RU2478254C1 - Квазирезонансный преобразователь постоянного напряжения с переключением при нулевом напряжении - Google Patents
Квазирезонансный преобразователь постоянного напряжения с переключением при нулевом напряжении Download PDFInfo
- Publication number
- RU2478254C1 RU2478254C1 RU2011140447/07A RU2011140447A RU2478254C1 RU 2478254 C1 RU2478254 C1 RU 2478254C1 RU 2011140447/07 A RU2011140447/07 A RU 2011140447/07A RU 2011140447 A RU2011140447 A RU 2011140447A RU 2478254 C1 RU2478254 C1 RU 2478254C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transformer
- capacitor
- converter
- input
- resistor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках питания. Технический результат заключается в повышении надежности за счет снижения перегрузки на силовом ключе и выпрямителе. Для этого заявленное устройство содержит подключенные параллельно первому и второму входным выводам преобразователя первый конденсатор, первую цепь, состоящую из первой первичной обмотки трансформатора и силового ключа, и вторую цепь из первого и второго резисторов, транзисторный управляющий ключ, третий резистор, второй конденсатор, вторую первичную обмотку трансформатора, третий конденсатор, вторичную обмотку трансформатора, выпрямитель и фильтр, введены третья и четвертая цепи, содержащие соответственно четвертый резистор и первый диод, и пятый резистор и второй диод, включенный встречно первому диоду, при этом первые выводы третьей и четвертой цепей объединены и подключены к первому выводу второй первичной обмотки трансформатора, вторые выводы их объединены и подключены к управляющему входу транзисторного управляющего ключа. 1 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках питания.
Известен квазирезонансный преобразователь напряжения с переключением при нулевом напряжении, содержащий подключенные параллельно первому и второму входным выводам первый конденсатор, первую цепь из первой первичной обмотки трансформатора, силового ключа, шунтированного вторым конденсатором, и первого резистора, и вторую цепь из второго и третьего резисторов и управляющего транзисторного ключа, управляющий вход которого подключен через четвертый резистор к точке соединения силового ключа и первого резистора, к которой подключен первый вывод третьего конденсатора, второй вывод которого подключен к управляющем входу силового ключа, к точке соединения третьего резистора и управляющего транзисторного ключа и через встречно включенный диод - ко второму входному выводу, к которому подключен первый вывод второй первичной обмотки трансформатора, второй вывод которой через четвертый конденсатор подключен к точке соединения второго и третьего резисторов, при этом вторичная обмотка трансформатора через выпрямитель и фильтр подключена к выходным выводам. /См. п. RU №2109394, H02M 3/335, 1994 г./ Недостатком известного преобразователя является недостаточная надежность из-за зависимости выходной мощности от изменения температуры на управляющем транзисторе и от изменения входного напряжения.
Известен источник питания, содержащий подключенные параллельно к первому и второму входным выводам последовательно соединенные первый и второй резисторы, и цепь из первой первичной обмотки трансформатора и силового ключа, управляющий вход которого через третий резистор подключен к точке соединения первого и второго резисторов, к которой подключен через управляющий транзисторный ключ, шунтированный встречно включенным диодом, второй входной вывод, к которому через первый конденсатор подключен управляющий вход управляющего транзисторного ключа, к которому подключен первый вывод четвертого резистора, ко второму выводу которого подключены через последовательно соединенные второй конденсатор и пятый резистор точка соединения первого и второго резисторов и первый вывод второй первичной обмотки трансформатора, второй вывод которой подключен ко второму входному выводу, при этом вторичная обмотка трансформатора подключена через выпрямитель и фильтр к выходным выводам источника питания. /См. п. EP №1626490, H02M 3/35, 2007 г./
Недостатком источника питания является недостаточная надежность, обусловленная перегрузками на силовом ключе и выпрямителе, а также существенная зависимость максимальной выходной мощности от изменения температуры на управляющем транзисторе.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является источник питания, содержащий мостовой выпрямитель и квазирезонансный преобразователь постоянного напряжения, первый и второй входы мостового выпрямителя являются соответственно первым и вторым входами источника питания, первый и второй выходы его подключены соответственно к первому и второму входам квазирезонансного преобразователя постоянного напряжения, состоящего из подключенных параллельно первому и второму входам квазирезонансного преобразователя постоянного напряжения первого конденсатора, цепи из первой первичной обмотки трансформатора и силового ключа, и последовательно соединенные первый и второй резисторы, точка соединения которых подключена - к управляющему входу силового ключа, к выходу управляющего транзисторного ключа, к первому выводу второго конденсатора, второй вывод которого через третий резистор и вторую первичную обмотку трансформатора подключен ко второму входу преобразователя, к которому подключены вход управляющего транзисторного ключа и первый вывод третьего конденсатора, второй вывод которого подключен к управляющему входу управляющего транзисторного ключа и через четвертый резистор и оптрон, свободный ввод которого подключен к управляющему входу силового ключа, - к выходам квазирезонансного преобразователя, к которым подключена через выпрямитель и фильтр вторичная обмотка трансформатора. /См. п. US №6868193, НКИ 363-15, 2006 г./
Недостатком данного преобразователя является недостаточная надежность из-за перегрузок на силовом ключе и выпрямителе, а также из-за существенной зависимости выходной мощности от изменения температуры на управляющем транзисторном ключе квазирезонансного преобразователя постоянного напряжения.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности за счет снижения перегрузки на силовом ключе и выпрямителе.
