[go: up one dir, main page]

SU928326A1 - Stabilizing dc voltage converter - Google Patents

Stabilizing dc voltage converter Download PDF

Info

Publication number
SU928326A1
SU928326A1 SU802928089A SU2928089A SU928326A1 SU 928326 A1 SU928326 A1 SU 928326A1 SU 802928089 A SU802928089 A SU 802928089A SU 2928089 A SU2928089 A SU 2928089A SU 928326 A1 SU928326 A1 SU 928326A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
voltage
transformer
converter
circuit
transistor
Prior art date
Application number
SU802928089A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Павлович Борисов
Владимир Александрович Евдокимов
Игорь Иванович Колосков
Original Assignee
Предприятие П/Я Г-4677
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я Г-4677 filed Critical Предприятие П/Я Г-4677
Priority to SU802928089A priority Critical patent/SU928326A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU928326A1 publication Critical patent/SU928326A1/en

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

1one

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  использовани  в устройствах электропитани  автоматики и вычислительной техники .The invention relates to electrical engineering and is intended for use in power supply devices for automation and computer technology.

Известны стабилизирующие преобразователи напр жени , в состав которых вход т инвертирующа  схема на транзисторах, работающа  в двухтактном режиме, трансформатор с выходным выпр мителем, подключенный к выходу после него индуктивноемкост ный фильтр, и устройство управлени  и защиты .Voltage stabilizing converters are known, which include a transistor inverting circuit, operating in a push-pull mode, a transformer with an output rectifier, connected to the output after it, an inductive-capacitance filter, and a control and protection device.

Недостатками указанных преобразователей  вл ютс  относительно низкий КПД, мала  надежность, большие габариты, что объ  сн етс  наличием в них дополнительных импульсных потерь мощности от сквознь11х токов и подмагничивани  трансформатора , сложностью схемы.The disadvantages of these converters are relatively low efficiency, low reliability, large size, which is explained by the presence in them of additional pulsed power losses from through currents and a biasing transformer, the complexity of the circuit.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вллетс The closest in technical essence to the invention of bullets

стабилизирующий преобразователь пос то нного напр жени , содержащий подключенные к раз.нопотенциальным входным зажимам два транзисторных ключевых элемента, трансформатор с выпр мителем, две диодные цепи и последовательно соединенные дроссель фильтра и конденсатор фильтра, к которому подключен блок управлени  и защиты ГЗ.A voltage stabilizing converter containing two transistor key elements connected to the potential input terminals, a transformer with a rectifier, two diode circuits and a series-connected filter choke and a filter capacitor to which the control and protection unit of the HZ is connected.

10ten

Недостатками этого преобразовател   вл ютс  низкий КПД мала  надежность, большие габариты.The disadvantages of this converter are low efficiency, low reliability, large size.

Цель изобретени  - повышение КПД, надежности, уменьшение габаритов.The purpose of the invention is to increase efficiency, reliability, size reduction.

