[go: up one dir, main page]

WO2006019328A1 - Boost pulse-type voltage regulator with continuous output current - Google Patents

Boost pulse-type voltage regulator with continuous output current Download PDF

Info

Publication number
WO2006019328A1
WO2006019328A1 PCT/RU2004/000278 RU2004000278W WO2006019328A1 WO 2006019328 A1 WO2006019328 A1 WO 2006019328A1 RU 2004000278 W RU2004000278 W RU 2004000278W WO 2006019328 A1 WO2006019328 A1 WO 2006019328A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
output
current
diode
current transformer
voltage regulator
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2004/000278
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Yuriy Ivanovich Krasnikov
Vasiliy Mikhailovich Borovikov
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostju 'silovaya Elektronika'
Original Assignee
Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostju 'silovaya Elektronika'
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 Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostju 'silovaya Elektronika' filed Critical Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostju 'silovaya Elektronika'
Priority to PCT/RU2004/000278 priority Critical patent/WO2006019328A1/en
Publication of WO2006019328A1 publication Critical patent/WO2006019328A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/02Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC
    • H02M3/04Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/10Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/14Arrangements for reducing ripples from DC input or output

Definitions

  • the invention relates to the field of electrical engineering, in particular to DC-DC converters, and can be used in secondary power sources.
  • Switching step-up voltage regulators are used when it is necessary to obtain a voltage on the load that is larger than the input voltage.
  • Each period of operation of the pulse boost voltage regulator can be divided into two time intervals: in the first, energy is accumulated in the inductor, in the second, the accumulated energy is transferred to the load. Because Since the output current of the pulse raising voltage regulator is pulse, then to obtain a stable voltage at the load, the use of a large-capacity filter capacitor connected in parallel with the load is required. To date, this drawback is inherent in all switching voltage boosting regulators (Ricardo Fueptes, Ratisio Lagos, Juapustos. And Yghfficuppuoptuopropase passoptolued bu resonant IGBT iperpert. EPE 2001, 2001,.
  • Known pulse boost voltage regulator containing input, common and output terminals for connecting a power source and a load, a choke, one output connected to an input output, another output through a diode to an output output, a controlled key, one output connected to a common output, a second output connected to the connection point of the inductor and diode, and the control output to the output of the source of control signals, a filtering capacitor connected between the common and output terminals (Sources of secondary about power supply. CC. Bukreev, V.A. Golovatsky, G.N. Gulyakovich et al. Ed. Yu.I. Koneva. M., Radio and Communications, 1983, cf. 80).
  • the voltage of the power source is applied to the inductor and the current in the inductor increases
  • the diode opens and the inductor current closes through the load, the filter capacitor and the power supply, while the input and output voltage difference is applied to the inductor and the current in the inductor decreases .
  • the best solution to this problem would be the formation of a continuous charging current of the filter capacitor.
  • the problem solved by the invention is the creation of a pulsed step-up voltage regulator with a continuous output current, in which the ripple of the output voltage is achieved by recharging the filter capacitor with both open and closed controlled key.
  • the problem is solved due to the fact that in a known pulse raising voltage regulator containing input, common and output terminals for connecting a power supply and load, respectively, a choke connected to the input terminal by one output, and a filter capacitor through the first diode to the output terminal included between the common and output terminals, a controlled key, one terminal connected to a common terminal, control terminal to the output of the source of control signals, additionally introduced transform current ator, second and third diodes, and the beginning of the primary winding of the current transformer is connected to the free terminal of the controlled key, the end to the connection point of the inductor and the first diode, the beginning of the secondary winding of the current transformer is connected to the input terminal, the end through the second diode, connected counter to the first diode, connected to the output terminal and through the third diode included according to the second diode, connected to the common terminal.
