Патент №2394344 - Двунаправленный понижающий преобразователь постоянного напряжения

Двунаправленный понижающий преобразователь постоянного напряжения (ДППН) относится к электротехнике (к силовой электронике) и может быть использован как высоковольтный dc-dc конвертор средней мощности в системах электрооборудования постоянного тока, например, для электровозов постоянного тока напряжением 3(1,5) кВ для питания от контактной сети с повышенным напряжением (12(6) кВ, 18(9) кВ и т.д.). Предлагаемый ДППН с отношением величины высокого напряжения к амплитуде импульсов низкого напряжения, равным К, где К - четное число, большее двух, содержит 3-К+5 ключей, образованных встречно-параллельным соединением вентиля с полным управлением и диода, и К конденсаторов, используемых при одной полярности напряжения. Структура данного ДППН включает в себя два ключевых модуля (M1 и М2), К-2 дополнительных ключевых модуля (ДМ), три дополнительных ключа (ДК) и конденсаторы. Модули M1 и М2 состоят каждый из четырех ключей, последовательно соединенных одноименными выводами, а срединные точки этих модулей служат выводами низкого напряжения. Каждый из модулей ДМ состоит из трех ключей, последовательно соединенных разноименными выводами. Два из ключей ДК подсоединены по одному между первыми точками соединения ключей модулей M1 и М2, отсчитываемыми от выводов низкого напряжения влево и вправо. Модули ДМ каскадно подсоединены к модулям M1 и М2 симметрично относительно них слева и справа. К конденсаторов по одному подсоединены между точками соединения соответствующих оконечных выводов модулей M1 и М2 с модулями ДМ, между точками соединения соседних модулей ДМ и между оконечными выводами оконечных модулей ДМ. Один из двух выводов высокого напряжения подсоединен к соответствующему выходному выводу соответствующего оконечного ДМ непосредственно, а второй - через третий ключ ДК, подсоединенный либо катодом диода к положительному выводу высокого напряжения, либо анодом диода к отрицательному выводу высокого напряжения. Предлагаемый двунаправленный понижающий преобразователь постоянного напряжения обеспечивает технический результат - меньшие потери активной мощности в конденсаторах, т.к. использует конденсаторы с предельными значениями напряжения, не превышающими амплитуду импульсов напряжения на выводах низкого напряжения преобразователя. 5 ил.