5five

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в стабилизирующем преобразователе напр жени , содержащем подключенные к разнопотенциальным входным зажимам два транзистор20 ных ключевых элемента, трансформаторную цепь с основным выпр мителем , две диодные цепи, дроссель и конденсатор фильтра с подключенным к нему Плоком управлени  и защиты, транзисторные ключевые элементы соединены через дроссель фильтра между с.обой и через введенную среднюю точку дроссел  - с входом трансформаторной цепи., причем два одноименных силовых вывода транзисторных ключевых элементов соединены между собой соответственно через две введенные диодные цепи, дополнительный вход трансфйрматорной цепи соединен через регулирующий блок с блоком управлени  и защиты, дополнительный выход трансформаторной цепи через дополнительный выпр  митель соединен с основным выпр мите лем, и оба выпр мител  подключены к конденсатору фильтра. На фиг. 1 приведена структурна  схема стабилизирующего преобразова1;е ЛЯ,посто нного напр жени ; на фиг.2то же, упрощенный вариант. Стабилизирующий преобразователь посто нного напр жени  содержит подключенные к разнопот.енциальным входным зажимам 1 транзисторные ключе7 вые элементы 2 и 3, соединенные с ни ми диодные цепиД и 5, дроссель филь ра 6, средн   точка которого подключена к трансформаторной цепи с трансформаторами 7 и 8,соединенными с основным 9 и дополнительным 10 вып мител ми. Выпр мители соединены с ко денсаагором фильтра 11 и блоком у,п равлёни  и защиты 12, «подключенным к регулирующему блоку 13, в который вхрд т транзистор 1 и выпр митель 15- Элементы 2 и 3 с конденсаторами 16 и 17 образуют полумостовую схему инверто эа. Выходное напр жение преобразовател  снимаетс  с конденса тора М через зажимы 18. Стабилизирукйций преобразователь посто нного напр жени  работает следующим образом. При поступлении питающего напр ж ни  на зажимы 1 (фиг. 1) одновремен но начинают поступать пр моугольные импульсы управлени  поочередно На эл менты 2 и 3, в результате чего nocV ледние поочередно перевод тс  в насы щенное или обесточенное состо ние. Одновременно каждый из конденсаторов 1б и 17 зар жаетс  примерно до половины питающего напр жени . В результате поочередной коммутации 9лементов 2 и 3 на первичш 1г4 рбмотках трансформаторов 7 и 8 образуетс  пе 64 ременное напр жение, которое после трансформации и в.ыпр млени  выпр мител ми 9 и 10 начинает зар жать конденсатор 11, причемскорость зар да последнего, а , следовательно, и амплитуда токов через элементы 2 и 3, 7-10 ограничиваетс  дросселем 6. Величина выходного напр жени  преобразовател  (на конденсаторе 11) стабилизируетс  на заданном уровне с помощью цепи обратной св зи из элементов 12-15. Если напр жение на зажимах 1 минимально по величине, , блок управлени  и защиты 12 воздействует на регулирующий блок 13 так, что его транзистор 1 удерживаетс  в насыщенном состо нии. В результате трансформатор 8 замыкаетс  накоротко через выпр митель 15 и транзисTopjt , падение напр жени  на его первичней обмотке и на входе выпр мител  10 близко к нулю, и напр жение с выхода инвертора через трансформатор 7 и выпр митель 9 поступает на выходные зажимы 18 и конденсатор 11. При максимальной величине напр жени  на зажимах 1 блок 12 удерживает транзистор 14 в обесточенном состо нии . При этом ток через выпр митель 15 не протекает , напр жение на выходнь1е зажимы 18 поступает через оба выпр мител  9 и 10, причем выходное напр жение инвертора распредел етс  между первичными обмотками трансформаторов 7 и 8 пропорц1|онально их коэффициентам трансформации. Последние выбираютс  так, чтобы и в этом режиме работы напр жение на зажимах 18было равно первоначальному (заданному) значению. При промежуточных значени х напр жени  на зажимах 1 с помощью блока 12 и 13 оказываетс  большее или меньшее шунтирующее воздействие на трансформатор 8, вследствие чего осуществл етс  перераспределение напр жений между трансформаторами 7 и 8, а нап-, р жение на зажимах 18 поддерживаетс  равным заданному значению. Транзистор 14 и блок 13 может работать в режиме непрерывного или широтмо-импульсного регулировани . Уменьшение переменной составл ющей напр жени  на зажимах 18, т.е. сглаживание пульсаций , достигаетс  с помощью дроссел  фильтра 6, поддерживающего посто нней по амплитудному знамению ток в цеп х преобразовзтел , и конденсатора фильтра 11. В дон-ных режимах работы токи через диод-ные цепи t и 5 не протекают. При случайном или при аварийном исчезновении импульсов управлени  элементаим 2 и 3 , или при отключении преобразовател  , когда на обмотках дроссел  6 возникает пол рность напр жени , открываютс  диодные цепи k и 5 и избыток электромагнитной энер гии дроссел  6 возвращаетс  в источник питани  (зажимы 1),что защищает элементы 2 и 3 от перенапр жений. П|эи возникновении в преобразователе режимов сквозных токов или пбдмагничивани  трансформаторов дроссель 6 ограничивает ток через элементы 2 и 3, что защищает их от импульсных пе регрузок, повышает КПД и надежность преобразовател . При возникновении короткого замыкани  в нагрузке преоб разовател  ток короткого замыкани  в начальный период времени ограничиваетс  дросселем 6, что защищает элементы преобразовател  от перегрузки. В последующем блок управлени  и защиты 12 аварийным сигналом осуществл ет отключение элементов 2,3 и 13. При работе регулирующего блока 13 в режиме широтно-имульсного регулировани  реализованный в данном преобразователе вольтодобавочный способ регулировани  выходного напр жени  (путем коммутации трансформатора 8, вход щего I состав последовательной цепи трансформаторов 7 и 8) позвол ет уменьшить габариты сглаживающего фильтра и преобразовател  в целом, а также уменьшить амплитуду генерируемых коммутационных помех, а , следовательно,и габариты помехоподавл ющих фильтров (не показаны ) .The goal is