  • FIG. 1 shows a diagram of the proposed pulse step-up voltage regulator with a continuous output current
  • FIG. 2 - the same, with an additional winding on the core of the current transformer
  • FIG. 3 - the same, with the connection of the beginning of the secondary winding of the current transformer to an additionally introduced power source connected to a common terminal
  • FIG. 4 is the same with an additional power source connected between the common terminal and the third diode
  • FIG. 5 curves of currents and voltages of circuit elements shown in FIG. one.
  • Pulse boost voltage regulator with a continuous output current (Fig. 1) contains input 1, total 2 and output 3 conclusions for connecting the power supply 4 and load 5, the inductor 6, connected to the input terminal 1 by one output, and the output capacitor 8 through the first diode 7 to the output terminal 3, a filtering capacitor 8 connected between the common 2 and output 3 terminals, a controlled key 9 connected to the common terminal 2 by one output, the control terminal 10 to the output of the control signal source 10, the other terminal through the primary winding of the current transformer 11 to the junction point of the inductor 6 and the first diode 7, the second diode 12, connected with one output to you the output terminal 3 meets the first diode 7, the other terminal through the secondary winding of the current transformer 11 to the input terminal 1, the third diode 13 connected between the common terminal 2 and the connection point of the secondary winding of the current transformer 11 and the second diode 12 according to the latter.
  • Pulse step-up voltage regulator with a continuous output current works as follows.
  • the source of control signals 10 closes and opens the controlled key 9, maintaining the load 5 at the required voltage by changing the duty cycle of the closed state of the controlled key 9.
  • the inductor current 6 closes through the first diode 7, filter capacitor 8 and load 5, power supply 4.
  • the second diode 12 is locked, the magnetization current of the core of current transformer 11 is closed through power supply 4 and the third diode 13.
  • the voltage of the power supply 4 is applied to the secondary winding of the current transformer 11, the core of the current transformer 11 is magnetized and at time t 2 returns to its original state, corresponding to the moment in belt t 0 .
  • the source of control signals 10 closes the controlled key 9 and the next period of operation of the pulse boost voltage regulator with continuous output current begins.
  • the charging current of the filtering capacitor 8 is almost equal to the current of the inductor 6 and even in the absence of the filtering capacitor 8 the voltage ripple at the load 5 can be insignificant.
  • FIG. 2 shows an embodiment of a pulsed step-up voltage regulator with a continuous output current with an additional winding 14 on the core of the current transformer 11, connected in series with the inductor b opposite the primary winding of the current transformer 11.
  • the working the differential induction of the core of the current transformer 11 can be increased by more than 2 times (almost 2B S , where B s is the saturation induction of the magnetic material of the core of the current transformer 11), respectively, and the cross section of the core of the current transformer 11 can be reduced by more than 2 times .
  • FIG. 3 shows an embodiment of a pulsed step-up voltage regulator with a continuous output current, in which the beginning of the secondary winding of the current transformer AND is connected to an additionally introduced power source 15.
  • the maximum voltage at load 5 will be equal to: where Ue max - maximum voltage at load 5; U 4 - voltage power supply 4;
  • FIG. 4 shows an embodiment of a pulsed step-up voltage regulator with a continuous output current, in which, in order to reduce the amplitude of the pulsed voltage on the controlled key 9, when it is turned off, an additional a power source 16 (generally adjustable) connected between the common terminal 2 and the third diode 13.
  • a power source 16 generally adjustable
  • the process of magnetization reversal of the core of the current transformer 11 begins. At this time, the sum of the voltages on the load 5 and on the primary winding of the current transformer 11 is applied to the managed key 9. The voltage on the primary winding of the current transformer 11 is proportional to the voltage difference of the power supply 4 and the additional source nutrition 16.
  • an additional power source 16 reduces the amplitude of the pulse voltage on the controlled key 9 when it is turned off.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

