SU1658323A1 - Single-cycle dc voltage converter - Google Patents

Description

1one

(21)4490465/07(21) 4490465/07

(22)06.10.88(22) 10/06/88

(46)23.06.91. Бюл. №23(46) 06.23.91. Bul №23

(71} Московский энергетический институт(71} Moscow Energy Institute

(72) С.Г. Бузыкин, Б.А.Глебов и И.С.Гор нский(72) S.G. Buzykin, B.A. Glebov and I.S. Gornsky

(53)621.314.58(088.8)(53) 621.314.58 (088.8)

(56)Патент Англии №1590966, кл.Н 02 F.1981. Журнал ЕС011,1987,с.475,фиг.З,схёма BACK. (54) ОДНОТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ(56) Patent of England No. 1590966, class N 02 F.1981. Journal EC011.1987, p.475, fig.Z, scheme BACK. (54) SINGLE-POWERED CONSTANT VOLTAGE CONVERTER

(57)Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитани . Цель изобретени  - повышение качества выходного напр жени  путем уменьшени  коэффициента(57) The invention relates to electrical engineering and can be used in secondary power supply systems. The purpose of the invention is to improve the quality of the output voltage by reducing the coefficient

пульсаций. В однотактном преобразователе компенсационный конденсатор 8 включен параллельно первичной обмотке 5 силового трансформатора 4. При размыкании управл емого ключа 3 под действием индуктивности рассе ни  первичной обмотки 5 компенсационный конденсатор перезар жаетс  по косинусоидальному закону. При этом в цепь нагрузки выходного блока 7 поступает энерги  как при открытом, так и при закрытом управл емом ключе 3. Избыток этой энергии через возвратный диод, шунтирующий управл емый ключ 3, возвращаетс  в источник питани , подключенный к входным выводам 1 и 2. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.pulsations. In the single-ended converter, the compensation capacitor 8 is connected in parallel with the primary winding 5 of the power transformer 4. When the control key 3 is opened, under the action of the dispersion inductance of the primary winding 5, the compensation capacitor is recharged according to the cosine law. At the same time, the load circuit of the output unit 7 receives energy with both the open and closed control key 3. An excess of this energy through the return diode, which shunts the control key 3, returns to the power source connected to the input terminals 1 and 2. 3 zp f-ly, 2 ill.

аbut

77

(л(l

ҐONҐON

слcl

0000

0000

юYu

САCa

гg

о2Б Л Ж;o2B LF;

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитани .The invention relates to electrical engineering and can be used in secondary power supply systems.

Цель изобретени  - повышение качества выходного напр жени  путем уменьше- ни  коэффициента пульсаций.The purpose of the invention is to improve the quality of the output voltage by reducing the ripple factor.

На фиг.1а,б показана принципиальна  схема; на фиг.2 - диаграммы, по сн ющие ее работу.On figa, b shows a schematic diagram; FIG. 2 shows diagrams explaining its work.

Преобразователь (фиг.1) входными вы- водами 1 и 2 подключен к внешнему источ- нику питани . Полупроводниковый управл емый ключ 3 соединен с силовым трансформатором 4, имеющим первичную 5 и вторичную 6 обмотки. Двухполупериод- ный выпр митель с емкостным фильтром и нагрузкой образуют выходной блок 7, подключенный к вторичной обмотке 6. Первична  обмотка 5 трансформатора 4 и ключ 3 включены последовательно между вывода- ми 1 и 2. Параллельно первичной обмотке 5 подключен компенсирующий конденсатор 8.The converter (Fig. 1) is connected to an external power source by the input terminals 1 and 2. A semiconductor controlled key 3 is connected to a power transformer 4 having a primary 5 and a secondary 6 windings. A full-wave rectifier with a capacitive filter and a load forms an output unit 7 connected to the secondary winding 6. The primary winding 5 of the transformer 4 and the switch 3 are connected in series between terminals 1 and 2. Parallel to the primary winding 5, a compensating capacitor 8 is connected.

В установившемс  режиме трансформатор 4 выполнен с ослабленной магнитной св зью между первичной и вторичной обмотками , что соответствует эквивалентному трансформатору, последовательно с первичной обмоткой которого включен эквивалентный линейный дроссель.In steady state, transformer 4 is made with a weakened magnetic coupling between the primary and secondary windings, which corresponds to an equivalent transformer, in series with the primary winding of which an equivalent linear choke is connected.