achieved by the fact that in a stabilizing voltage converter containing two transistor key elements connected to different-potential input terminals, a transformer circuit with a main rectifier, two diode circuits, a choke and a filter capacitor connected to it by the Control and Protection Plot, transistor key the elements are connected through a filter choke between the cable and through the entered middle point of the throttle - to the input of the transformer circuit, with two of the same power output transistors key elements are interconnected respectively through two diode circuits inserted, the auxiliary input of the transformer circuit is connected via a control unit to the control and protection unit, the auxiliary output of the transformer circuit is connected to the main rectifier through an additional rectifier, and both rectifiers are connected to the filter capacitor . FIG. 1 shows a structural scheme of a stabilizing transform; 1 e of LL, constant voltage; Fig.2to the same, a simplified version. The DC voltage stabilizing converter contains transistor switch 7 elements 2 and 3 connected to variable potential input terminals 1, connected to a diode circuit D and 5, filter choke 6, the midpoint of which is connected to a transformer circuit with transformers 7 and 8, connected to the main 9 and additional 10 issues. The rectifiers are connected to the co-filter of the filter 11 and the block y, p and protection 12, connected to the control unit 13, in which transistor 1 and rectifier 15 are located. Elements 2 and 3 with capacitors 16 and 17 form a half-bridge inverto . The output voltage of the converter is removed from the capacitor M through the terminals 18. The stabilization converter of the constant voltage converter works as follows. When the supply voltage is applied to the clamps 1 (Fig. 1), rectangular control pulses simultaneously begin to arrive alternately onto the ele- ments 2 and 3, as a result of which the nocV latter are alternately transformed into a saturated or de-energized state. At the same time, each of the capacitors 1b and 17 is charged to about half the supply voltage. As a result of the alternating switching of 9 elements 2 and 3, the primary voltage of transformer 7 and 8 produces a alternating voltage, which, after transformation and spraying with rectifiers 9 and 10, begins to charge the capacitor 11, and the charge rate of the latter, a, therefore, the amplitude of the currents through the elements 2 and 3, 7-10 is limited by the choke 6. The magnitude of the output voltage of the converter (on the capacitor 11) is stabilized at a predetermined level using the feedback circuit of elements 12-15. If the voltage at the terminals 1 is minimum in magnitude, the control and protection unit 12 acts on the control unit 13 so that its transistor 1 is kept in a saturated state. As a result, the transformer 8 is short-circuited through rectifier 15 and transistor Topj, the voltage drop across its primary winding and at the input of rectifier 10 is close to zero, and the voltage from the output of the inverter through transformer 7 and rectifier 9 goes to output terminals 18 and capacitor 11. At the maximum voltage value at the terminals 1, the block 12 holds the transistor 14 in a de-energized state. In this case, the current through the rectifier 15 does not flow, the voltage on the output terminals 18 flows through both the rectifier 9 and 10, and the output voltage of the inverter is distributed between the primary windings of the transformers 7 and 8 proportionally to their transformation ratios. The latter are chosen so that in this mode of operation the voltage at terminals 18 is equal to the initial (specified) value. At intermediate values of the voltage at terminals 1 by means of block 12 and 13, the transformer 8 is more or less shunting effect, as a result of which the voltages between transformers 7 and 8 are redistributed, and the voltage at terminals 18 is maintained equal to the predetermined value. Transistor 14 and unit 13 can operate in continuous or pulse width control mode. The decrease in the variable component voltage at terminals 18, i.e. ripple smoothing is achieved with the help of droplets of the filter 6, which maintains a constant amplitude current in the transducer circuits, and the filter capacitor 11. In the bottom modes of operation, no currents flow through the diode circuits t and 5. In case of accidental or emergency disappearance of control element pulses 2 and 3, or when the converter is disconnected, when voltage is generated on the windings of the throttle 6, the diode circuits k and 5 open and the excess electromagnetic energy of the throttle 6 returns to the power supply (clamps 1) that protects elements 2 and 3 from overvoltages. When a through-current or a pd-magnetizing transformer appears in the converter, choke 6 limits the current through elements 2 and 3, which protects them from impulse overloads, increases the efficiency and reliability of the converter. When a short circuit occurs in the load of the transducer, the short circuit current in the initial period of time is limited by the choke 6, which protects the converter elements from overload. Subsequently, the alarm control and protection unit 12 disconnects elements 2, 3 and 13. When the control unit 13 is operating in the pulse-width control mode, the boost-voltage output voltage control mode implemented in this converter (by switching the transformer 8, the input I a series circuit of transformers 7 and 8) allows reducing the dimensions of the smoothing filter and the converter as a whole, as well as reducing the amplitude of the generated switching interference, and, consequently, the dimensions of the interference suppression filters (not shown).