Результат достигается тем, что в квазирезонансный преобразователь постоянного напряжения с переключением при нулевом напряжении, содержащий подключенные параллельно первому и второму входным выводам преобразователя первый конденсатор, первую цепь, состоящую из первой первичной обмотки трансформатора и силового ключа, и вторую цепь из первого и второго резисторов, точка соединения последних подключена к управляющему входу силового ключа, к выходу транзисторного управляющего ключа и через последовательно соединенные третий резистор и второй конденсатор к первому выводу второй первичной обмотки трансформатора, второй вывод которой подключен ко второму входному выводу преобразователя, к которому подключены вход транзисторного управляющего ключа, и через третий конденсатор - управляющий вход последнего, вторичная обмотка трансформатора через выпрямитель и фильтр подключена к выходным выводам преобразователя, введены третья и четвертая цепи, содержащие соответственно четвертый резистор и первый диод, и пятый резистор и второй диод, включенный встречно первому диоду, при этом первые выводы третьей и четвертой цепей объединены и подключены к первому выводу второй первичной обмотки трансформатора, вторые выводы их объединены и подключены к управляющему входу транзисторного управляющего ключа.
Анализ известных технических решений из научно-технической и патентной литературы позволяет сделать вывод, что на настоящее время неизвестно техническое решение, содержащее совокупность существенных признаков, что и в предложенном техническом решении.
Использование совокупности признаков, отличающих заявляемое техническое решение от известных при изучении данной и смежной областей раздела техники преобразования постоянного напряжения с той же целью, не выявлено, что обеспечивает заявляемому техническому решению соответствие критерию «существенные отличия» /см. а.с. СССР №1836705, H02M 3/335, 1992, п. РФ №1820466, H02M 3/335, 1991, п. РФ №2076444, H02M 3/335, 1997, п. РФ №2396684, H02M 3/335, 2009, п. US №5126931, НКИ 363-21, 1992, п. US №6816393, НКИ 363-21.23, 2004/.
На чертеже представлена электрическая схема квазирезонансного преобразователя постоянного напряжения с переключением при нулевом напряжении.
Квазирезонансный преобразователь постоянного напряжения с переключением при нулевом напряжении содержит первый 11 и второй 12 входные выводы преобразователя, к которым подключены параллельно первый 2 конденсатор, первая цепь из первой 31 первичной обмотки трансформатора 3 и силового 4 ключа, вторая цепь из первого 5 и второго 6 резисторов, точка соединения которых подключена к управляющему входу силового 4 ключа, к выходу транзисторного 7 управляющего ключа, и через последовательно соединенные третий 8 резистор и второй 9 конденсатор - к объединенным первым выводам третьей и четвертой цепей, состоящих соответственно из последовательно соединенных четвертого 10 резистора и первого 11 диода и пятого 13 резистора и второго 14 диода, включенного встречно первому 11 диоду, к первому выводу второй 32 первичной обмотки трансформатора 3, второй вывод которой подключен ко второму 12 входному выводу, к которому подключены вход управляющего 7 транзисторного ключа, первый вывод третьего 12 конденсатора, второй вывод которого подключен к управляющему входу транзисторного 7 ключа, к объединенным вторым выводам третьей и четвертой цепей, при этом вторичная 33 обмотка трансформатора 3 подключена через выпрямитель 15 и фильтр 16 к первому 171 и второму 172 выходным выводам.
В качестве силового 4 ключа может быть использован МОП-транзистор, в качестве выпрямителя 15 - диод, а в качестве фильтра 16 - конденсатор.
Квазирезонансный преобразователь постоянного напряжения работает следующим образом.
