SU1398054A1 - Push-pull d.c. voltage converter - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике . Цель - повышение КПД. Обмотка положительной обратной св зи вмотана во введенное отверстие в сердечнике выходного трансформатора 4. Она разделена на две полуобмотки 5, 6, кажда  из которых вмотана так, что их соединение  вл етс  встречно-последовательным дл  основного магнитного потока, возбуждаемого первичной обмоткой 3 выходного трансформатора 4, и согласно-последовательным дл  магнитного потока, возбуждаемого обмоткой положительной обратной св зи. В устройств е происходит формирование симметричной частной петли гистерезиса сердечника выходного трансформатора 4 и по вл етс  возможность путем выбора количества витков полуоб- моток 5, 6 работать на любой частной петле гистерезиса. 1 з.п. ф-лы. Зил.The invention relates to electrical engineering. The goal is to increase efficiency. The positive feedback winding is wound into the inserted hole in the core of the output transformer 4. It is divided into two half windings 5, 6, each of which is wound so that their connection is opposite to the main magnetic flux induced by the primary winding 3 of the output transformer 4 and consistent with the magnetic flux induced by the positive feedback winding. In devices e, a symmetric partial hysteresis loop of the core of the output transformer 4 is formed and it is possible, by choosing the number of turns of the semi-windings 5, 6, to operate on any particular hysteresis loop. 1 hp f-ly. Zil.

Description

0000

I;DI; D

dodo

Q СП 4;Q SP 4;

t П Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичнрго электропитани  ;истем радиотехники, автоматики и вы- 1ислительной техники.t P The invention relates to electrical engineering and can be used in sources of secondary power supply; a system of radio engineering, automation and high-tech equipment.

Целью изобретени   вл етс  повьппе- нйе КПД двухтактного преобразовател  Посто нного напр жени .The aim of the invention is to improve the efficiency of the push-pull DC-DC converter.

На фиг.1 представлена электричес- ка  принципиальна  схема двухтактного преобразовател  посто нного напр же- фи ; на фиг.2 и 3 - расположение ком- футируклцих обмоток в .отверстии ферро- rjiapHHTHoro сердечника выходного тран (форматора.Fig. 1 shows an electrical schematic diagram of a push-pull converter of the constant voltage; Figures 2 and 3 show the arrangement of the compacted windings in the hole of the ferrojiapHHTHoro output trans core (formatter).

I Двухтактный преобразователь посто- 4нного напр жени  содержит два истора 1 и 2, коллекторы которых Присоединены к крайним выводам пер- йичной обмотки 3 выходного трансфор- йатора А, обмотка положительной обратной св аи, состо ща  из двух полуобмоток 5 и 6, токоограничительные Двухполюсники 7 и 8 и две коммутируюп|ие полуобмотки 9 и 10.I The push-pull DC / DC converter contains two sources 1 and 2, the collectors of which are connected to the extreme terminals of the primary winding 3 of the output transformer A, the positive feedback winding consisting of two half-windings 5 and 6, current-limiting Bipolar 7 and 8 and two commutation semi-windings 9 and 10.

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

Предположим, в исходный момент от- KJpMT транзистор 1. К первичной обмот- 3 трансформатора 4 подключено нап- р  жение источника питани . В сердеч- йнке трансформатора 4 возбуждаетс  н арастающий, магнитный поток Ф, котор|ый генерирует в полуобмотке обратной 5 электродвижущую силу. По цепи пЬлуобмотка 5 - токоограничительный двухполюсник 7 - переход эмиттер - транзистора 1 - полуобмотка 5 протекает отпирающий ток. По аналогичной цепи дл  транзистора 2 протекает ток утечки перехода эмиттер - база. К выводам полуобмоток 9 и 10 приложено напр жение, равное напр жению между базами U, транзисторов 1 и 2:Suppose, at the initial time, the KJpMT transistor 1. To the primary winding 3 of the transformer 4 is connected the voltage of the power source. In the heart of the transformer 4, a growing, magnetic flux F is excited, which generates in the reverse winding 5 an electromotive force. On the circuit of the winding 5 - current-limiting two-port 7 - transition emitter - transistor 1 - half-winding 5 unlocking current flows. A similar circuit for transistor 2 flows the emitter-base junction leakage current. A voltage equal to the voltage between the bases U, transistors 1 and 2 is applied to the pins of the half-windings 9 and 10:

Ui,i -Ui + и, ,Ui, i -Ui + and,,

где и - напр жение на обмотке 6;where and is the voltage across the winding 6;

Ui - падение напр жени  на пере- ходе база - эмиттер транзистора 1.Ui is the voltage drop across the base – emitter junction of the transistor 1.