В данном преобразователе может 45.ыть использована также мостова  схе ма инвертора. В этом случае вместо последовательной цепи из конденсаторов 1б и 17 включаетс  втора  цепь из двух транзисторных коммутирующих элементов, диодных цепейи дроссел  со .средней точкой, аналогич на  цепи элементов 2-6, соедин ема  и коммутируема  идентичным образом.This converter can also use 45 bridges of the inverter. In this case, instead of a series circuit of capacitors 1b and 17, there is included a second circuit of two transistor switching elements, a diode circuit with a middle point, similar to the circuit of elements 2-6, connected and switched identically.

При использовании данного преобразовател  дл  питани  нагрузки, малой мощности, когда нецелесообразно использовать вольтодобавочный, спо- . соб регулировани , схема предложенного преобразовател  может быть упрощена (фиг. 2). В данном вариантеWhen using this converter for powering the load, low power, when it is unreasonable to use booster voltage, is possible. regulation, the scheme of the proposed converter can be simplified (Fig. 2). In this embodiment

283266283266

объединены между собой трансформаторы 7 и 8, выпр мители 9 и 10 (фиг. 1), а ункции регулирующего блока 13 выполн ют транзисторные 5 коммутирующие элементы 2 и 3. Принцип работы преобразовател  по фиг. 2 аналогичен предыдущему.Transformers 7 and 8 are interconnected, rectifiers 9 and 10 (Fig. 1), and the functions of the regulating unit 13 perform transistor 5 switching elements 2 and 3. The principle of operation of the converter in FIG. 2 is similar to the previous one.

По сравнению с известным предло Q женный преобразователь имеет более высокий КПД, надежность и меньшие габариты, так как в нем включение дроссел  фильтра (сравнительно большой индуктивности) в цепь транзисJ5 торных коммутирующих элементов позвол ет эффективно защитить последние от импульсных перегрузок,в режимах сквозных токов и подмагничивани  трансформаторов уменьшить амJ- плитуду коммутационных помех. Вольтодобавочный способ регулировани , осуществл емый путем последовательного включени  трансформаторов в трансформаторной цепи, позвол етCompared to the known, the proposed Q converter has a higher efficiency, reliability, and smaller dimensions, since the inclusion of filter throttles (relatively large inductance) in the transistor J5 switching elements circuit allows it to effectively protect the latter from impulse overloads, in through-current modes and bias transformers reduce the amount of commutation interference. A voltage boosting control method, implemented by the series connection of transformers in a transformer circuit, allows

25 уменьшить габариты Сглаживающего .25 to reduce the dimensions of the Smoothing.

фильтра и коммутационные помехи. Подключение выходных выпр мителей непосредственно к конденсатору фильтра позвол ет также повысить КПД и уменьшить коммутационные помехи, так filter and switching noise. Connecting the output rectifiers directly to the filter capacitor also improves efficiency and reduces switching noise, so

30 как при этом форсируетс  процесс запирани  диодов выпр мителей При смене пол рности напр жени  на трансформато .pax.Меньшее количество элементов в преобразователе (фиг. 2) существенно30 as with this, the process of locking the rectifier diodes is accelerated. When changing the polarity of the voltage on the transformer .pax. A smaller number of elements in the converter (Fig. 2) are significantly