В исходном состоянии ток в обмотках 31 и 32 трансформатора 3 отсутствует, силовой 4 ключ заперт. При подаче входного напряжения V1 происходит заряд второго 9 конденсатора по цепи: первый 11 входной вывод, первый 5 резистор, третий 8 резистор, второй 9 конденсатор, вторая 32 первичная обмотка трансформатора 3, второй 12 входной вывод и заряд емкости затвора силового 4 ключа через первый 5 резистор до порогового значения напряжения на затворе. В этот момент начинается отпирание силового 4 ключа, в результате на первой 31 первичной обмотке трансформатора 3 появится напряжение. Благодаря наличию магнитной связи на второй 32 первичной обмотке трансформатора 3 появится напряжение положительной полярности V3-2, что приведет к лавинообразному открыванию ключа 4. За время открытого состояния силового 4 ключа (время ton) происходит линейное нарастание тока и накопление энергии в индуктивности первой 31 обмотки трансформатора 3, при этом происходит заряд третьего 12 конденсатора от второй 32 обмотки трансформатора 3 через четвертый 10 резистор и первый 11 диод. При достижении напряжения на конденсаторе 12 уровня V12 открывания транзисторного управляющего 7 ключа последний открывается и запирает силовой 4 ключ. Далее происходит смена полярности на обмотках трансформатора 3, открывается диод выпрямителя 15 и идет передача энергии, накопленной за время открытого состояния силового 4 ключа из трансформатора 3 в конденсатор фильтра 16 и в нагрузку на выходе 171-172. Одновременно с этим от второй 32 обмотки напряжением обратной полярности V3-2о, пропорциональным выходному напряжению V17, происходит перезаряд третьего 12 конденсатора (через второй 14 диод и пятый 13 резистор четвертой цепи) до уровня V12o и второго 9 конденсатора, напряжение которого обеспечит открывание силового 4 ключа в начале следующего периода. Начало следующего периода наступает после передачи всей энергии из трансформатора (время toff) и завершения резонансного процесса разряда емкости сток-исток силового 4 ключа до нуля (время tres). В следующем периоде время ton заряда третьего 12 конденсатора будет определяться суммой порогового V12 и начального напряжения V12o обратной полярности, пропорционального выходному напряжению.
где: V3-2 - напряжение на обмотке 32 трансформатора 3
V12 - напряжение на конденсаторе 12 при открытом транзисторном управляющем ключе 7,
V12o - напряжение на конденсаторе 12 обратной полярности,
C12 - емкость конденсатора 12,
R10, R13 - соответственно сопротивление резисторов 10 и 13,
V15 - напряжение на диоде 15
V3-2о - напряжение обратной полярности на обмотке 32
ton - время открытого состояния силового ключа 4,
toff - время передачи энергии во вторичную 33 обмотку трансформатора 3,
tres - время резонансного процесса разряда емкости сток-исток транзистора силового 4 ключа,
W3-1, W3-2, W3-3 - соответственно число витков первой 31, второй 32 первичных и вторичной 33 обмоток трансформатора 3.
Таким образом, при определенном соотношении витков второй 32 первичной обмотки (обмотки управления) трансформатора 3 W3-2 к W3-1 и W3-3, выбором номиналов резисторов 10 и 13 можно задавать максимальную мощность на выходе, не зависящую от входного напряжения. А при увеличении тока нагрузки до максимального значения, определенного выбранной максимальной мощностью, происходит снижение напряжения на выходе V17 и, следовательно, снижение напряжения V12o на конденсаторе 12, формируя таким образом выходную характеристику с постоянным максимальным током, что значительно повышает надежность преобразователя напряжения. При этом сумма V12 и V12o в малой степени зависит от температуры на транзисторном 7 ключе, что обеспечивает надежность работы его и силового ключа 4.
Claims (1)
- Квазирезонансный преобразователь постоянного напряжения с переключением при нулевом напряжении, содержащий подключенные параллельно первому и второму входным выводам преобразователя первый конденсатор, первую цепь, состоящую из первой первичной обмотки трансформатора и силового ключа, и вторую цепь из первого и второго резисторов, точка соединения последних подключена к управляющему входу силового ключа, к выходу транзисторного управляющего ключа и через последовательно соединенные третий резистор и второй конденсатор к первому выводу второй первичной обмотки трансформатора, второй вывод которой подключен ко второму входному выводу преобразователя, к которому подключены вход транзисторного управляющего ключа, и через третий конденсатор - управляющий вход последнего, вторичная обмотка трансформатора через выпрямитель и фильтр подключена к выходным выводам преобразователя, отличающийся тем, что введены третья и четвертая цепи, содержащие соответственно четвертый резистор и первый диод, и пятый резистор и второй диод, включенный встречно первому диоду, при этом первые выводы третьей и четвертой цепей объединены и подключены к первому выводу второй первичной обмотки трансформатора, вторые выводы их объединены и подключены к управляющему входу транзисторного управляющего ключа.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011140447/07A RU2478254C1 (ru) | 2011-10-06 | 2011-10-06 | Квазирезонансный преобразователь постоянного напряжения с переключением при нулевом напряжении |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011140447/07A RU2478254C1 (ru) | 2011-10-06 | 2011-10-06 | Квазирезонансный преобразователь постоянного напряжения с переключением при нулевом напряжении |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2478254C1 true RU2478254C1 (ru) | 2013-03-27 |
