ДВУХТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ДЕМПФИРУЮЩЕЙ ЦЕПОЧКОЙ ДЛЯ ВЫПРЯМИТЕЛЬНОГО ДИОДА

Предполагаемая полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в источниках вторичного питания для преобразования постоянного напряжения.
Известен преобразователь постоянного напряжения, содержащий мостовой преобразователь, к выходу которого подключена первичная обмотка трансформатора, ко вторичной обмотке которого подключены диоды в прямом направлении, катоды которых объединены и подключены к фильтру /CM.n.US 5231563, НКИ 363-98,1993/
Недостатком преобразователя является низкий КПД, обусловленный потерями на обратное восстановление вьшрямительных диодов.
Наиболее близким техническим рещением к предлагаемому является двухтактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий соединенные последовательно первый и второй транзисторные ключи, управляющие входы которых подключены к первому и второму управляющим входам преобразователя соответственно, соединенные последовательно первый и второй конденсаторы, подключенные параллельно первому и второму транзисторным ключам, трансформатор, первый вывод первичной обмотки которого подключен к точке соединения первого и второго транзисторных ключей, второй вывод ее подключен к точке соединения первого и второго конденсаторов, первый вывод вторичной обмотки трансформатора подключен через прямо включенный диод к LCфильтру,выход которого подключен к первому выходу преобразователя, ко второму выходу которого подключен второй вывод вторичной обмотки трансформатора /см.з-ку WO 9708812, Н02М 3/337,1997/
Недостатком преобразователя является относительно низкий КПД преобразователя, обусловленный потерями, возникающими при коммутации тока на высокой частоте и связанные с обратным восстановлением диода.
Техническим результатом предполагаемой полезной модели является повышение КПД за счет возврата энергии обратного восстановления диода в нагрузку.
Технический результат достигается тем, что в двухтактном преобразователе постоянного напряжения, содержащем соединенные последовательно первый и второй транзисторные ключи, подключенные к входным выводам двухтактного преобразователя постоянного напряжения, управляющие входы их подключены к первому и второму управляющим входам преобразователя соответственно, соединенные последовательно первый и второй конденсаторы, подключенные параллельно первому и второму транзисторным ключам, трансформатор, первый вывод первичной обмотки которого подключен к точке соединения входа первого и выхода второго транзисторных ключей, второй вывод ее подключен к точке соединения первого и второго конденсаторов, первый вывод вторичной обмотки трансформатора подключен к аноду первого диода, катод которого подключен к первому выводу конденсатора LC-фильтра, к первому выходному выводу двухтактного преобразователя постоянного напряжения, ко второму выходному выводу которого подключен второй вывод конденсатора LC-фильтра, введены второй диод, первая и вторая демпфирующие цепочки, каждая из которых содержит последовательно соединенные резистор, первый вьшод которого является первым выводом ее, второй вывод резистора подключен к аноду первого диода, катод которого подключен к аноду второго диода, катод которого является вторым выводом демпфирующей цепочки, третьим вьюодом которой является первый вывод конденсатора, второй вывод которого подключен к точке соединения катода первого и анода второго диодов, при этом второй вывод вторичной обмотки трансформатора подключен к аноду второго диода, к первому вьшоду индуктивности LC-фильтра, второй вывод которой
,.
подключен ко второму выходному вьшоду двухтактного преобразователя постоянного напряжения, к первым объединенным выводам первой и второй демпфирзтощих цепочек, вторые выводы которых подключены к точке соединения катодов первого и второго диодов, третьи вьюоды первой и второй демпфирующих цепочек подключены соответственно к анодам первого и второго диодов.
На фигуре представлена электрическая схема двухтактного преобразователя постоянного напряжения с демпфирующей цепочкой для выпрямительного диода.