The inventive boost pulse-type voltage regulator with continuous output current relates to electrotechnical engineering, in particular to DC / DC converters. Said invention makes it possible to reduce output voltage ripple. For this purpose, the boost pulse-type voltage regulator comprises input (1), common (2) and output (3) terminals for connecting a power supply (4) and a load (5) thereto, respectively, a throttle (6), a diode (7), a filtering capacitor (8), a monitoring key (9) provided with a control circuit (10), an additional current transformer (11), a second (12) and third (13) diodes. Therefore, a current for charging the filtering capacitor (8) flows when the monitoring key (9) is open or closed, thereby reducing the voltage ripple on the load (5). When the numbers of primary and secondary turns of the current transformer (11) are equal, the output current of the boost pulse-type voltage regulator is practically equal to the throttle (6) current and the voltage ripple on the load (5) can be insignificant event in the absence of the filtering capacitor (8).

Description

ИМПУЛЬСНЫЙ ПОВЫШАЮЩИЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ С НЕПРЕРЫВНЫМ ВЫХОДНЫМ ТОКОМ PULSE BOOST VOLTAGE REGULATOR WITH CONTINUOUS OUTPUT

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области электротехники, в частности к DC-DC преобразователям, и может быть использовано в источниках вторичного электропитания.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to DC-DC converters, and can be used in secondary power sources.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Импульсные повышающие регуляторы напряжения используются, когда необходимо получить на нагрузке напряжение, по величине превышающее входное напряжение. Каждый период работы импульсного повышающего регулятора напряжения можно разбить на два промежутка времени: в первом происходит накопление энергии в дросселе, во втором - накопленная энергия передается в нагрузку. Т.к. выходной ток импульсного повышающего регулятора напряжения имеет импульсный характер, то для получения стабильного напряжения на нагрузке требуется применение фильтрующего конденсатора большой емкости, включенного параллельно нагрузке. До настоящего времени этот недостаток присущ всем импульсным повышающим регуляторам напряжения (Riсаrdо Fuепtеs, Раtriсiо Lаgоs, Juап Вustоs. А Ыgh еffiсiепсу iпduсtiоп furпасе сопtrоllеd bу а resonant IGBT iпvеrtеr. EPE 2001, Grаz, August 2001).Switching step-up voltage regulators are used when it is necessary to obtain a voltage on the load that is larger than the input voltage. Each period of operation of the pulse boost voltage regulator can be divided into two time intervals: in the first, energy is accumulated in the inductor, in the second, the accumulated energy is transferred to the load. Because Since the output current of the pulse raising voltage regulator is pulse, then to obtain a stable voltage at the load, the use of a large-capacity filter capacitor connected in parallel with the load is required. To date, this drawback is inherent in all switching voltage boosting regulators (Ricardo Fueptes, Ratisio Lagos, Juapustos. And Yghfficuppuoptuopropase passoptolued bu resonant IGBT iperpert. EPE 2001, 2001,.

Известен импульсный повышающий регулятор напряжения, содержащий входной, общий и выходной выводы для подключения соответственно источника питания и нагрузки, дроссель, одним выводом подключенный к входному выводу, другим выводом через диод к выходному выводу, управляемый ключ, одним выводом подключенный к общему выводу, вторым выводом подключенный в точку соединения дросселя и диода, а управляющим выводом - к выходу источника управляющих сигналов, фильтрующий конденсатор, включенный между общим и выходным выводами (Источники вторичного электропитания. CC. Букреев, В.А. Головацкий, Г.Н. Гулякович и др. Под ред. Ю.И. Конева. M., Радио и связь, 1983, схр. 80).Known pulse boost voltage regulator containing input, common and output terminals for connecting a power source and a load, a choke, one output connected to an input output, another output through a diode to an output output, a controlled key, one output connected to a common output, a second output connected to the connection point of the inductor and diode, and the control output to the output of the source of control signals, a filtering capacitor connected between the common and output terminals (Sources of secondary about power supply. CC. Bukreev, V.A. Golovatsky, G.N. Gulyakovich et al. Ed. Yu.I. Koneva. M., Radio and Communications, 1983, cf. 80).

При замкнутом управляемом ключе к дросселю приложено напряжение источника питания и ток в дросселе увеличивается, при разомкнутом управляемом ключе открывается диод и ток дросселя замыкается через нагрузку, фильтрующий конденсатор и источник питания, при этом к дросселю приложена разность входного и выходного напряжений и ток в дросселе уменьшается.When the controlled key is closed, the voltage of the power source is applied to the inductor and the current in the inductor increases, when the controlled key is open, the diode opens and the inductor current closes through the load, the filter capacitor and the power supply, while the input and output voltage difference is applied to the inductor and the current in the inductor decreases .

Недостатком такого импульсного повышающего регулятора напряжения являются большие пульсации выходного напряжения, т.к. подзарядка фильтрующего конденсатора происходит только при разомкнутом управляемом ключе.The disadvantage of this pulse boost voltage regulator is the large ripple of the output voltage, because The filter capacitor is recharged only when the controlled key is open.

