RU129722U1 - AUTOMATIC CONTROL MODES OF CONVERTER IN DOUBLE DIRECTIONAL CONVERSION VOLTAGE CONVERTERS - Google Patents

Abstract

Узел автоматического переключения режимов преобразования двунаправленного обратноходового преобразователя постоянного напряжения, содержащий управляющие ключи, отличающийся тем, что включает дополнительную обмотку, выполненную в трансформаторе преобразователя, которая встречно-последовательно соединена с вторичной обмоткой трансформатора, а к другому концу дополнительной обмотки присоединен выпрямитель, а также стабилизатор напряжения, соединенный через ключ блокировки, управляемый через гальваническую развязку, напряжением управления, с ключом управления вторичной обмотки трансформатора преобразователя.A node for automatically switching conversion modes of a bi-directional flyback DC-DC converter, containing control keys, characterized in that it includes an additional winding made in the transformer of the converter, which is counter-connected to the secondary winding of the transformer, and a rectifier and a stabilizer are connected to the other end of the additional winding voltage connected via a blocking key, controlled through galvanic isolation, voltage board, with a control key of the secondary winding of the transformer of the converter.

Description

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.The proposed utility model relates to electrical engineering, namely to the field of pulsed electrical equipment, and can be used to control a dc-dc converter for bi-directional energy transfer between two DC mains of different voltage.

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.Known bidirectional DC-DC converter (dc-dc converter), with galvanic isolation of the load, made according to the scheme of a step-down voltage converter (RF Patent No. 2454779, published 27.06.2012), which is controlled by control keys.

Недостатком устройства является то, что для управления преобразователем необходимо отдельное управляющее устройство с дополнительным питанием, что снижает надежность и отказоустойчивость преобразователя.The disadvantage of this device is that to control the converter requires a separate control device with additional power, which reduces the reliability and fault tolerance of the converter.

Техническим результатом, на получение которого направлена полезная модель, является повышение надежности и отказоустойчивости двунаправленных обратноходовых преобразователей постоянного напряжения.The technical result, to which the utility model is directed, is to increase the reliability and fault tolerance of bidirectional flyback DC-DC converters.

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.The technical result is achieved by introducing into the bidirectional flyback DC-DC converter a node for automatically switching conversion modes. The assembly consists of an additional winding to the transformer of the converter, which is connected in turn through the rectifier in series with the secondary winding of the transformer of a bi-directional flyback DC-DC converter, and to the second end of the additional winding is connected another rectifier, switched on counter to the first, as well as a voltage regulator, which through the lock key, controlled via galvanic, for example optocoupler isolation, control voltage, provides with a key Board windings switching converter transformer secondary winding in synchronism with the feeding of the control voltage.

На фиг.1 показана схема двунаправленного обратноходового преобразователя постоянного напряжения с узлом автоматического переключения режимов.Figure 1 shows a diagram of a bi-directional flyback DC-DC converter with an automatic mode switching unit.

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.The device operates as follows. When energy is transferred from bus A to bus B, at the moment of closing the control key 2 of bus A, at the ends of the additional winding 3.1 an E.D.S. opposite polarity, the current of which is blocked by the rectifier 6. The switching key 4 is open. At the ends of windings 2.1 and 2.2, E.D.S. of opposite polarity, the current of which is blocked by open keys 4 and 5, as well as by a rectifier 3. This leads to the accumulation of energy in the transformer magnetic circuit in the form of magnetic energy. At the moment of opening of the key 2 (the moment of the beginning of the reverse stroke), at the ends of the windings 2.1 and 2.2, as well as at the ends of the additional winding 3.1, the reverse polarity of E.D.S. Current of this E.D.S. flows through rectifier 6, stabilizer 7, closed key 8, to the input of switching key 4, which leads to its closure and further transfer of the reverse current to bus B through the circuit: (U +) => Bus load B => (U -) = > key 4 => rectifier 3 => winding 2.2 => winding 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.When energy is transferred from bus B to bus A, at the moment of direct start, a high level of control voltage is supplied to the control input of key 5 and through galvanic (for example, through an optoelectronic pair) isolation 9, to the control input of lock key 8. In this case, key 5 closes, and key 8 opens. At the ends of winding 3.1, E.D.S. forward stroke, the positive potential of which is applied to the rectifier 6. Current of this E.D.S. it is blocked by an open lock key 8, which prevents the closure of key 4. At the same moment (the moment of the beginning of the forward stroke), at the ends of the winding (2.2) an EMD also appears, the positive potential of which is applied to the closed key 5. This current E.D.S. it is blocked by an open key 4, preventing a short circuit of winding 2.2 in the circuit: Winding 2.2 => Key 5 => Key 4 => Rectifier 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.Thus, the technical result of the utility model is achieved and automatic switching between the parts of the secondary winding 2.1 and 2.2 is provided depending on the direction of conversion, which ensures high reliability and fault tolerance even in the event of a failure of the converter control systems.

Claims (1)

Узел автоматического переключения режимов преобразования двунаправленного обратноходового преобразователя постоянного напряжения, содержащий управляющие ключи, отличающийся тем, что включает дополнительную обмотку, выполненную в трансформаторе преобразователя, которая встречно-последовательно соединена с вторичной обмоткой трансформатора, а к другому концу дополнительной обмотки присоединен выпрямитель, а также стабилизатор напряжения, соединенный через ключ блокировки, управляемый через гальваническую развязку, напряжением управления, с ключом управления вторичной обмотки трансформатора преобразователя.

A node for automatically switching conversion modes of a bi-directional flyback DC-DC converter, containing control keys, characterized in that it includes an additional winding made in the transformer of the converter, which is counter-connected to the secondary winding of the transformer, and a rectifier and a stabilizer are connected to the other end of the additional winding voltage connected via a blocking key, controlled through galvanic isolation, voltage Board, with the key control of the secondary winding of the transformer of the converter.

Images