Допустим, на интервале (t0-ti) ключ 3 замкнут. В эквивалентном дросселе происходит накопление энергии через нагрузку, дроссель и ключ протекает линейно нарастающий ток. В момент ti по сигналу схемы управлени  ключ 3 размыкаетс , в контуре, образованном последовательно включенным дросселем, конденсатором и нагрузкой , начинаетс  резонансный перезар д конденсатора 8. В момент t2 напр жение конденсатора минимально, а напр жение на ключе максимально. В процессе дальнейшего перезар да конденсатора 8 в момент 1з его напр жение фиксируетс  на уровне напр жени  источника питани  бла- годар  отпиранию возвратного диода ключа 3 (фиг.26) и из дроссел  выводитс  энерги  в источник питани . Далее процесс повтор етс . Дл  нормальной работы преобразо- вател  включение ключа 3 должно происходить на интервале . Дл  исключени  в схеме коммутационных потерь на включение необходимо, чтобы конденсатор 8 к моменту м зар дилс  до напр жени  Е.Suppose on the interval (t0-ti) key 3 is closed. In the equivalent choke, energy is accumulated through the load, the choke and the key flow a linearly increasing current. At time ti, according to the control circuit signal, key 3 opens, in a circuit formed by a series-connected choke, capacitor and load, the resonant overcharge of capacitor 8 begins. At time t2, the voltage of the capacitor is minimum and the voltage on the key is maximum. In the process of further recharging of the capacitor 8 at the moment 1c, its voltage is fixed at the voltage level of the power source thanks to unlocking the return diode of key 3 (Fig. 26) and energy is led out of the drossel to the power source. The process then repeats. For normal operation of the converter, the inclusion of key 3 must occur in the interval. In order to eliminate switching losses in the switching circuit, it is necessary that the capacitor 8 be charged to the voltage E.

Трансформатор преобразовател  работает с небольшим подмагничиванием. которое тем меньше, чем меньше приведенное напр жение на нагрузке U . Режим короткого замыкани  в нагрузке  вл етс  рабочим , при этом ток подмагничивани  равен нулю. В отличие от большинства однотакт- ных преобразователей в предложенном устройстве средний ток подмагничивани  трансформатора в несколько раз меньше тока нагрузки. Дл  обеспечени  работы преобразовател  в режиме холостого хода введен дополнительный конденсатор 9 (фиг. 16).The transformer of the converter works with a slight bias. which is smaller, the smaller the reduced voltage on the load U. The short circuit mode in the load is operational, and the bias current is zero. Unlike most single-ended converters in the proposed device, the average bias current of a transformer is several times less than the load current. An additional capacitor 9 was introduced in order to ensure that the converter operates in idle mode (Fig. 16).

Дл  ограничени  максимального напр жени  на безопасном дл  ключа 3 уровне введены дополнительна  обмотка 10 и дополнительный диод 11. При этом максимальное напр жение ключа 3 ограничиваетс науровнеTo limit the maximum voltage at the key-safe level 3, an additional winding 10 and an additional diode 11 are introduced. At the same time, the maximum voltage of the key 3 is limited to

м, р ( Ws , Nm, p (Ws, N

U3max - t -1- I ; .U3max - t -1- I; .

Передача энергии в нагрузку как при открытом, так и при закрытом ключах , уменьшает пульсации выходного напр жени .The transfer of energy to the load both with the key open and with the key closed reduces the ripple of the output voltage.

Claims (4)

1.Однотактный преобразователь посто нного напр жени , содержащий силовой трансформатор, первична  обмотка которого совместно с включенным последовательно в ее цепь дросселем шунтирована компенсационным конденсатором и подключена через управл емый ключ к входным выводам преобразовател , а вторична  обмотка через выпр митель подключена к выходным выводам преобразовател , шунтированным фильтрующим конденсатором , отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества выходного напр жени  путем уменьшени  коэффициента пульсаций , выпр митель выполнен двухполупериодным, а встречно-параллельно управл ющему ключу включен возвратный диод.1. Single DC voltage converter containing a power transformer, the primary winding of which, together with a choke connected in series to its circuit, is shunted by a compensation capacitor and connected via a controlled key to the input terminals of the converter, and the secondary winding through a rectifier is connected to the output terminals of the converter, shunt filter capacitor, characterized in that, in order to improve the quality of the output voltage by reducing the ripple factor, The driver is made full-wave, and the return diode is turned on opposite to the control key. 2.Преобразователь по п. 1, о.т л и ч a torn , и и с   тем, что в качестве дроссел  использована индуктивность рассе ни  силового трансформатора, выполненного с ос- лабленной магнитной св зью между первичной и вторичной обмотками.2. The converter according to claim 1, о.тл and h a torn, and also with the fact that the scattering inductance of a power transformer made with a weakened magnetic coupling between the primary and secondary windings is used as the drossel. 3.Преобразователь по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что параллельно вторичной обмотке силового трансформатора включен дополнительный конденсатор.3. The converter according to claim 1, that is, that with the fact that an additional capacitor is connected parallel to the secondary winding of the power transformer. 4.Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что в силовой трансформатор введена дополнительна  обмотка, подключенна  через введенный дополнительный диод к входным выводам преобразовател , при направлении проводимости диода, про- тивопрложном направлению проводимости управл емого ключа.4. The converter according to claim 1, that is, that the additional winding is connected to the power transformer and connected through the inserted additional diode to the input terminals of the converter, with the direction of conduction of the diode, and the opposite direction of conductivity. controllable key. 66 вat