УЗЕЛ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ В ДВУНАПРАВЛЕННЫХ ОБРАТНОХОДОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Предлагаемая полезная модель относится к электротехнике, а именно к области импульсного электротехнического оборудования, и может быть использована для управления dc-dc конвертором для двунаправленной передачи энергии между двумя магистралями постоянного тока разного напряжения.
Известен двунаправленный преобразователь постоянного напряжения (dc-dc конвертор), с гальванической изоляцией нагрузки, выполненный по схеме понижающего преобразователя напряжения (Патент РФ №2454779, опубликован 27.06.2012), управление которым осуществляется с помощью управляющих ключей.
Недостатком устройства является то, что для управления преобразователем необходимо отдельное управляющее устройство с дополнительным питанием, что снижает надежность и отказоустойчивость преобразователя.
Техническим результатом, на получение которого направлена полезная модель, является повышение надежности и отказоустойчивости двунаправленных обратноходовых преобразователей постоянного напряжения.
Технический результат достигается путем введения в двунаправленный обратноходовой преобразователь постоянного напряжения узла автоматического переключения режимов преобразования. Узел состоит из дополнительной обмотки к трансформатору преобразователя, которая через выпрямитель включается встречно последовательно с вторичной обмоткой трансформатора двунаправленного обратноходового преобразователя постоянного напряжения, а ко второму концу дополнительной обмотки присоединяется еще один выпрямитель, включаемый встречно первому, а также стабилизатор напряжения, которое через ключ блокировки, управляемый через гальваническую, например оптронную развязку, напряжением управления, обеспечивает с помощью ключа управления коммутацию обмоток вторичной обмотки трансформатора преобразователя синхронно с подачей управляющего напряжения.
На фиг.1 показана схема двунаправленного обратноходового преобразователя постоянного напряжения с узлом автоматического переключения режимов.
Устройство работает следующим образом. При передаче энергии из шины А в шину В, в момент замыкания управляющего ключа 2 шины А, на концах дополнительной обмотки 3.1 образуется Э.Д.С. противоположной полярности, ток которой блокируется выпрямителем 6. Коммутирующий ключ 4 разомкнут. На концах обмоток 2.1 и 2.2 так же образуется Э.Д.С. противоположной полярности, ток которой блокируется разомкнутыми ключами 4 и 5, а так же выпрямителем 3. Это приводит к накоплению энергии в магнитопроводе трансформатора в виде магнитной энергии. В момент размыкания ключа 2 (момент начала обратного хода), на концах обмоток 2.1 и 2.2, а так же на концах дополнительной обмотки 3.1 происходит реверс полярности Э.Д.С. Ток данной Э.Д.С. протекает через выпрямитель 6, стабилизатор 7, замкнутый ключ 8, к входу коммутирующего ключа 4, что приводит к его замыканию и дальнейшей передаче тока обратного хода в шину В по цепи: (U+)=>Нагрузка шины В=>(U-)=>ключ 4=>выпрямитель 3=>обмотка 2.2=>обмотка 2.1.
При передаче энергии из шины В в шину А, в момент начала прямого хода, подается высокий уровень управляющего напряжения на вход управления ключа 5 и через гальваническую (например, через оптоэлектронную пару) развязку 9, на управляющий вход ключа блокировки 8. При этом ключ 5 замыкается, а ключ 8 размыкается. На концах обмотки 3.1 возникает Э.Д.С. прямого хода, положительный потенциал которой приложен к выпрямителю 6. Ток этой Э.Д.С. блокируется разомкнутым ключом блокировки 8, что предотвращает замыкание ключа 4. В тот же момент (момент начала прямого хода), на концах обмотки (2.2) так же возникает Э.Д.С., положительный потенциал которой прикладывается к замкнутому ключу 5. Ток этой Э.Д.С. блокируется разомкнутым ключом 4, предотвращая короткое замыкание обмотки 2.2 по цепи: Обмотка 2.2=>Ключ 5=>Ключ 4=>Выпрямитель 3.
Таким образом, достигается технический результат полезной модели и обеспечивается автоматическое переключение между частями вторичной обмотки 2.1 и 2.2 в зависимости от направления преобразования, что обеспечивает высокую надежность и отказоустойчивость даже в случае сбоя управляющих систем преобразователя.