5 упрощает преобразователь.5 simplifies the converter.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Стабилизирующий прес1бразовательпосто нного напр жени , содержащий подключенные к разнопотенциальным входным зажимам два транзисторных ключевых элемента, трансформаторнуюA stabilizing device with a constant voltage containing two transistor key elements connected to different potential input terminals, a transformer цепь с .основным выпр мителем, две ди-; одные цепи, дроссель и конденсатор фильтра с подключенным к нему бло ком управлени  и защиты, отличающийс  тем, что, с целью уменьa circuit with a main rectifier, two di; one circuits, a choke and a filter capacitor with a control and protection unit connected to it, characterized in that, in order to reduce шени  габаритов, повышени  КПД и надежности , транзисторные ключевые элементы соединены через дроссель фильтра между собой и через введенную среднюю точку дроссел  - с входом трансформаторной цепи, причем два одноименных силовых вывода транзисторных ключевыхэлементов -соединены между собой соответственно через две введенные диодные цепи, дополнительsize, increased efficiency and reliability, the transistor key elements are connected through a filter choke to each other and through the entered middle point of the throttle - to the input of the transformer circuit, with two of the same power output of the transistor key elements connected to each other, respectively, via two entered diode circuits, additional
SU802928089A 1980-05-22 1980-05-22 Stabilizing dc voltage converter SU928326A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802928089A SU928326A1 (en) 1980-05-22 1980-05-22 Stabilizing dc voltage converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802928089A SU928326A1 (en) 1980-05-22 1980-05-22 Stabilizing dc voltage converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU928326A1 true SU928326A1 (en) 1982-05-15

Family

ID=20897119

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802928089A SU928326A1 (en) 1980-05-22 1980-05-22 Stabilizing dc voltage converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU928326A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5019770A (en) * 1988-10-26 1991-05-28 Kyushu University Switching power source device having energy recovery
US6469919B1 (en) 1999-07-22 2002-10-22 Eni Technology, Inc. Power supplies having protection circuits
US7180758B2 (en) 1999-07-22 2007-02-20 Mks Instruments, Inc. Class E amplifier with inductive clamp
US8344801B2 (en) 2010-04-02 2013-01-01 Mks Instruments, Inc. Variable class characteristic amplifier
RU2766184C1 (en) * 2021-08-25 2022-02-09 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Горизонт" Static voltage converter

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5019770A (en) * 1988-10-26 1991-05-28 Kyushu University Switching power source device having energy recovery
US6469919B1 (en) 1999-07-22 2002-10-22 Eni Technology, Inc. Power supplies having protection circuits
US6885567B2 (en) 1999-07-22 2005-04-26 Eni Technology, Inc. Class E amplifier with inductive clamp
US7180758B2 (en) 1999-07-22 2007-02-20 Mks Instruments, Inc. Class E amplifier with inductive clamp
US7397676B2 (en) 1999-07-22 2008-07-08 Mks Instruments, Inc. Class E amplifier with inductive clamp
US8344801B2 (en) 2010-04-02 2013-01-01 Mks Instruments, Inc. Variable class characteristic amplifier
RU2766184C1 (en) * 2021-08-25 2022-02-09 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Горизонт" Static voltage converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4184197A (en) DC-to-DC switching converter
EP0291120B1 (en) A regulated high frequency power supply
US4833582A (en) Frequency converter circuit including a single-ended blocking frequency converter
US5861734A (en) Control architecture for interleaved converters
US4688160A (en) Single ended forward converter with resonant commutation of magnetizing current
EP0431778A1 (en) AC to DC power conversion circuit with low harmonic distorsion
US9444246B2 (en) Power converter with switching element
EP0602835A1 (en) Voltage control circuits
KR950035037A (en) Control circuit for inductive load
WO1992018922A1 (en) Switching regulator power supply with multiple isolated outputs
US6898091B2 (en) Circuit configuration comprising a control loop
SU928326A1 (en) Stabilizing dc voltage converter
GB2233479A (en) Regulated DC-DC power supply
Himmelstoss Third order converters with current output for driving LEDs
SU1615850A1 (en) Stabilized d.c. to d.c. voltage converter
RU2823794C1 (en) Forward converter of constant voltage with energy transfer in pulse
SU1365302A1 (en) A.c. to d.c. voltage converter with transformer-less input
RU2852757C1 (en) Boost direct voltage regulator with increased efficiency
SU943686A1 (en) Voltage control device
SU1111139A1 (en) Ac voltage pulse stabilizer
RU2080734C1 (en) Regulated voltage changer
SU993221A1 (en) Ac pulse stabilizer
SU1791933A1 (en) Single-ended direct voltage converter
SU1548831A1 (en) Self-excited inverter
RU2020706C1 (en) Pulse-operated dc voltage regulator