Наилучшим решением этой проблемы было бы формирование непрерывного тока подзарядки фильтрующего конденсатора. Задача, решаемая изобретением, - создание импульсного повышающего регулятора напряжения с непрерывным выходным током, в котором достигается уменьшение пульсаций выходного напряжения за счет подзарядки фильтрующего конденсатора как при разомкнутом, так и при замкнутом управляемом ключе.The best solution to this problem would be the formation of a continuous charging current of the filter capacitor. The problem solved by the invention is the creation of a pulsed step-up voltage regulator with a continuous output current, in which the ripple of the output voltage is achieved by recharging the filter capacitor with both open and closed controlled key.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Поставленная задача решена за счет того, что в известный импульсный повышающий регулятор напряжения, содержащий входной, общий и выходной выводы для подключения соответственно источника питания и нагрузки, дроссель, одним выводом подключенный к входному выводу, другим выводом через первый диод к выходному выводу, фильтрующий конденсатор, включенный между общим и выходным выводами, управляемый ключ, одним выводом подключенный к общему выводу, управляющим выводом - к выходу источника управляющих сигналов, дополнительно введены трансформатор тока, второй и третий диоды, причем начало первичной обмотки трансформатора тока соединено со свободным выводом управляемого ключа, конец - с точкой соединения дросселя и первого диода, начало вторичной обмотки трансформатора тока соединено с входным выводом, конец - через второй диод, включенный встречно первому диоду, соединен с выходным выводом и через третий диод, включенный согласно второму диоду, соединен с общим выводом. Возможно уменьшение габаритов сердечника трансформатора тока, что достигается введением дополнительной обмотки на сердечнике трансформатора тока, включенной между дросселем и точкой соединения первого диода и первичной обмотки трансформатора тока встречно первичной обмотке трансформатора тока. Для увеличения выходного напряжения предлагаемого импульсного повышающего регулятора напряжения с непрерывным выходным током возможно подключение начала вторичной обмотки трансформатора тока к дополнительно введенному источнику питания, подключенному к общему выводу. Для уменьшения амплитуды импульсного напряжения на управляемом ключе при его выключении возможно введение дополнительного источника питания, включенного между общим выводом и третьим диодом.The problem is solved due to the fact that in a known pulse raising voltage regulator containing input, common and output terminals for connecting a power supply and load, respectively, a choke connected to the input terminal by one output, and a filter capacitor through the first diode to the output terminal included between the common and output terminals, a controlled key, one terminal connected to a common terminal, control terminal to the output of the source of control signals, additionally introduced transform current ator, second and third diodes, and the beginning of the primary winding of the current transformer is connected to the free terminal of the controlled key, the end to the connection point of the inductor and the first diode, the beginning of the secondary winding of the current transformer is connected to the input terminal, the end through the second diode, connected counter to the first diode, connected to the output terminal and through the third diode included according to the second diode, connected to the common terminal. It is possible to reduce the dimensions of the core of the current transformer, which is achieved by introducing an additional winding on the core of the current transformer, connected between the inductor and the connection point of the first diode and the primary winding of the current transformer opposite the primary winding of the current transformer. To increase the output voltage of the proposed pulse step-up voltage regulator with continuous output current, it is possible to connect the beginning of the secondary winding of the current transformer to an additionally introduced power source connected to a common terminal. To reduce the amplitude of the pulse voltage on the controlled key when it is turned off, it is possible to introduce an additional power source connected between the common output and the third diode.

Краткое описание фигур чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого импульсного повышающего регулятора напряжения с непрерывным выходным током, на фиг. 2 - то же, с дополнительной обмоткой на сердечнике трансформатора тока, на фиг. 3 — то же, с подключением начала вторичной обмотки трансформатора тока к дополнительно введенному источнику питания, подключенного к общему выводу, на фиг. 4 - то же, с дополнительным источником питания, включенным между общим выводом и третьим диодом, на фиг. 5 - кривые токов и напряжений элементов схемы, приведенной на фиг. 1.In FIG. 1 shows a diagram of the proposed pulse step-up voltage regulator with a continuous output current, FIG. 2 - the same, with an additional winding on the core of the current transformer, in FIG. 3 - the same, with the connection of the beginning of the secondary winding of the current transformer to an additionally introduced power source connected to a common terminal, in FIG. 4 is the same with an additional power source connected between the common terminal and the third diode, in FIG. 5 - curves of currents and voltages of circuit elements shown in FIG. one.

Варианты осуществления изобретенийEmbodiments of the Inventions

Импульсный повышающий регулятор напряжения с непрерывным выходным током (фиг. 1) содержит входной 1, общий 2 и выходной 3 выводы для подключения соответственно источника питания 4 и нагрузки 5, дроссель 6, одним выводом подключенный к входному выводу 1, другим выводом - через первый диод 7 к выходному выводу 3, фильтрующий конденсатор 8, включенный между общим 2 и выходным 3 выводами, управляемый ключ 9, одним выводом подключенный к общему выводу 2, управляющим выводом — к выходу источника управляющих сигналов 10, другим выводом - через первичную обмотку трансформатора тока 11 к точке соединения дросселя 6 и первого диода 7, второй диод 12, одним выводом подключенный к выходному выводу 3 встречно первому диоду 7, другим выводом - через вторичную обмотку трансформатора тока 11 к входному выводу 1, третий диод 13, включенный между общим выводом 2 и точкой соединения вторичной обмотки трансформатора тока 11 и второго диода 12 согласно последнему. Импульсный повышающий регулятор напряжения с непрерывным выходным током работает следующим образом.Pulse boost voltage regulator with a continuous output current (Fig. 1) contains input 1, total 2 and output 3 conclusions for connecting the power supply 4 and load 5, the inductor 6, connected to the input terminal 1 by one output, and the output capacitor 8 through the first diode 7 to the output terminal 3, a filtering capacitor 8 connected between the common 2 and output 3 terminals, a controlled key 9 connected to the common terminal 2 by one output, the control terminal 10 to the output of the control signal source 10, the other terminal through the primary winding of the current transformer 11 to the junction point of the inductor 6 and the first diode 7, the second diode 12, connected with one output to you the output terminal 3 meets the first diode 7, the other terminal through the secondary winding of the current transformer 11 to the input terminal 1, the third diode 13 connected between the common terminal 2 and the connection point of the secondary winding of the current transformer 11 and the second diode 12 according to the latter. Pulse step-up voltage regulator with a continuous output current works as follows.

