SU1690124A2 - Single-voltage dc voltage converter - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитани . Цель изобретени  - расширение области применени  и повышение надежности путем обеспечени  питани  блока управлени  стабильным выходным напр жением преобразовател . Эта цель достигаетс  тем, что в преобразователь посто нного напр жени  введены дополнительный пороговый элемент, третий диод и нормально замкнутый ключевой элемент, благодар  которым обеспечиваетс  переключение питани  блока управлени  после выхода на номинальный режим - от выхода преобразовател , 2 ил.This invention relates to electrical engineering and can be used in secondary power supply sources. The purpose of the invention is to expand the scope and increase reliability by providing power to the control unit with a stable output voltage of the converter. This goal is achieved by introducing an additional threshold element, a third diode, and a normally closed key element into the DC / DC converter, which ensures switching the control unit after switching to the nominal mode from the output of the converter, 2 Il.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , может быть использовано в источниках вторичного электропитани  и  вл етс  усовершенствованием преобразовател  по авт.св. № 1614081.The invention relates to electrical engineering, can be used in sources of secondary power supply and is an improvement of the converter in auth. No. 1614081.

Цель изобретени  - расширение области применени  и повышение надежности путем обеспечени  питани  блока управлени  стабильным выходным напр жением преобразовател .The purpose of the invention is to expand the scope and increase reliability by providing power to the control unit with a stable output voltage of the converter.

На фиг.1 представлена электрическа  схема преобразовател ; на фиг.2 - временные диаграммы токов и напр жений на элементах преобразовател .Figure 1 shows the electrical circuit of the converter; Fig. 2 shows timing diagrams of currents and voltages on converter elements.

Однотактный преобразователь посто нного напр жени  содержит силовой трансформатор 1, вторична  обмотка 2 которого соединена через выпр митель 3, дроссель 4 и фильтр 5 с выходными выводами, блок 6 управлени , вход питани  которого шунтирован первым конденсатором,транзисторный ключ 8, присоединенный к первичной обмотке 9 силового трансформатора 1, первый 10, второй 11, третий 12 и четвертый 13 резисторы, первый 14 и второй 15 диоды, обратный диод 16, стабилитрон 17, второй 18, третий 19 и четвертый 20 конденсаторы , трансформатор 21 управлени , пороговый элемент 22, содержащий однопереходной транзистор 23 и резисторы 24 и 25, первый транзистор 26, а также дополнительный пороговый элемент 27, третий диод 28 и включенный последовательно с вторым диодом 15 размыкающий ключевой элемент 29, причем последовательно с третьим диодом 28 может быть включен вспомогательный преобразователь напр жени  (не показан).The single-phase DC-DC converter contains a power transformer 1, the secondary winding 2 of which is connected via a rectifier 3, a choke 4 and a filter 5 with output terminals, a control unit 6 whose power input is shunted by the first capacitor, a transistor switch 8 connected to the primary winding 9 power transformer 1, first 10, second 11, third 12 and fourth 13 resistors, first 14 and second 15 diodes, reverse diode 16, zener diode 17, second 18, third 19 and fourth 20 capacitors, control transformer 21, threshold element 22 containing a single junction transistor 23 and resistors 24 and 25, the first transistor 26, as well as an additional threshold element 27, the third diode 28 and disconnecting the key element 29 connected in series with the second diode 15, and an auxiliary converter can be connected in series with the third diode 28 voltage (not shown).

Дополнительный пороговый элемент 27 может быть выполнен по известным схемам, например, на основе интегральных микросхем КР142. КР140. К554 и др.Additional threshold element 27 can be performed according to known schemes, for example, on the basis of integrated circuits KR. KR140. K554 and others

Размыкающий ключевой элемент 29 может быть выполнен по известным схемам, например, на основе полевого транзистора со статической индукцией, бипол рного транзистора n-p-п типа с соединенными через резистор коллектором и базой и др.The breaking key element 29 can be made according to known schemes, for example, on the basis of a field-effect transistor with static induction, an n-p-type bipolar transistor with a collector and a base connected via a resistor, etc.

слcl

сwith

о о оLtd

юYu

S3S3

Однотактный преобразователь посто нного напр жени  работает следующим оЬразом.The single-ended DC converter works as follows.

