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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2283530

DC-Wandler

DC-Wandler

Name des Erfinders: Prasolin Alexey Prokopovich (RU); Railways Alexei Petrovich (RU); Nikiforov Boris (RU); Lozitsky Oleg E. (RU); Pavlyukov Valery (RU); Andrey Fedorov
Der Name des Patentinhabers: Bundes GUP "Zentral Design Bureau für Marine Engineering" Rubin "(RU), Bundes GUP" Produktion und Design Company "IRIS"
Korrespondenzanschrift: 346410, Region Rostow, Nowotscherkassk, st .. Dubrowskij, 15 n / a 10 / I 23, einem Zweig der "Systemsteuerung" IRIS ", Chef-Designer-Direktor AP Temirevu
Startdatum des Patents: 2005.08.09

Verwendung: in elektrischen Schaltungen DC Stromversorgung High Power galvanisch getrennten Stromkreisen. ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG: Um technische Ergebnis erzielen - die Größe und Kosten des Wandlers reduzieren und Hochfrequenzrauschen in dem Wandler zu reduzieren, um einen Transformator mit dem Netz über einen Inverter, zwischen dem Gleichrichter und Filterbelastung enthalten parallel Dämpfungsschaltung aus über die Last einer in Reihe geschalteten Diode und Kondensator aufweist und einschließlich der Kette der Drossel und nach eingeschlossen Diode und dem Mittelpunkt des Parallelschaltung verbunden ist angetrieben Taste. Lieferung von hochfrequenten Schwingungen in einem Kondensator mit einer geschlossenen Steuertaste angesammelt hat, während der öffentliche Schlüssel an die Last durch den Induktor und die Gleichrichterdioden, entfernt Hochspannungsschwankungen gegeben ist.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Electroradio Erfindung bezieht sich insbesondere auf Hochspannungs - DC - Wandler mit hoher Leistung elektrische Isolationsschaltungen, und kann in elektrischen Schaltungen der verschiedenen Gleichstromquellen verwendet werden.

Bekannten DC-Wandler mit einem Transformator, dessen Primärwicklung umfasst, die mit einem Netzwerk über einen gesteuerten Halbleiterschalter, die Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln, und eine Sekundärwicklung des Transformators an die Last über die Gleichrichterdioden verbunden ist, und einem Glättungsfilter (Sources der Leistungselektronik. Handbuch ed. GS . .Nayvelta. M: Funk und Kommunikation 1986 str.360-368)..

Die Arbeits bekannten Wandlern mit hoher Schaltfrequenz der durch eine scharfe Änderung der Rückströme der Gleichrichterdioden gefolgt Schlüssel, die durch die parasitären Leckinduktivität des Transformators geht und die Kapazität hochfrequenten Schwingungen an den Fronten der Ausgangsspannungsimpulse zu verursachen, einen Anstieg in den Tasten und Hochfrequenzrauschen auf den Versorgungsleitungen zu schaffen. Daher ist, wie ein Glättungsfilter wird nach dem Gleichrichter-Filterkondensator verwendet.

Der Nachteil der Wandler mit kapazitiver Filter ist ein hoher Amplitude Stromgleichrichterdioden, um die Größe des Transformators erhöht wird, eine große Abhängigkeit von der gleichgerichteten Spannung auf den Laststrom.

Der nächste in technischen Wesen der beanspruchten Lösung ist der Gleichspannungswandler die Transformator-Primärwicklung mit einem Netzwerk über einen gesteuerten Halbleiterschalter in einer Brücke oder Halbbrückenschaltung enthalten angeschlossen ist, und die Sekundär einer Last durch einen Festkörper-Gleichrichter und Glättungs induktiv-kapazitiven Filters verbunden ist Wicklung ( R.Severne, G.Blum Schaltwandler DC Sekundärenergiesysteme; aus dem englischen ed L.E.Smolnikova - M:. Energoatomisdat 1988 str.73-76) ......

LC-Filter begrenzt die Amplitude des Gleichrichter, kann die Größe des Transformators und die Abhängigkeit der Ausgangsspannung von dem Laststrom zu reduzieren.

Der Nachteil der Wandler mit induktiv-kapazitiver Filter ist die erhöhte installierte Leistung und die Größe der Dioden und Hochfrequenzrauschen in der Lieferkette aufgrund der Schwankung in den Dioden aufgrund hochfrequenten Schwingungen im Spannungsimpuls durch Hochfrequenzschalttasten und eine scharfe Änderung in der Rückstromdioden invertiert, passieren parasitäre Induktivität und Kapazität Schaltung - Transformator-Gleichrichter. Hochspannungsschwankungen an den Dioden erzeugen erhebliche Störungen in der Lieferkette.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Größe und die Kosten des Gleichspannungswandlers und die Verringerung der Hochfrequenzrauschen zu verringern, indem sie Überspannungen an Gleichrichterdioden-Wandler reduziert wird.