Family
ID=49151486
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011140447/07A RU2478254C1 (ru) | 2011-10-06 | 2011-10-06 | Квазирезонансный преобразователь постоянного напряжения с переключением при нулевом напряжении |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2478254C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1064391A1 (ru) * | 1982-03-16 | 1983-12-30 | Государственное Союзное Конструкторско-Технологическое Бюро По Проектированию Счетных Машин С Опытным Заводом | Однотактный транзисторный преобразователь посто нного напр жени в посто нное |
SU1244761A1 (ru) * | 1984-12-21 | 1986-07-15 | Предприятие П/Я А-1811 | Однотактный преобразователь посто нного напр жени |
SU1684893A1 (ru) * | 1986-06-24 | 1991-10-15 | Научно-Исследовательский Институт Автоматики И Электромеханики При Томском Институте Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники | Устройство пуска преобразовател |
RU2109394C1 (ru) * | 1994-06-09 | 1998-04-20 | Акционерное общество закрытого типа Малое многопрофильное предприятие "ИРБИС" | Квазирезонансный преобразователь постоянного напряжения с переключением при нулевом напряжении |
US6868193B1 (en) * | 2000-09-08 | 2005-03-15 | Corel Inc. | Method and apparatus for varying automated data processing |
EP1626490A1 (en) * | 2004-08-11 | 2006-02-15 | SMK Corporation | A synchronous rectifying switching power source circuit |
-
2011
- 2011-10-06 RU RU2011140447/07A patent/RU2478254C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1064391A1 (ru) * | 1982-03-16 | 1983-12-30 | Государственное Союзное Конструкторско-Технологическое Бюро По Проектированию Счетных Машин С Опытным Заводом | Однотактный транзисторный преобразователь посто нного напр жени в посто нное |
SU1244761A1 (ru) * | 1984-12-21 | 1986-07-15 | Предприятие П/Я А-1811 | Однотактный преобразователь посто нного напр жени |
SU1684893A1 (ru) * | 1986-06-24 | 1991-10-15 | Научно-Исследовательский Институт Автоматики И Электромеханики При Томском Институте Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники | Устройство пуска преобразовател |
RU2109394C1 (ru) * | 1994-06-09 | 1998-04-20 | Акционерное общество закрытого типа Малое многопрофильное предприятие "ИРБИС" | Квазирезонансный преобразователь постоянного напряжения с переключением при нулевом напряжении |
US6868193B1 (en) * | 2000-09-08 | 2005-03-15 | Corel Inc. | Method and apparatus for varying automated data processing |
EP1626490A1 (en) * | 2004-08-11 | 2006-02-15 | SMK Corporation | A synchronous rectifying switching power source circuit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101552570B (zh) | 一种具有限频功能的开关稳压电路及方法 | |
US20130063982A1 (en) | Soft Transition Apparatus and Method for Switching Power Converters | |
CN107786092A (zh) | 变换器与其控制方法 | |
US8115460B2 (en) | Power conversion with zero voltage switching | |
KR101240746B1 (ko) | 플라이백 컨버터가 통합된 전력 컨버터 | |
CN105375783A (zh) | 反馈控制方法和基于该方法的不对称半桥式反激变换器的控制方法及两方法的实现电路 | |
TW201145778A (en) | Active-clamp circuit for quasi-resonant flyback power converter | |
US9698671B2 (en) | Single-stage AC-to-DC converter with variable duty cycle | |
CN111656661A (zh) | 恒频dc / dc功率转换器 | |
US10075095B2 (en) | Transformerless AC line isolator | |
US9812968B2 (en) | Zero voltage switching detection apparatus and method | |
CN104104063A (zh) | 一种非线性电路实现反激变换器过流保护的方法 | |
CN105471285B (zh) | 开关电源装置 | |
Schobre et al. | Design of a GaN based CLLC converter with synchronous rectification for on-board vehicle charger | |
RU2455746C2 (ru) | Двухтактный мостовой преобразователь | |
CN212323999U (zh) | 一种同步整流控制电路及反激式开关电源 | |
RU2478254C1 (ru) | Квазирезонансный преобразователь постоянного напряжения с переключением при нулевом напряжении | |
CN112087148A (zh) | 一种同步整流控制电路及反激式开关电源 | |
Chakraborty et al. | An improved asymmetric half-bridge converter with zero DC offset of magnetizing current | |
RU2510864C1 (ru) | Мостовой преобразователь напряжения | |
US8937463B2 (en) | Common-core power factor correction resonant converter | |
RU2635364C2 (ru) | Двухтактный dc/dc-преобразователь | |
RU2717232C1 (ru) | Двухтактный резонансный DC-DC преобразователь | |
RU2444776C1 (ru) | Вторичный источник питания | |
RU2531375C2 (ru) | Dc/dc-преобразователь |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141007 |