

без проведения експертизи по суті
на підставі Постанови Верховної Ради України
№ 3769-ХII від 23.ХII.1993 р.

Публікується в редакції заявника

(54) НАПІВПРОВІДНИКОВИЙ ПЕРЕТВОРЮВАЧ 3 ПАДАЮЧОЮ ЗОВНІШНЬОЮ ВОЛЬТАМПЕРНОЮ ХАРАКТЕРИСТИКОЮ
12

(21) 96124735
(22) 19.12.96 (24)02.06.98
(46) 31.08.98. Бюл. №4
(47) 02.06.98
(72) Широков Владімір Леонідович (RU), Пакідов Алексей Петровіч (RU), Руковчук Владімір Павловіч (RU), Махлін Наум Мордухович, Керцман Соломон Аронович, Федотенков Вячеслав Георгійович
(73) Мале приватне науково-виробниче підприємство "Соломон"

(57) Полупроводниковый преобразователь с падающей внешней вольтамперной характеристикой, содержащий нерегулируемый инвертор с ненасыщающимся силовым выходным трансформатором, содержащим основной сердечник, первичную и вторичную обмотки, отличающийся тем, что в силовой выходной трансформатор введен дополнительный сердечник с немагнитным зазором, причем первичная обмотка трансформатора расположена на основном сердечнике, а вторичная обмотка - на основном и дополнительном сердечнике.


  Изобретение относится к источникам вторичного электропитания, в частности к преобразователям-инверторам и конверторам с падающей внешней вольт-амперной характеристикой и гальванической развязкой нагрузки от питающей сети, и используется преимущественно в электротехнике, электронике и радиоэлектронике.
 В электротехнике и радиоэлектронике широко распространены устройства, предназначенные для питания нагрузок с изменяющимся в широких пределах сопротивлением, например, для питания лазеров, газоразрядных ламп, электрохимических технологических установок, заряда накопительных конденсаторов, аккумуляторных батарей - то есть для работы в режиме источника тока.
  Известен преобразователь постоянного тока, содержащий нерегулируемый инвертор с трансформаторным выходом, выпрямитель, индуктивно-емкостной фильтр, регулятор тока непрерывного действия с узлом обратной связи по току, емкостной накопитель, вспомогательный конденсатор, узел коммутации и дополнительный зарядный резистор, причем выход инвертора подключен ко входу выпрямителя, один полюс постоянного тока которого через дроссель индуктивно-емкостного фильтра последовательно подключен к регулятору тока с узлом обратной связи по току, при этом выход регулятора тока соединен с одними обкладками емкостного накопителя и вспомогательного конденсатора, вторые обкладки которых через узел коммутации подключены ко второму полюсу выпрямителя, между которым и точкой соединения дросселя и регулятора тока подключен конденсатор индуктивно-емкостного фильтра, а между первым полюсом выпрямителя и точкой соединения емкостного накопителя и вспомогательного конденсатора включен дополнительный зарядный резистор [Ромаш Э.М. Источники вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры,- М.: Радио и связь.-1981.-С. 193].
  Недостатками такого преобразователя являются сложность схемы, наличие в выходной цепи полупроводникового ключа, который должен быть рассчитан на наибольший ток нагрузки, активные потери на дополнительном зарядном резисторе.
  Известен также преобразователь, содержащий двухтактный транзисторный автогенератор с ненасыщающимся силовым трансформатором и насыщающимся трансформатором управления, входная обмотка которого включена последовательно с выходной обмоткой силового трансформатора и нагрузкой автогенератора [Патент США № 2748274, кл. 250-36,29.05.1956].
  Недостатками такого преобразователя являются срыв генерации при холостом ходе или при малых нагрузках преобразователя, сравнительно узкий диапазон изменения нагрузки, в котором сигнал управления силовыми транзисторами пропорционален току его нагрузки, низкий коэффициент полезного действия. 30
  В качестве прототипа заявляемого изобретения принят полупроводниковый преобразователь с падающей внешней вольт-амперной характеристикой, содержащий нерегулируемый инвертор с ненасыщающимся силовым выходным трансформатором, содержащим основной сердечник, первичную и вторичную обмотки [Ромаш Э.М. Источники вторичного электро-питания радиоэлектронной аппаратуры. М.: Радио и связь, 1981.-С.190].
  Основной недостаток такого преобразователя - низкий коэффициент полезного действия (не более 30-40%) из-за активных потерь на токоограничивающем резисторе.
  В основу изобретения поставлена задача повышения экономичности полупроводникового преобразователя с падающей внешней вольт-амперной характеристикой путем усовершенствования электрической схемы силового выходного трансформатора, что позволяет снизить активные потери в токоограничивающем резисторе и тем самым увеличить коэффициент полезного действия преобразователя. Суть изобретения состоит в том, что в полупроводниковом преобразователе с падающей внешней вольт-амперной характеристикой, содержащем нерегулируемый инвертор с ненасыщающимся силовым входным трансформатором, содержащим основной сердечник, первичную и вторичную обмотки, согласно изобретению, в силовой выходной трансформатор введен дополнительный сердечник с немагнитным зазором, причем первичная обмотка трансформатора расположена на основном сердечнике, а вторичная обмотка - на основном и дополнительном сердечнике.
  Заявляемый преобразователь отличается от известного наличием дополнительного сердечника в цепи силового выходного трансформатора и особенностью расположения его обмоток.
  Такое техническое решение позволяет объединить трансформатор с жесткой внешней характеристикой и дроссель переменного тока, чем обеспечивается падающая внешняя характеристика инвертора и преобразователя в целом.
  Экспериментальная связь между первичной и вторичной обмотками обеспечивается тем, что вторичная обмотка охватывает основной сердечник трансформатора, дроссель переменного тока образуется за счет того, что вторичная обмотка охватывает дополнительный сердечник трансформатора, а также за счет повышенного магнитного рассеяния вторичной обмотки. Дополнительный сердечник силового выходного трансформатора выполнен с немагнитным зазором, что предотвращает его насыщение и искажение формы кривой выходного напряжения при изменении тока нагрузки инвертора, а также повышает стабильность индуктивности дросселя.
  Активные потери в предлагаемом преобразователе незначительны и определяются, в основном, сечением проводов обмоток силового выходного трансформатора.
  На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого преобразователя; на фиг.2 - пример конкретного исполнения силового выходного трансформатора инвертора предлагаемого преобразователя.
  Предлагаемый преобразователь содержит нерегулируемый инвертор 1 с не насыщающимся силовым выходным трансформатором 2, вторичная обмотка которого подключена через выпрямитель 3 и фильтр 4 к нагрузке 5 в случае преобразователя постоянного тока (конвертора). В случае преобразователя переменного тока (инвертора) вторичная обмотка силового выходного трансформатора 2 подключена к нагрузке 5 непосредственно.
  Магнитная система силового выходного трансформатора 2, представленная на фиг. 2, состоит из основного сердечника 6 и дополнительного сердечника 7 с немагнитным зазором 8. Первичная обмотка 9 силового выходного трансформатора 2 расположена на основном сердечнике 6, а вторичная обмотка 10 охватывает оба сердечника - основной 6 и дополнительный 7.

