Гібридний пристрій для перетворення енергії постійного струму на вході в енергію постійного струму на виході

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Гібридний пристрій для перетворення енергії постійного струму на вході в енергію постійного струму на виході, до складу якого входять трансформатор, що має первинну обмотку, чотири ключі, силові входи двох із них підключені до одного з виходів вхідного джерела постійного струму, а два других - до другого виходу джерела, блок керування, перший вихід якого підключений до керуючого входу першого та третього ключів, а другий вихід - до керуючого входу другого та четвертого ключів; вторинна обмотка трансформатора підключена до входів змінного струму (АС-входи) випрямляча, виходи постійного струму (DC-виходи) якого є виходами пристрою, до яких підключають навантаження, який відрізняється тим, що додатково введено другу первинну обмотку та чотири діоди, причому силовий вихід першого ключа підключено до початку першої первинної обмотки та через четвертий діод до силових входів третього та четвертого ключів, силовий вихід третього ключа підключено до кінця першої первинної обмотки та через другий діод до силових входів першого та другого ключів, силовий вихід другого ключа підключено до кінця другої первинної обмотки та через третій діод до силових входів третього та четвертого ключів, а силовий вихід четвертого ключа підключено до початку другої первинної обмотки та через перший діод до силових входів першого та другого ключів.