При подаче входного напр жени  (диаграмма 30 входного напр жени , фиг.2) через резисторы 10 и 12 начинаетс  медленный зар д конденсатора 18 (диаграмма 31 напр жени  на конденсаторе 18, фиг,2). При достижении напр жени  на нем значени , соотаетствующего порогу срабатывани  однопереходного транзистора 23, конденсатор 18 быстро разр жаетс  через эммт- терный переход однопереходного транзистора 23 и резистор 25. Возникающий на резисторе 25 импульс напр жени  через конденсатор 20, ограничивающий его длительность, прикладываетс  к управл ющему входу транзисторного ключа (диаграмма 32 импульсов на управл ющем входз транзисторного ключа 8, фиг,2). Транзисторный ключ 8 открываетс , и энерги  от входного источника через силоаой трансформатор 1, дроссель 4 и диод 3 поступает на зар д конденсатора 19, который благодар  резонансным свойствам контура, образованного вторичной обмоткой 2 силового трансформатора 1,соединенной через диод 3 с дросселем 4 и конденсатором 19, и благодар  наличию индуктивности DLC-фильтра 5 зар жаетс  до напр жени , существенно превышающего номинальное выходное напр жение (диаграмма 33 напр жени  на конденсаторе 19, фиг.2). Одновременно с зар дом конденсатора 19 через диод 15 и размыкающий ключевой элемент 29 происходит зар д конденсатора 7 (диаграмма 34 напр жени  на конденсаторе 7, фиг.2). Емкость последнего невелика, однако ввиду небольшого значени  тока, потребл емого блоком 6 управлени ,энергии, запасенной этим конденсатором, хватает дл  обеспечени  нормальной работы блока управлени  до следующего такта зар да , и так как разр д конденсатора 7 к очередному такту разр да незначительный , то отвод части энергии, запасаемой конденсатором 19 дл  питани  блока управлени , не вли ет на работу силовой части преобразовател .When the input voltage is applied (input voltage diagram 30, Fig. 2), resistors 10 and 12 begin to charge the capacitor 18 slowly (voltage diagram 31 on the capacitor 18, Fig 2). When the voltage on it reaches the corresponding threshold of the unijunction transistor 23, the capacitor 18 is quickly discharged through the emitter junction of the unijunction transistor 23 and the resistor 25. The voltage across the capacitor 20, which limits its duration, is applied to the control transistor switch (diagram 32 pulses at the control input of transistor switch 8, fig. 2). The transistor switch 8 is opened, and the energy from the input source through the power transformer 1, the choke 4 and the diode 3 is supplied to the charge of the capacitor 19, which due to the resonant properties of the circuit formed by the secondary winding 2 of the power transformer 1 connected through the diode 3 to the choke 4 and the capacitor 19, and due to the inductance of the DLC filter 5, it is charged to a voltage substantially higher than the nominal output voltage (voltage diagram 33 on the capacitor 19, Fig. 2). Simultaneously with the charge of the capacitor 19, a capacitor 7 is charged through the diode 15 and the disconnecting key element 29 (the voltage diagram 34 at the capacitor 7, Fig. 2). The capacitance of the latter is small, however, due to the small value of the current consumed by the control unit 6, the energy stored by this capacitor is enough to ensure the normal operation of the control unit until the next charging stroke, and since the discharge of the capacitor 7 to the next discharge cycle is insignificant, The removal of a part of the energy stored by the capacitor 19 for powering the control unit does not affect the operation of the power part of the converter.

Через определенное число тактов работы выходное напр жение преобразовател  достигает в момент времени ц порога срабатывани  дополнительного порогового элемента 27 (диаграмма 35 напр жени  на выходе преобразовател  фиг 2), пыходной сигнал которого переводит рачмиыющий ключевой элемент 29 в зчк-рьпос состо ние . При этом дальнейшее пипи пе блока управлени  ооущссгвпчртсп о- гик преобразовател  Во прг МЯ (П |Н тм1г) ГРСТОЯ ни  транзисторного ключа 8 через него и первичную обмотку 9 силового трансформатора 1 протекает полуволна тока практически синусоидальной формы (диаграмма 36After a certain number of cycles of operation, the output voltage of the converter at the instant of time c reaches the threshold of operation of an additional threshold element 27 (voltage diagram 35 at the output of the converter of Fig. 2), the firing signal of which converts the operating key element 29 to the ffc-state. At the same time, further pipi of the control unit of the oosusssgvpchrtsp ogik transducer V prg MN (P | N tm1g) GRSTOYA nor the transistor switch 8 through it and the primary winding 9 of the power transformer 1 flows a half-wave of almost sinusoidal current (diagram 36

тока через транзисторный ключ 8, фиг.2).current through the transistor switch 8, figure 2).