Двухтактный преобразователь постоянного напряжения (фигура) содержит соединенные последовательно первый 1 и второй 2 транзисторные ключи подключенные к входным выводам двухтактного преобразователя, первый и второй управляющие входы которого подключены соответственно к первому и второму управляющим входам первого и второго транзисторных ключей, соединенные последовательно первый 3 и второй 4 конденсаторы, подключенные к входным вьшодам двухтактного преобразователя, трансформатор 5, первый вывод первичной 5i обмотки которого подключен к точке соединения входа первого 1 и выхода второго 2 транзисторного ключей, второй вывод 5 первичной обмотки трансформатора подключен к точке соединения первого 3 и второго 4 конденсаторов, первый вывод вторичной 52 обмотки трансформатора подключен к аноду первого 6 диода, катод которого подключен к первому выходному выводу двухтактного преобразователя, к катоду второго 7 диода, к первому выводу конденсатора 8 LC-фильтра 8-9, второй вывод вторичной 52 обмотки трансформатора 5 подключен аноду второго 7 диода, к первому выводу индуктивности 9 LC-фильтра 8-9, второй вывод которой подключен ко втором выходному вьшоду двухтактного преобразователя постоянного напряжения, ко второму вьшоду конденсатора 8 LC-фильтра 8-9, к объединеным первым выводам первой и второй демпфирующих цепочек, первая из которых содержит резистор 10, первый вывод которого является первым выводом ее, второй вывод резистора 10 подключен к аноду первого И диода, катод которого подключен к аноду второго 12
диода, катод которого является вторым выводом первой демпфирующей цепочки и
подключен к катоду первого 6 диода, к аноду которого подключен третий вывод первой демпфирующей цепочки, которым является первый вывод конденсатора 13 ее, второй вывод которого подключен к точке соединения катода первого 11 и анода второго 12 диодов первой демпфирующей цепочки, вторая демпфирующая цепочка содержит резистор 14, первый вьшод которого является первым выводом ее, второй вывод резистора 14 подключен к аноду первого 15 диода, катод которого подключен к аноду второго 16 диода, катод которого является вторым выводом второй демпфирующей цепочки и подключен к катоду второго 7 диода, анод которого подключен к третьему выводу второй демпфирующей цепочки, которым является первый вывод конденсатора 17 ее, второй вывод которого подключен к точке соединения катода первого 15 и анода второго 16 диодов второй демпфирующей цепочки.
Устройство работает следующим образом.
При подаче на управляющий вход первого 1 транзисторного ключа сигнала последний открывается. Во время открытого состояния транзисторного ключа 1 через вторичную обмотку 52 трансформатора 5 и через первый 6 диод начинает протекать ток, конденсатор 17 второй демпфирующей цепочки начинает заряжаться по цепи: резистор 14, первый 15 диод ее, конденсатор 17 , вторичную обмотку 52 трансформатора 5, первый диод 6, нагрузку . В момент коммутации ток через диод 6 уменьшается до нуля, затем идет процесс обратного восстановления диода 6, в течение которого происходит рассасывание заряда, накопленного в р-п переходе его. Энергия, вьщеляющаяся из нагрузки и из источника входного напряжения при рассасывании этого заряда, накапливается в индзтстивности рассеивания трансформатора 5. Сразу после восстановления диода на нем появляется обратное напряжение, которое быстро растет. Когда обратное напряжение будет равно выходному напряжению двухтактного преобразователя, открывается второй диод 16 второй демпфирующей цепочки и энергия.
накопленная в индуктивности рассеивания трансформатора 5 переходит в конденсатор 17. Накопленная в нем энергия сохраняется до следующего момента коммутации и отдается в нагрузку по цепи: индуктивность 9 LC-фильтра 8-9, конденсатор 17, второй 16 диод второй демпфирующей цепочки, нагрузка. При подаче управляющего сигнала на второй 2 транзисторный ключ заряжается конденсатор 13 первой демпфирующей цепочки через ее резистор 10, первый И диод, конденсатор 13, а также через вторичную обмотку 52 трансформатора 5 , второй 7 диод, нагрузку. В момент коммутации ток через диод 12 уменьшается до нуля, затем идет процесс обратного восстановления диода 7, в течение которого происходит рассасьшание заряда, накопленного в р-п переходе его. Энергия, вьщеляющаяся из нагрузки и из источника входного напряжения при рассасывании этого заряда, накапливается в индуктивности рассеивания трансформатора 5. Сразу после восстановления диода 7 на нем появляется обратное напряжение, которое быстро растет. Когда обратное напряжение будет равно выходному напряжению преобразователя, открывается второй диод 12 первой демпфирующей цепочки и энергия, накопленная в индуктивности рассеивания трансформатора 5 переходит в конденсатор 13. Накопленная в нем энергия сохраняется до следующего момента коммутации и отдается в нагрузку по цепи: индуктивность 9 LC-филыра 8-9, вторичную обмотку 52 трансформатора 5, конденсатор 13, второй 12 диод первой демпфирующей цепочки.
Конденсаторы 13 и 17 разряжаются и заряжаются через нагрузку при этом передают часть энергии ей, что значительно снижает потери двухтактного преобразователя постоянного напряжения и повыщает его КПД.