Источник управляющих сигналов 10 замыкает и размыкает управляемый ключ 9, поддерживая на нагрузке 5 требуемое напряжение за счет изменения скважности замкнутого состояния управляемого ключа 9.The source of control signals 10 closes and opens the controlled key 9, maintaining the load 5 at the required voltage by changing the duty cycle of the closed state of the controlled key 9.

В установившемся режиме перед замыканием управляемого ключа 9 ток дросселя 6 протекает по цепи: дроссель 6, первый диод 7, фильтрующий конденсатор 8 и нагрузка 5, источник питания 4, при этом происходит передача накопленной в дросселе 6 энергии в фильтрующий конденсатор 8 и нагрузку 5, ток в дросселе 6 уменьшается. В момент времени t0 (см. фиг. 5) источник управляющих сигналов 10 замыкает управляемый ключ 9, первый диод 7 запирается и ток дросселя 6 замыкается по пути: дроссель 6, первичная обмотка трансформатора тока 11, управляемый ключ 9, источник питания 4. Во вторичной обмотке трансформатора тока 11 возникает ток, который замыкается по пути: вторичная обмотка трансформатора тока 11, второй диод 12, фильтрующий конденсатор 8 и нагрузка 5, источник питания 4. При этом к вторичной обмотке трансформатора тока 11 приложена разность напряжений источника питания 4 и нагрузки 5. На этом промежутке времени ток дросселя 6 увеличивается.In the steady state, before closing the controlled key 9, the current of the inductor 6 flows through the circuit: inductor 6, the first diode 7, filter capacitor 8 and load 5, power supply 4, while the energy stored in the inductor 6 is transferred to the filter capacitor 8 and load 5, the current in the inductor 6 decreases. At time t 0 (see Fig. 5), the source of control signals 10 closes the controlled key 9, the first diode 7 is locked and the current of the inductor 6 closes along the path: inductor 6, the primary winding of the current transformer 11, controlled key 9, power supply 4. In the secondary winding of current transformer 11, a current arises which closes along the path: secondary winding of current transformer 11, second diode 12, filtering capacitor 8 and load 5, power supply 4. In this case, a difference is applied to the secondary winding of current transformer 11 the voltage of the power source 4 and load 5. At this time, the current of the inductor 6 increases.

При размыкании управляемого ключа 9 в момент времени U ток дросселя 6 замыкается через первый диод 7, фильтрующий конденсатор 8 и нагрузку 5, источник питания 4. В этот же момент времени запирается второй диод 12, ток намагничивания сердечника трансформатора тока 11 замыкается через источник питания 4 и третий диод 13. При этом к вторичной обмотке трансформатора тока 11 прикладывается напряжение источника питания 4, сердечник трансформатора тока 11 перемагничивается и в момент времени t2 возвращается в исходное состояние, соответствующее моменту времени t0.When the controlled switch 9 is opened at time U, the inductor current 6 closes through the first diode 7, filter capacitor 8 and load 5, power supply 4. At the same time, the second diode 12 is locked, the magnetization current of the core of current transformer 11 is closed through power supply 4 and the third diode 13. In this case, the voltage of the power supply 4 is applied to the secondary winding of the current transformer 11, the core of the current transformer 11 is magnetized and at time t 2 returns to its original state, corresponding to the moment in belt t 0 .

В момент времени t3 источник управляющих сигналов 10 замыкает управляемый ключ 9 и начинается следующий период работы импульсного повышающего регулятора напряжения с непрерывным выходным током.At time t 3, the source of control signals 10 closes the controlled key 9 and the next period of operation of the pulse boost voltage regulator with continuous output current begins.