Текст

Гібридний пристрій для перетворення енергії постійного струму на вході в енергію постійного струму на виході, до складу якого входять трансформатор, що має первинну обмотку, чотири ключі, силові входи двох із них підключені до одного з виходів вхідного джерела постійного струму, а два других - до другого виходу джерела, блок керування, перший вихід якого підключений до керуючого входу першого та третього ключів, а другий вихід до керуючого входу другого та четвертого ключів; U 2 (19) 1 3 41218 4 Недоліком даного пристрою - аналогу є збільЗа прототип корисної моделі, що пропонуєтьшення масогабаритних параметрів з причини одся, прийнятий повномостовий (full bridge) пристрій ностороннього насичення осердя трансформатодля перетворення енергії постійного струму на ра, що обмежує розмах величини індукції в осерді вході в енергію постійного струму на виході, до трансформатора. складу якого входять трансформатор, початок Це приводить до того, установочна потужність первинної обмотки якого підключений до виходів трансформатора і відповідно його розмір та вага вхідного джерела постійного струму через перший вибираються більшими, ніж це необхідно для зата четвертий ключі, а кінець первинної обмотки безпечення передачі вибраної величини потужнопідключений до виходів вхідного джерела постійсті, приблизно, в чотири рази. ного струму через другий та третій ключі, блок Відомий також пристрій для перетворення керування, перший вихід якого підключений до енергії постійного струму на вході в енергію покеруючого входу першого та третього ключів, а стійного струму на виході виконаний за схемою другий вихід - до керуючого входу другого та чет«push-pull» (тягни-штовхай), до складу якого вховертого ключа; вторинна обмотка трансформатора дять трансформатор, дві первинні обмотки якого підключена до входів змінного струму (АС-входи) з'єднані послідовно таким чином, що спільний вивипрямляча, виходи постійного струму (DCвід обмоток підключений до одного з виводів вхідвиходи) якого є виходами пристрою до яких підного джерела постійного струму, а крайні виводи ключають навантаження [Источники вторичного первинних обмоток через ключі підключені до друэлектропитания с бестрансформаторным входом гого виводу вхідного джерела постійного струму; для электронной аппаратуры. Учеб. пособие / блок керування, перший вихід якого підключений В.В.Пилинский. - Киев: КПИ, 1985. - 104 с]. до керуючого входу першого ключа, а другий вихід Пристрій-прототип функціонує наступним чи- до керуючого входу другого ключа; вторинна обном. Блок керування генерує імпульси керування, мотка трансформатора підключена до входів змінякі періодично та по-черзі замикають та розмиканого струму (АС-входи) випрямляча, виходи поють ключі. При замкнених першому та третьому стійного струму (DC- виходи) якого є виходами ключах, другий та четвертий ключі при цьому ропристрою до яких підключають навантаження [Пезімкнені, струм вхідного джерела постійного струретворювальна техніка. Підручник ч.2 му проходить через первинну обмотку в прямому /Ю.П.Гончаров, О.В.Будьонний, В.Г.Морозов, напрямку. При замкнених другому та четвертому М.В.Панасенко, В.Я.Романенко, B.C.Руденко. За ключах, перший та третій ключі при цьому розіред. B.C.Руденко. - Харків: Фоліо, 2000. - 360 с мкнуті, струм вхідного джерела постійного струму ISBN 966-03-06970.]. проходить через первинну обмотку в протилежноПристрій-аналог функціонує наступним чином. му напрямку. Цей знакозмінний струм індукує наБлок керування генерує імпульси керування, які пругу змінного струму у вторинній обмотці трансперіодично та по-черзі вмикають та вимикають форматора, яка, в свою чергу, підключена до ключі. При відкритому першому ключі, другий ключ входів змінного струму (АС-входи) випрямляча. при цьому закритий, струм вхідного джерела поВиходи постійного струму (DC-виходи) останнього стійного струму проходить через першу первинну є виходами пристрою, до яких підключають наванобмотку. При відкритому другому ключі, перший таження. ключ при цьому закритий, струм вхідного джерела Недоліком пристрою - прототипу є низька напостійного струму проходить через другу первинну дійність пристрою в ситуації, коли перша пара обмотку. Так як первинні обмотки включені посліключів замикається раніше ніж розімкнеться друга довно, в магнітопроводі трансформатора виникає пара ключів. знакозмінний магнітний потік, який індуціює напруЦе приводить до того, що ключі перевантажугу змінного струму в вторинній обмотці трансфорються струмом короткого замикання і пристрій матора, яка, в свою чергу, підключена до входів може вийти з ладу за рахунок теплового пробою змінного струму (АС-входи) випрямляча. Виходи ключів. постійного струму (DC-виходи) останнього є вихоВ основу корисної моделі, що пропонується, дами пристрою, до яких підключають навантаженпоставлена задача підвищення надійності роботи ня. пристрою та зменшення його