  Устройство работает следующим образом.
  Входным напряжением предлагаемого преобразователя является напряжение постоянного тока. В инверторе 1 осуществляется преобразование постоянного тока в высокочастотное напряжение переменного тока, которое поступает на первичную обмотку силового выходного трансформатора 2. Со вторичной обмотки трансформатора 2 высокочастотное напряжение поступает либо непосредственно на нагрузку 5, либо на вход высокочастотного выпрямителя 3, выход постоянного тока которого подключен либо непосредственно к нагрузке 5, либо через сглаживающий фильтр 4.
  Инвертор 1 может быть выполнен в виде автогенератора или усилителя мощности с независимым возбуждением по одноконтактной или двухконтактной схеме.
  Особенностью предлагаемого преобразователя является также то, что в силу индуктивного характера выходной цепи инвертора в случае ее нагрузки на выпрямитель динамические потери на диодах выпрямителя уменьшаются по сравнению с инвертором с прямоугольной формой выходного напряжения.
  Макет предлагаемого преобразователя, который был использован в качестве преобразователя постоянного тока мощностью до 25 Вт, был использован при изменении сопротивления нагрузки от 0 до 20 Ом. Ток нагрузки при этом изменялся от 1,3 до 0,8 А соответственно. При номинальном напряжении на нагрузке 15 В и токе нагрузки 1 А коэффициент полезного действия преобразователя составил 86%.



Фиг. 1


Фиг. 2


дизайн Г.В.Дыдырко  mail: aink@ukrpack.net