Таким образом, благодаря введению дополнительных трансформатора тока 11, диодов 12, 13 выходной ток импульсного повышающего регулятора напряжения, равный сумме токов через диоды 7, 12, непрерывно подзаряжает фильтрующий конденсатора 8 как при разомкнутом, так и при замкнутом управляемом ключе 9, что приводит к уменьшению пульсаций напряжения на нагрузке 5.Thus, due to the introduction of additional current transformers 11, diodes 12, 13, the output current of the pulse voltage increasing regulator, equal to the sum of the currents through the diodes 7, 12, continuously charges the filter capacitor 8 with both open and closed controlled key 9, which leads to reduce voltage ripple at the load 5.

В частном случае, когда число витков первичной и вторичной обмоток трансформатора тока 11 равны между собой, ток подзарядки фильтрующего конденсатора 8 практически равен току дросселя 6 и даже при отсутствии фильтрующего конденсатора 8 пульсации напряжения на нагрузке 5 могут быть незначительными.In the particular case, when the number of turns of the primary and secondary windings of the current transformer 11 are equal to each other, the charging current of the filtering capacitor 8 is almost equal to the current of the inductor 6 and even in the absence of the filtering capacitor 8 the voltage ripple at the load 5 can be insignificant.

На фиг. 2 представлен вариант выполнения импульсного повышающего регулятора напряжения с непрерывным выходным током с дополнительной обмоткой 14 на сердечнике трансформатора тока 11, включенной последовательно с дросселем б встречно первичной обмотке трансформатора тока 11.In FIG. 2 shows an embodiment of a pulsed step-up voltage regulator with a continuous output current with an additional winding 14 on the core of the current transformer 11, connected in series with the inductor b opposite the primary winding of the current transformer 11.

В результате подмагничивания постоянным током рабочий перепад индукции сердечника трансформатора тока 11 может быть увеличен более чем в 2 раза (практически до 2BS , где Bs - индукция насыщения магнитного материала сердечника трансформатора тока 11), соответственно и сечение сердечника трансформатора тока 11 может быть уменьшено более, чем в 2 раза.As a result of DC bias, the working the differential induction of the core of the current transformer 11 can be increased by more than 2 times (almost 2B S , where B s is the saturation induction of the magnetic material of the core of the current transformer 11), respectively, and the cross section of the core of the current transformer 11 can be reduced by more than 2 times .

Таким образом, введение дополнительной обмотки 14 на сердечнике трансформатора тока 11 позволяет более чем в 2 раза уменьшить габариты сердечника трансформатора тока 11.Thus, the introduction of an additional winding 14 on the core of the current transformer 11 allows more than 2 times to reduce the dimensions of the core of the current transformer 11.

На фиг. 3 представлен вариант выполнения импульсного повышающего регулятора напряжения с непрерывным выходным током, в котором начало вторичной обмотки трансформатора тока И подключено к дополнительно введенному источнику питания 15.In FIG. 3 shows an embodiment of a pulsed step-up voltage regulator with a continuous output current, in which the beginning of the secondary winding of the current transformer AND is connected to an additionally introduced power source 15.

При одинаковом числе витков первичной и вторичной обмоток трансформатора тока 11, непрерывном токе дросселя 6 и непрерывном выходном токе (сердечник трансформатора тока 11 не должен входить в насыщение) максимальное напряжение на нагрузке 5 будет равно:

Figure imgf000008_0001
где Uэтах - максимальное напряжение на нагрузке 5; U4 - напряжение источника питания 4;With the same number of turns of the primary and secondary windings of the current transformer 11, the continuous current of the inductor 6 and the continuous output current (the core of the current transformer 11 should not be saturated), the maximum voltage at load 5 will be equal to:
Figure imgf000008_0001
where Ue max - maximum voltage at load 5; U 4 - voltage power supply 4;

Ui 5 - напряжение источника питания 15.Ui 5 - power supply voltage 15.

В частном случае, когда U15 = U4, максимальное напряжение на нагрузке 5, при котором не нарушается условие непрерывного выходного тока, равно U5maχ = (1+V5) U4 / 2. Для получения на нагрузке 5 более высокого напряжения достаточно взять источник напряжения 15 с более высоким, чем U4, напряжением.In the particular case when U 15 = U 4 , the maximum voltage at load 5, at which the condition of continuous output current is not violated, is U 5ma χ = (1 + V5) U 4 / 2. To obtain a higher voltage at load 5, it is enough take voltage source 15 with a voltage higher than U 4 .

Таким образом, введение дополнительного источника питания 15 позволяет увеличить максимальное напряжение на нагрузке 5.Thus, the introduction of an additional power source 15 allows you to increase the maximum voltage at load 5.