масогабаритних паНедоліком цього пристрою - аналогу є низька раметрів. надійність пристрою з тієї причини, що за рахунок Поставлена задача вирішується за рахунок тоіндукції в первинній обмотці трансформатора, яка го, що в гібридний пристрій для перетворення підключена до вимкненого ключа, напруга, на енергії постійного струму на вході в енергію поцьому ключі, перевищує вхідну напругу постійного стійного струму на виході, до складу якого входять струму майже в два рази, що може привести до трансформатор, що має первинну обмотку, чотири електричного пробою ключа. Другою причиною ключі, силові входи двох із них підключені до однонизької надійності пристрою є небезпека перегріву го з виходів вхідного джерела постійного струму, а пристрою за рахунок намагнічування осердя два інших - до другого виходу джерела, блок керутрансформатора постійною складовою струму вання, перший вихід якого підключений до керуюпервинної обмотки , причиною якої є неоднакочого входу першого та третього ключів, а другий вість елементів пристрою (ключів, обмоток і т.д.) вихід - до керуючого входу другого та четвертого або одночасність перемикання ключів. ключів; вторинна обмотка трансформатора підЦе приводить до того, що пристрій може вийти ключена до входів змінного струму (АС-входи) з ладу з причини порушення як теплового режиму, випрямляча, виходи постійного струму (DCтак і електричного пошкодження. виходи) якого є виходами пристрою до яких під 5 41218 6 ключають навантаження згідно корисної моделі варіанту гібридного пристрою для перетворення введено другу первинну обмотку та чотири діоди, енергії постійного струму на вході в енергію попричому силовий вихід першого ключа підключено стійного струму на виході, обумовлений ознаками, до початку першої первинної обмотки та через які відрізняють цей варіант за сумою ознак, від четвертий діод до силових входів третього та четподібних пристроїв, описаних згідно відомого рівня вертого ключів, силовий вихід третього ключа підтехніки, зокрема, описаних у корисній моделі і як ключено до кінця першої первинної обмотки та аналоги, і як прототип. через другий діод до силових входів першого та Запропонований пристрій пояснюють наведені другого ключів, силовий вихід другого ключа підкреслення, де: ключено до кінця другої первинної обмотки та че- на Фіг.1 зображена функціональна схема гібрез третій діод до силових входів третього та четридного пристрою для перетворення енергії повертого ключів, а силовий вихід четвертого ключа стійного струму на вході в енергію постійного підключено до початку другої первинної обмотки струму на виході. та через перший діод до силових входів першого Згідно корисної моделі, функціональна схема та другого ключів. Фіг.1, гібридний пристрій для перетворення енергії У корисній моделі, що пропонується процес постійного струму на вході в енергію постійного перетворення енергії постійного струму на вході в струму на виході містить трансформатор 1, що енергію постійного струму на виході реалізується в має дві первинні обмотки 2, 3; чотири ключі 4, 5, 6, межах заявленої схеми наступним чином. Блок 7, силові входи двох із них підключені до одного з керування генерує імпульси керування, які перівиходів 8 вхідного джерела постійного струму, а одично та по-черзі замикають та розмикають клюдва других - до другого виходу 9 джерела; чотири чі. При замкнених першому та третьому ключах, діоди 10, 11, 12, 13, причому силовий вихід першодругий та четвертий ключі при цьому розімкнуті, го ключа 4 підключено до початку першої первинструм вхідного джерела постійного струму прохоної обмотки 2 та через четвертий діод 13 до силодить через першу первинну обмотку в прямому вих входів третього 6 та четвертого 7 ключів, напрямку. При розімкнутих першому та третьому силовий вихід третього ключа 6 підключено до ключах струм, причиною якого є напруга самоіндукінця першої первинної обмотки 2 та через другий кції першої обмотки, протікає через другий та четдіод 11 до силових входів першого 4 та другого 5 вертий діоди та першу первинну обмотку в протиключів, силовий вихід другого ключа 5 підключено лежному напрямку. При замкненому другому та до кінця другої первинної обмотки 3 та через тречетвертому ключах, перший та третій ключі при тій діод 12 до силових входів третього 6 та четверцьому розімкнуті, струм вхідного джерела постійтого 7 ключів, а силовий вихід четвертого ключа 7 ного струму проходить через другу первинну обпідключено до початку другої первинної обмотки 3 мотку в протилежному напрямку, а при розімкнута через перший діод 10 до силових входів першотих другому та четвертому ключах струм го 4 та другого 5 ключів; блок керування 14, перпричиною якого є напруга самоіндукції другої обший вихід якого підключений до керуючого входу мотки, протікає через перший та третій діоди та першого 4 та третього ключів 6, а другий вихід - до другу первинну обмотку в прямому