Полуобмотки 9 и 10 включены встречно-последовательно таким образом, что выходное напр жение на их концах генерируемое основным магнитным потоком Фр, равно нулю, т.е. выполн етс  равенствоSemi-windings 9 and 10 are connected in a counter-series manner so that the output voltage at their ends, generated by the main magnetic flux Fr, is zero, i.e. equality is fulfilled

S,-u;5S, -u; 5

гыgee

to to

где S, , S,j - площадь сердечника, охватываема  витками ujj, ю юлуобмоток 9 и 10 соответственно.where S,, S, j is the area of the core covered by the coils ujj, 10th and 9th and 10th respectively.

Напр жение U, возбуждает в контуре вокруг отверсти  ферромагнитного сердечника магнитныр1 поток ф, который (фиг.2) в сечении S, ферромагнитного сердечника выходного трансформатора 4 складываетс  с магнитным потоком Ф, а в сечении S вычитаетс . Таким образом , локальна  область ферромагнитного сердечника в сечении S, перемаг- ничиваетс  быстрее, чем весь сердечник . Предположим, в некоторый момент времени произошю намагничивание области с сечением S. В этом случае замкнута  вокруг отверсти  магнитна  цепь дл  потока разрываетс , услови  компенсации напр жени  полуобмоток 9 и 10 на их концах перестают выполн тьс  и между базами транзисторов 1 и 2 по вл етс  разность потенциалов , определ ема  в основном ЭДС полуобмотки 10, генерируемой основньш магнитным потоком.The voltage U, excites in the circuit around the aperture of the ferromagnetic core magnetic flux f, which (Fig. 2) in section S, the ferromagnetic core of the output transformer 4 folds with the magnetic flux F, and in section S is subtracted. Thus, the local region of the ferromagnetic core at section S is re-magnetized faster than the entire core. Suppose a magnetization of a region with cross section S occurs at some point in time. In this case, the magnetic flux circuit closed around the aperture is broken, the voltage compensation conditions of the half windings 9 and 10 at their ends cease to exist, and a difference appears between the bases of transistors 1 and 2. potential, determined mainly by the emf of the half-winding 10, generated by the primary magnetic flux.

По цепи полуобмотка 9 - токоограничительный двухполкюник 8 - обмотка 6 - переход эмиттер - база транзистора 1 протекает запирающий ток. После запирани  транзистора 1 благодар  энергии, накопленной в намагни- чив аемом контуре первичной обмотки 3, включаетс  транзистор 2 и в дальнейшем процесс повтор етс  аналогично описанному.On the circuit of the half-winding 9 - current limiting two-pusher 8 - winding 6 - transition emitter - the base of the transistor 1, a blocking current flows. After the transistor 1 is locked due to the energy stored in the magnetized circuit of the primary winding 3, the transistor 2 turns on and the process repeats as described above.

В случае, если одна из полуобмоток , например 10, охватывает весь ферромагнитный сердечник трансформатора 4 (фиг.З), но выполн етс  усло-« вие компенсации ЭДС при их-соединении , а также пол рность включени  их концов, когда магнитный поток ф, возбуждаемый обмоткой 9, совпадает в сечении S , охватываемом обмоткой 9, с основным магнитным потоком Ф, то процесс протекает аналогично описанному , только запирание транзистора 1 осуществл етс  током, генерируемым ЭДС полуобмотки 10, охватывающей весь ферромагнитный сердечник.If one of the semi-windings, for example 10, covers the entire ferromagnetic core of the transformer 4 (FIG. 3), but the condition of compensation of the emf when they are connected, as well as the polarity of switching on their ends, when the magnetic flux f, driven by the winding 9, coincides in section S, covered by the winding 9, with the main magnetic flux Φ, the process proceeds as described, only the locking of the transistor 1 is carried out by the current generated by the half-winding EMF covering the entire ferromagnetic core.