На фиг. 4 представлен вариант выполнения импульсного повышающего регулятора напряжения с непрерывным выходным током, в котором с целью уменьшения амплитуды импульсного напряжения на управляемом ключе 9 при его выключении введен дополнительный источник питания 16 (в общем случае регулируемый), включенный между общим выводом 2 и третьим диодом 13.In FIG. 4 shows an embodiment of a pulsed step-up voltage regulator with a continuous output current, in which, in order to reduce the amplitude of the pulsed voltage on the controlled key 9, when it is turned off, an additional a power source 16 (generally adjustable) connected between the common terminal 2 and the third diode 13.

При выключении управляемого ключа 9 начинается процесс перемагничивания сердечника трансформатора тока 11. В это время к управляемому ключу 9 приложена сумма напряжений на нагрузке 5 и на первичной обмотке трансформатора тока 11. Напряжение на первичной обмотке трансформатора тока 11 пропорционально разности напряжений источника питания 4 и дополнительного источника питания 16.When the managed key 9 is turned off, the process of magnetization reversal of the core of the current transformer 11 begins. At this time, the sum of the voltages on the load 5 and on the primary winding of the current transformer 11 is applied to the managed key 9. The voltage on the primary winding of the current transformer 11 is proportional to the voltage difference of the power supply 4 and the additional source nutrition 16.

Таким образом, введение дополнительного источника питания 16 уменьшает амплитуду импульсного напряжения на управляемом ключе 9 при его выключении.Thus, the introduction of an additional power source 16 reduces the amplitude of the pulse voltage on the controlled key 9 when it is turned off.

В случае равенства количества витков первичной и вторичной обмоток трансформатора тока 11 это уменьшение составляет величину напряжения дополнительного источника питания 16.In case of equal number of turns of the primary and secondary windings of the current transformer 11, this decrease is the voltage value of the additional power source 16.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Наиболее целесообразно применение данного изобретения в источниках бесперебойного питания, корректорах коэффициента мощности, импульсных повышающих регуляторах напряжения большой мощности. В частности, при использовании предлагаемого импульсного повышающего регулятора напряжения с непрерывным выходным током совместно с частотным электроприводом возможно увеличение скорости вращения вала электродвигателя более чем в полтора раза с сохранением момента на валу. Такой режим может быть использован в автомобиле с электроприводом (электромобиле) для создания режима форсированной мощности. The most appropriate application of this invention in uninterruptible power supplies, power factor correctors, pulse boost voltage regulators of high power. In particular, when using the proposed pulse step-up voltage regulator with a continuous output current together with a frequency electric drive, it is possible to increase the rotation speed of the motor shaft by more than one and a half times while maintaining the moment on the shaft. This mode can be used in an electric car (electric car) to create a forced power mode.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM 1. Импульсный повышающий регулятор напряжения с непрерывным выходным током, содержащий входной, общий и выходной выводы для подключения соответственно источника питания и нагрузки, дроссель, одним выводом подключенный к входному выводу, другим выводом через первый диод к выходному выводу, управляемый ключ, одним выводом подключенный к общему выводу, управляющим выводом - к выходу источника управляющих сигналов, фильтрующий конденсатор, включенный между общим и выходным выводами, отличающийся тем, что в него дополнительно введены трансформатор тока, второй и третий диоды, причем начало первичной обмотки трансформатора тока соединено со свободным выводом управляемого ключа, конец - с точкой соединения дросселя и первого диода, начало вторичной обмотки трансформатора тока соединено с входным выводом, конец - через второй диод, включенный встречно первому диоду, соединен с выходным выводом и через третий диод, включенный согласно второму диоду, соединен с общим выводом. 1. A pulse step-up voltage regulator with a continuous output current, containing input, common and output terminals for connecting a power source and a load, a choke connected to an input terminal by one output, and a controlled key through a first diode to an output terminal, connected to one output to the general output, the control output - to the output of the source of control signals, a filtering capacitor connected between the common and output terminals, characterized in that the transfer a current romator, second and third diodes, the beginning of the primary winding of the current transformer connected to the free terminal of the controlled key, the end to the connection point of the inductor and the first diode, the beginning of the secondary winding of the current transformer connected to the input terminal, the end through the second diode connected opposite the first a diode connected to the output terminal and through a third diode included according to the second diode connected to a common terminal. 2. Импульсный повышающий регулятор напряжения с непрерывным выходным током по п.l, отличающийся тем, что введена дополнительная обмотка на сердечнике трансформатора тока, включенная последовательно с дросселем встречно первичной обмотке трансформатора тока. 2. A pulse step-up voltage regulator with a continuous output current according to claim 1, characterized in that an additional winding at the core of the current transformer is introduced, connected in series with the inductor opposite the primary winding of the current transformer. 3. Импульсный повышающий регулятор напряжения с непрерывным выходным током по п.l, отличающийся тем, что введен дополнительный источник питания, одним выводом подключенный к общему выводу, другим выводом соединенный с началом вторичной обмотки трансформатора тока. 3. A pulse step-up voltage regulator with a continuous output current according to claim 1, characterized in that an additional power source is introduced, connected to a common terminal with one terminal, and connected to the beginning of the secondary winding of the current transformer with one terminal. 4. Импульсный повышающий регулятор напряжения с непрерывным выходным током по п.l, отличающийся тем, что введен дополнительный источник питания, включенный между общим выводом и третьим диодом. 4. A pulse step-up voltage regulator with a continuous output current according to claim 1, characterized in that an additional power source is inserted, connected between the common terminal and the third diode.
PCT/RU2004/000278 2004-07-14 2004-07-14 Boost pulse-type voltage regulator with continuous output current Ceased WO2006019328A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2004/000278 WO2006019328A1 (en) 2004-07-14 2004-07-14 Boost pulse-type voltage regulator with continuous output current