Diese Aufgabe wird durch die Tatsache erreicht, daß die Gleichspannung in dem bekannten Wandler, einen Transformator, dessen Primärwicklung umfaßt, wird über angetriebene Tasten in einer Brücke oder Halbbrückenschaltung und der Sekundär montiert mit dem Netzwerk verbunden ist über einen Halbleitergleichrichter und Glättungs induktiv-kapazitiven Filters zwischen Gleichrichter mit einer Last verbunden Wicklung und einen Filter, der parallel mit dem Dämpfungskreis, bestehend aus einem in Reihe geschalteten Kondensator und die Diode zwischen der Induktivität und der Kapazität des Filters parallel zu dem Lastkreis im Drossel und die Diode und die Diode verbunden ist, in Übereinstimmung mit der Richtung des Stromdrossel und dem Mittelpunkt der parallelen Schaltungen angetrieben Schlüssel verbunden ist.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass die Verwendung eines bekannten Wandlerschaltungen parallel zwischen dem Gleichrichter und Filter verbunden Dämpfungs- und aus einem Kondensator, einer Diode, steuerbaren Schalter und der Drosselklappen, die Größe und die Kosten des Wechselrichters reduziert, indem die installierten Leistungsgleichrichterdioden zu reduzieren, die Überspannung reduziert wegen Hochfrequenz-Schalttasten und eine scharfe Änderung in der Rückstrom-Dioden, die durch die parasitäre Kapazität und Induktivität des Transformators-Gleichrichterschaltung und verursachen hochfrequente Schwingungen auf der Oberseite der gleichgerichteten Spannungsimpulse zu invertieren. und reduzieren hochfrequente Rauschen des vorgeschlagenen Wandler durch hochfrequente Gleichrichterspannungsschwankungen zu beseitigen. Da die Energie in dem Dämpfungsschaltung gespeichert sind, nach der Filtration wird nicht in Form von Verlusten freigesetzt und eine Last gegeben ist der Wandlerwirkungsgrad noch hoch. Die Verwendung eines separaten Drosselschaltung Dämpfung parallel dazu eine Filterinduktivität montiert ermöglicht die beanspruchte Vorrichtung in Hochleistungswandlern. Die positive Wirkung des vorgeschlagenen Wandler ist zertifiziert Prüfstandtest einen Prototyp 50 kW erzeugt.

DC-Wandler

Die Zeichnung zeigt ein schematisches Diagramm des vorgeschlagenen Wandler, wo angegeben: 1-8 - Leistungstransistormodule; 9 - Transformator; 13.10 - Gleichrichter-Dioden; 14 - Dämpfungsdiodenkette; 15 - Kondensator Dämpfungsschaltung; 16 - Induktivität von Filtern; 17 - Transistor Dämpfungsschaltung; 18 - Drossel Dämpfungsschaltung; 19 - Diode; 20 - Kapazität von Filtern.

WANDLER funktioniert wie folgt

Konstantspannung Uin wird dem primären geliefert des Transformators 9 über die Brückenschaltung Wicklung, in der ein Paar von Tasten 3, 8 in Bezug auf das andere Paar von Schlüsseln gegenphasig arbeitet 4, 7 und umgewandelt in eine Wechselspannung. In der Sekundärwicklung des Transformators 9 wird die Brückenspannung gleichgerichtet und durch einen 10-13-Filter durch die Induktivität gebildeten 16 zugeführt und die Kapazität 20, die Last Vout. Lieferung von hochfrequenten Schwingungen an der Spitze der gleichgerichteten Spannungsimpulse durch die Diode 14 in den Kondensator 15. Der Transistor 17 umfassen eine Pause zwischen dem Ausschalten eines Paares von Transistoren 3, 8, und die Einbeziehung von anderen Paaren gespeichert - 4, 17 und 7. Der Transistor kann durch die Gesetze der Pulsweitenmodulation gesteuert werden, Puls-Frequenz-Modulation, um den Kondensator 15, konstanten Spannungspegel gehalten wird. Bei der Öffnung des Transistors 17, dem Kondensator 15 gibt die gespeicherte Energie über eine Drossel 18 zu der Last. Restriktor 18 ist für Ströme auf der kleinen Dämpfungsleistung berechnet. Die Diode 19 ist entworfen, um die Drossel 18 in der aktuellen Zeit zu schließen, schalten Sie den Transistor 17 Dioden 10-13 genommen werden Überspannung, sind hochfrequente Spannungsschwankungen eliminiert und reduziert Rauschen in der Schaltung des Umrichters.

Als Ergebnis Schutz der damit Überspannungsdioden, werden sie mit einem niedrigeren maximalen Spannung gewählt, d.h. eine installierte Leistung und kleiner in der Größe zu senken. Leistungsverlust in der Spannungsdämpfungsschaltung im wesentlichen in dem Konverter die Gesamtverluste nicht erhöht, wird der Wandlerwirkungsgrad so hoch beibehalten. Wirkungsgrad Stoßdämpfungsdiode ist unabhängig von dem Leistungswandler und ermöglicht die Verwendung der beanspruchten Vorrichtung für Hochleistungswandlern.

Basierend auf den oben und über die Ergebnisse der Patent Information Retrieval glauben, dass die vorgeschlagene DC-Wandler die Kriterien der "Neuheit", "erfinderischen Tätigkeit", "Industrielle Anwendbarkeit" erfüllt, und es kann durch ein Patent der Russischen Föderation geschützt werden.

FORDERUNGEN

DC-Wandler mit einem Transformator, dessen Primärwicklung aufweist, mit dem Netzwerk über angetriebene Tasten in einer Brücke oder Halbbrückenschaltung und der Sekundär montierten Wicklung verbunden ist mit einer Last über einen Halbleitergleichrichter und Glättungs Induktanz-Kapazitätsfilter verbunden ist, daß zwischen dem Gleichrichter und Filter gekennzeichnet parallelgeschaltet Dämpfungsschaltung, bestehend aus einer in Reihe geschalteten Diode und der Kondensator zwischen der Induktivität und Kapazität über die Last der Filterschaltung, die in der Drossel und der Diode ist die Diode in Übereinstimmung mit der Richtung der Drosselstrom verbunden ist, und einen Mittelpunkt parallel Ketten angetrieben Schlüssel verbunden ist.

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Erscheinungsdatum 17.02.2007gg