напрямку. При керуючого входу другого 5 та четвертого ключа 7; цьому, магнітні потоки, що створюються струмами вторинна обмотка 15 трансформатора підключена в першій та другій первинних обмотках додаються, до входів змінного струму (АС-входи) випрямляча з урахуванням їх напрямків, в осерді трансформа16, виходи постійного струму (DC-виходи) якого є тора. Сумарний знакозмінний магнітний потік індувиходами пристрою 17 до яких підключають навакує напругу змінного струму у вторинній обмотці нтаження. трансформатора, яка, в свою чергу, підключена до Опис роботи джерела, що заявляється. входів змінного струму (АС-входи) випрямляча. У корисній моделі, що пропонується, процес Виходи постійного струму (DC- виходи) останнього перетворення енергії постійного струму на вході в є виходами пристрою, до яких підключають наваненергію постійного струму на виході реалізується в таження. межах заявленої схеми наступним чином. Блок В запропонованій корисній моделі, зменшення керування 14 генерує імпульси керування, які пемаси та габаритних розмірів досягається за рахуріодично, попарно та по-черзі замикають та розминок зустрічного включення первинних обмоток кають ключі 4, 5, 6, 7. При замкнених першому 4 та трансформатора, яка спричиняє активне двостотретьому 6 ключах, другий 5 та четвертий 7 ключі роннє намагнічування осердя трансформатора та при цьому розімкнуті, струм з виходу 8 вхідного розширяє діапазон змін величини індукції в осерді джерела постійного струму проходить через пертрансформатора , що дозволяє зменшити масу шу первинну обмотку 2 в прямому напрямку. При трансформатора та його габаритні розміри. розімкнутих першому 4 та третьому 6 ключах Підвищення надійності роботи пристрою досяструм, причиною якого є напруга самоіндукції гається за рахунок того, що, по-перше, напруга на першої обмотки 2, протікає через другий 11 та черозімкнених ключах не перевищує вхідну напругу твертий 13 діоди та першу первинну обмотку 2 в постійного струму, а, по-друге, наростання струму протилежному напрямку. При замкнутих другому 5 через замкнені ключі, при одночасному їх замита четвертому 7 ключах, перший 4 та третій 6 клюканні, обмежується зустрічним включенням перчі при цьому розімкнені, струм з виходу 8 вхідного винних обмоток, що знижує ймовірність теплового джерела постійного струму проходить через другу пробою ключів. первинну обмотку 3 в протилежному напрямку, а Зазначений вище технічний результат, який при розімкнутих другому 5 та четвертому 7 ключах забезпечується в процесі роботи запропонованого струм, причиною якого є напруга самоіндукції дру 7 41218 8 гої обмотки 3, протікає через перший 10 та третій перетворення енергії постійного струму на вході в 12 діоди та другу первинну обмотку 3 в прямому енергію постійного струму на виході приводить до напрямку. При цьому, магнітні потоки, що створюзменшення маси та габаритних розмірів за рахуються струмами в першій 2 та другій 3 первинних нок того, що в трансформаторі відбувається актиобмотках додаються, з урахуванням їх напрямків, вне двостороннє намагнічування осердя при якому в осерді трансформатора. Сумарний знакозмінний розширюється діапазон зміни величини магнітної магнітний потік індукує напругу змінного струму у індукції. вторинній обмотці 15 трансформатора, яка, в свою Підвищення надійності роботи пристрою досячергу, підключена до входів змінного струму (АСгається за рахунок того, що, по-перше, напруга на входи) випрямляча 16. Виходи постійного струму розімкнених ключах не перевищує напругу вхідну (DC- виходи) останнього є виходами пристрою 17, напругу постійного струму, а струм через замкнені до яких підключають навантаження. ключі, при одночасному їх замиканні обмежується Таким чином, введення другої первинної обзустрічним включенням первинних обмоток, що мотки та чотирьох діодів в гібридний пристрій для знижує ймовірність теплового пробою ключів. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Hybrid device for transformation of input energy of dc current into output energy of dc current

Автори англійською

Korotynskyi Oleksandr Yevtykhiiovych, Drachenko Mykola Petrovych, Skopiuk Mykhailo Ivanovych

Назва патенту російською

Гибридное устройство для преобразования энергии постоянного тока на входе в энергию постоянного тока на выходе

Автори російською

Коротинский Александр Евтихиевич, Драченко Николай Петрович, Скопюк Михаил Иванович

МПК / Мітки

МПК: H01J 37/06, B23K 15/00, H02M 3/28

Мітки: гібридний, виході, енергії, постійного, пристрій, струму, вході, енергію, перетворення

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/4-41218-gibridnijj-pristrijj-dlya-peretvorennya-energi-postijjnogo-strumu-na-vkhodi-v-energiyu-postijjnogo-strumu-na-vikhodi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Гібридний пристрій для перетворення енергії постійного струму на вході в енергію постійного струму на виході</a>

Подібні патенти