После первого такта работы и подачи питающего напр жени  на блок 6 управлени  последний формирует на выходе управл ющие импульсы, которые черезAfter the first cycle of operation and the supply of the supply voltage to the control unit 6, the latter generates control pulses at the output, which through

0 трансформатор 21 управлени  поступают на управл ющий вход транзисторного ключа 8 и через резистор 11 - на базу транзистора 26, что приводит к периодическим, синхронно с работой транзисторного ключа0 the control transformer 21 is fed to the control input of the transistor switch 8 and through the resistor 11 to the base of the transistor 26, which leads to periodic, synchronous with the operation of the transistor switch

5 8 разр дам конденсатора 18 через диод 14 и транзистор 26. В результате напр жение на конденсаторе 18 не может достигнуть порогового и запускающие импульсы не формируютс , а режим работы транзистор0 ного ключа 8 определ етс  только блоком 6 управлени , который посредством частотно-импульсной модул ции обеспечивает стабилизацию выходного напр жени . При номинальном режиме работы к моменту5 8 discharges the capacitor 18 through the diode 14 and the transistor 26. As a result, the voltage on the capacitor 18 cannot reach the threshold and the triggering pulses are not generated, and the operating mode of the transistor switch 8 is determined only by the control unit 6, which by means of a pulse frequency module stabilization of the output voltage. At rated operation by time

5 очередного включени  транзисторного ключа 8 конденсатор 19 полностью разр жаетс  на DLC-фильтр 5, а наличие на входе DLC- фильтра 5 диода преп тствует его перепо- люсовке, что создает идентичность5 of the next switching on of the transistor switch 8, the capacitor 19 is completely discharged to the DLC filter 5, and the presence at the input of the DLC filter 5 of the diode prevents its re-connection, which creates an identity

0 начальных условий в каждом такте работы преобразовател . При попадании выходного напр жени , например, под действием на блок 6 управлени  внешнего сигнала блокировки, перестает открыватьс  и би5 пол рный транзистор 26, дава  возможность дл  формировани  запускающих импульсов.0 initial conditions in each step of the converter. When the output voltage hits, for example, under the action of an external blocking signal on the control unit 6, the bi5 polar transistor 26 ceases to open, allowing for the generation of trigger pulses.

Запускающие импульсы из-за очень низкой частоты их следовани  не обеспечи0 вают по влени  выходного напр жени . При сн тии сигнала блокировки преобразователь запускаетс  аналогично его запуску при первом включенииTriggering pulses, due to their very low frequency, do not provide the appearance of an output voltage. When the lock signal is removed, the converter starts up in the same way as when it is first turned on.

Таким образом, благодар  введеннымThus, thanks to the introduced

5 дополнительному пороговому элементу 27, третьему диоду 28 и размыкающему ключевому элементу 29 обеспечиваетс  переключение питани  блока б управлени  после выхода на номинальный режим - от выхода5, the additional threshold element 27, the third diode 28 and the disconnecting key element 29 are provided with switching the power of the control block b after the output to the nominal mode - from the output

0 преобразовател .0 converter

Указанное переключение питани  гарантирует устойчивую работу преобразовател  во всем диапазоне токов нагрузки; от холостого хода до максимального значени .The specified power switching ensures stable operation of the converter over the entire range of load currents; from idle to maximum value.

5 При этом благодар  литанию стабильным напр жением исключаетс  повышение потери мощности Б блоке 6 управлени . Бее это существенно повышает надежность и расшир ет область применени  преобразовател .5 At the same time, due to a stable voltage, an increase in the power loss B is excluded from the control unit 6. In addition, this significantly increases the reliability and extends the range of application of the converter.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Однотзктный преобразователь посто нного напр жени  поавт.св. № 1614081,отличающийс  тем, что, с целью расширени  области применени  и повышени  надежности путем обеспечени  питани  блока управлени  стабильным выходным напр жением преобразовател , введены дополнительный порогорый элемгнт, третий диод и включенный последовательно с вторым диодом размыкающий ключевой элемент, вход управлени  которого через дополнительный пороговый элемент соединен с выходным выводом преобразовател  и первым выводом третьего диода, второй вы вод которого соединен с вторым входным выводом блока управлени .Single voltage DC / DC converter No. 1614081, characterized in that, in order to expand the application area and increase reliability by supplying the control unit with a stable output voltage of the converter, an additional threshold element, a third diode and a disconnecting key element connected in series with the second diode are introduced, the control input of which through an additional threshold the element is connected to the output terminal of the converter and the first terminal of the third diode, the second terminal of which is connected to the second input terminal of the control unit. Фиг. 1JOFIG. 1JO -ff-ff11Л-ff-ff11L 3333 -tfh п,.п п п п п-tfh p. p p p p p 3H3H ffЛчЛЛчЛчЛчГчЛffLHLLChlHLHGHL 3636 ifЛ АЯП А Л П fU ; ifL AJP A L P fU; %/% / П P %/% /