В предлагаемом устройстве за счет размещени  коммутирующих обмоток выходного трансформатора на ферромагнитном сердечнике обеспечиваетс  симметрирование петли гистерезиса, по которой перемагничиваетс  основной объем ВЕлходного трансформатора, а также По вл етс  возможность путемIn the proposed device, by positioning the switching windings of the output transformer on the ferromagnetic core, a hysteresis loop is balanced, through which the main volume of the well transformer is reversal, and also the possibility

выбора количества витков полуобмоток работать на любой частной петле гистерезиса , что повышает КПД и надежность преобразовател .selecting the number of turns of the semi-windings to work on any private hysteresis loop, which increases the efficiency and reliability of the converter.

Claims (2)

1. Двухтактный преобразователь посто нного напр жени , содержащий два1. Push-pull DC / DC converter containing two нитный сердечник выходного трансформатора имеет отверстие, в котором размещены две коммутирующие полуоб- мотки, отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД преобразовател , коллекторы транзисторов присоединены к крайним выводам первичной обмотки трансформатора, крайние вывотранзистора , эмиттеры которых ПОДКЛЮ- Q ды обмотки положительной обратной св чены к первому входному выводу, а базы присоединены к первым выводам то- коограничительных двухполюсников, выходной трансформатор, средний выводThe output transformer core has a hole in which two switching semi-windings are placed, characterized in that, in order to increase the efficiency of the converter, transistor collectors are connected to the extreme terminals of the transformer primary winding, the emitters of which are connected to the positive return cable are connected to the first input terminal, and the bases are connected to the first terminals of current-limiting two-terminal, output transformer, middle output аи которого подключены к вторым выводам токоограничительных двухполюсников , а две коммутирующие полуобмотки соединены встречно-последовательно иai of which are connected to the second terminals of the current-limiting two-terminal, and two commuting semi-windings are connected counter-sequentially and первичной обмотки которого подключен ,5 включены между базами транзисторов.the primary winding of which is connected, 5 are connected between the bases of transistors. к второму входному. выводу, вторична  обмотка присоединена к выходным выводам , средний вьгеод обмотки положительной обратной св зи подключён кto the second input. to the output, the secondary winding is connected to the output terminals, the middle voltage of the positive feedback winding is connected to 2. Преобразователь по п.1, о т л и- чающийс  тем, что одна из коммутирующих полуобмоток охватывает весь ферромагнитный сердечник выходпервому входному выводу, а ферромаг- 20 трансформатора.2. The converter according to claim 1, wherein the one of the switching semi-windings covers the entire ferromagnetic core, the output of the first input terminal, and the ferromagnetic 20 of the transformer. нитный сердечник выходного трансформатора имеет отверстие, в котором размещены две коммутирующие полуоб- мотки, отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД преобразовател , коллекторы транзисторов присоединены к крайним выводам первичной обмотки трансформатора, крайние выводы обмотки положительной обратной св аи которого подключены к вторым выводам токоограничительных двухполюсников , а две коммутирующие полуобмотки соединены встречно-последовательно иThe output transformer core has a hole in which two switching semi-windings are placed, characterized in that, in order to increase the efficiency of the converter, transistor collectors are connected to the extreme terminals of the transformer primary winding, the extreme leads of the positive feedback winding of which are connected to the second current-limiting terminals two-terminal, and two commuting half windings are connected in a counter-sequential manner and включены между базами транзисторов.included between the bases of transistors. 2. Преобразователь по п.1, о т л и- чающийс  тем, что одна из коммутирующих полуобмоток охватывает весь ферромагнитный сердечник выходФиг .З2. The converter according to claim 1, in which one of the switching semi-windings covers the entire ferromagnetic core of the output Fig. 3