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2004/000278 WO2006019328A1 (en) 2004-07-14 2004-07-14 Boost pulse-type voltage regulator with continuous output current

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006019328A1 true WO2006019328A1 (en) 2006-02-23

Family

ID=35907664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2004/000278 Ceased WO2006019328A1 (en) 2004-07-14 2004-07-14 Boost pulse-type voltage regulator with continuous output current

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2006019328A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2352828B2 (en) * 1973-10-20 1977-02-03 Deutsche Itt Industries Gmbh, 7800 Freiburg CIRCUIT ARRANGEMENT FOR DC VOLTAGE CONVERSION
GB2156549A (en) * 1984-03-28 1985-10-09 United Technologies Corp Boost feedforward pulse with modulation regulator
DE19546663A1 (en) * 1995-12-14 1997-06-19 Euroatlas Ges Fuer Leistungsel High power, high voltage converter
RU2214671C2 (en) * 2001-06-28 2003-10-20 Закрытое акционерное общество "Малое многопрофильное предприятие - Ирбис" Step-up dc-to-dc voltage changer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2352828B2 (en) * 1973-10-20 1977-02-03 Deutsche Itt Industries Gmbh, 7800 Freiburg CIRCUIT ARRANGEMENT FOR DC VOLTAGE CONVERSION
GB2156549A (en) * 1984-03-28 1985-10-09 United Technologies Corp Boost feedforward pulse with modulation regulator
DE19546663A1 (en) * 1995-12-14 1997-06-19 Euroatlas Ges Fuer Leistungsel High power, high voltage converter
RU2214671C2 (en) * 2001-06-28 2003-10-20 Закрытое акционерное общество "Малое многопрофильное предприятие - Ирбис" Step-up dc-to-dc voltage changer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11469674B2 (en) Resonant DC-DC converter
US7825765B2 (en) DC-DC converter
US7760525B2 (en) Voltage regulator
US7746670B2 (en) Dual-transformer type of DC-to-DC converter
US7151364B2 (en) DC/DC converter and program
US8115460B2 (en) Power conversion with zero voltage switching
US8498134B2 (en) Voltage converter circuit and method for a clock supply of energy to an energy storage
US7977920B2 (en) Voltage-converter circuit and method for clocked supply of energy to an energy storage
EP2058930A1 (en) Mixed flyback-forward topology converter with reduced ripple current.
EP0725475A1 (en) DC converter with improved power factor
WO2006019328A1 (en) Boost pulse-type voltage regulator with continuous output current
US7345893B2 (en) Boost converter with magnetically coupled and uncoupled inductors
RU2717232C1 (en) Two-cycle resonance dc-dc converter
KR101229265B1 (en) Integrated transformer and high step-up dc/dc converter using the same
RU2241299C1 (en) Switch-mode step-up voltage regulator
RU2075153C1 (en) Single-cycle direct-to-direct voltage converter
RU2658742C1 (en) Two-cycle combined voltage converter
RU2815071C1 (en) Wide-range constant voltage regulator
RU2852757C1 (en) Boost direct voltage regulator with increased efficiency
RU2269858C1 (en) Secondary power supply unit
RU2103792C1 (en) Pulsed dc voltage regulator
RU2812962C1 (en) Bipolar dc voltage regulator
RU2815076C1 (en) Step-up constant voltage pulse regulator
RU2815073C1 (en) Bipolar constant voltage regulator
EP4507176A1 (en) Controller and control method for burst mode in llc converters

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase