CS203458B1

CS203458B1 - Single-acting impulse regulated combined feeding source

Info

Publication number: CS203458B1
Application number: CS563578A
Authority: CS
Inventors: Petr Parkan; Zdenek Patak
Original assignee: Petr Parkan; Zdenek Patak
Priority date: 1978-08-31
Filing date: 1978-08-31
Publication date: 1981-03-31
Also published as: CS210947B1

Description

Předmět vynálezu se týká realizace jednočinného impulsně regulovaného sdruženého napájecího zdroje s větším počtem galvanicky oddělených hladin výstupního napětí s jedním transformátorem pro každou napělovou hladinu.The present invention relates to the realization of a single acting pulse-regulated coupled power supply with a plurality of galvanically isolated output voltage levels with one transformer for each voltage level.

Sdružený napájecí zdroj s větším počtem galvanicky oddělených výstupních napětí je možno realizovat s jediným transformátorem měniče s větším počtem sekundárních vinutí, nebo s větším počtem transformátorů měniče s paralelně spojenými primárními vinutími při použiti společného spínacího prvku. Nevýhodou prvně uvedeného řešeni je vzájemné ovlivnění jednotlivých napělových sekcí a malá stavebnicovost zdroje při různých požadavcích na jednotlivá výstupní napětí, nebol pro jinou kombinaci výstupních napětí je nutno vždy měnit transformátor měniče. V případě, že je pro každou napělovou sekci použito zvláštního transformátoru měniče, je dosaženo vzájemné nezávislosti jednotlivých sekcí a stavebnicovosti zdroje, který může být libovolně obměňován podle požadavků spotřebitele na různé kombinace výstupních napětí a proudů. Při jednočinném zapojení měniče dochází však k vzájemné mu ovlivněni v primárních vinutích jednotlivých paralelně zapojených transformátorů v době jejich demagnetizace, což vede k jejich přešycování a tlm k proudovému přetěžování spínacích prvků a k poklesu účinnosti zdroje. To prakticky vylučuje použití této varianty řešení.A multiple power supply with multiple galvanically isolated output voltages can be realized with a single converter transformer with a plurality of secondary windings, or with a plurality of converter transformers with parallel-connected primary windings using a common switching element. The disadvantage of the first mentioned solution is mutual influence of individual voltage sections and low modularity of the power supply with different requirements for individual output voltages, because it was always necessary to change the converter transformer for another combination of output voltages. If a separate converter transformer is used for each voltage section, the individual sections and the modularity of the power supply are mutually independent, which can be arbitrarily varied according to consumer requirements for different combinations of output voltages and currents. However, when the converter is connected in a single action, it affects the primary windings of the individual parallel-connected transformers at the time of their demagnetization, which leads to their overloading and damping to the current overload of the switching elements and a decrease in the source efficiency. This practically excludes the use of this variant.

Tyto nevýhody odstraňuje zapojení jednočinného impulsně regulovaného sdruženého napáj čího zdroje podle vynálezu, v němž první a druhý vstup primárního obvodu je spojen se zdro jem napájecího napětí, přičemž kladný výstup primárního obvodu je spojen s prvním vývodem filtračního kondenzátoru, s katodou první upínací diody a s prvním vývodem prvního spínače, jehož druhý vývod je spojen s katodou druhé upínací diody, jejíž anoda je spojena seThese disadvantages are overcome by the wiring of a single-acting pulse-regulated coupled power supply according to the invention in which the first and second primary circuit inputs are connected to a power supply source, the positive primary circuit output being coupled to the first filter capacitor outlet, cathode of the first clamping diode and the first a first switch terminal, the second terminal of which is connected to a cathode of a second clamping diode, the anode of which is connected to

203458 ' záporným výstupem primárního obvodu, s druhým vývodem filtračního kondenzátoru a zároveň s druhým vývodem druhého spínače, jehož první vývod je spojen s anodou první upínací diody, s koncem primárního vinutí prvního transformátoru a zároveň s koncem primárního vinutí druhého transformátoru, přičemž začátek sekundárního vinutí prvního transformátoru je spojen s prvním vstupem prvního sekundárního obvodu, jehož druhý vstup je spojen s koncem sekundárního vinutí prvního transformátoru a dále začátek sekundárního vinutí druhého transformátoru je spojen s prvním vstupem druhého sekundárního obvodu, jehož druhý vstup je spojen s koncem sekundárního vinutí druhého transformátoru, jehož podstatou je, že druhý vývod prvního spínače je spojen s anodou první oddělovací diody a s anodou druhé oddělovací diody, jejíž'katoda je spojena se začátkem primárního vinuti druhého transformátoru a dále katoda první oddělovací diody je spojena se začátkem primárního vinutí prvního transformátoru.203458 'with the negative output of the primary circuit, with the second outlet of the filter capacitor and the second outlet of the second switch, the first of which is connected to the anode of the first clamping diode, the primary winding of the first transformer and the primary winding of the second transformer the first transformer is connected to the first input of the first secondary circuit, the second input of which is connected to the end of the secondary winding of the first transformer, and the start of the secondary winding of the second transformer is connected to the first input of the second secondary circuit characterized in that the second terminal of the first switch is connected to the anode of the first separating diode and the anode of the second separating diode, the cathode of which is connected to the start of the primary winding of the second transformer, and further the cathode of the first separation diode is coupled to the start of the primary winding of the first transformer.

Zapojení podle vynálezu umožňuje použít jednočinného typu měniče pro realizaci sdruženého impulsně regulovaného napájecího zdroje s paralelním řazením primárních vinutí transformátorů měniče. Tím je jednoduchým způsobem dosaženo vzájemné nezávislosti a důsledné stavebnioovosti jednotlivých sekci výstupních napětí zdroje.The circuitry according to the invention makes it possible to use a single-acting converter type for realizing a combined pulse-regulated power supply with parallel switching of the primary windings of the converter transformers. In this way, mutual independence and consistent construction of individual output voltage sections of the source are achieved in a simple manner.

Zapojení podle vynálezu bude popsáno pomocí výkresu. Na výkrese je smíšené schéma zapojení sdruženého napájecího zdroje s jednočinným měničem s dvěma spínači a s dvěma galvanioky oddělenými sekcemi výstupního napětí, v němž první a druhý vstup 101 a 102 primárního obvodu £ je spojen se zdrojem U1 napájecího napětí. Kladný výstup 103 primárního obvodu £ je spojen s prvním vývodem filtračního kondenzátoru 2, s katodou první upínací diody £ a s prvním vývodem prvního spínače £.The circuit according to the invention will be described with reference to the drawing. In the drawing, there is a mixed circuit diagram of a combined power supply with a single-action converter with two switches and two galvanic-separated output voltage sections, in which the first and second inputs 101 and 102 of the primary circuit 6 are connected to a power supply source U1. The positive output 103 of the primary circuit 6 is connected to the first terminal of the filter capacitor 2, the cathode of the first clamping diode 8, and the first terminal of the first switch 6.

Jeho druhý vývod je spojen s katodou druhé upínací diody jS, jejíž anoda je spojena se záporným výstupem 104 primárního obvodu £, s druhým vývodem filtračního kondenzátoru 2 a zároveň s druhým vývodem druhého spínače £. První vývod druhého spínače £ je spojen s anodou první upínací diody £, s koncem primárního vinutí prvního transformátoru 2 ^a zároveň s koncem primárního vinutí druhého transformátoru £0. Začátek sekundárního vinutí prvního transformátoru 2 3θ spojen s prvním vstupem 71 prvního sekundárního obvodu 2» jehož druhý vstup 72 je spojen s koncem sekundárního vinutí prvního transformátoru 2·Its second terminal is connected to the cathode of the second clamping diode 18, the anode of which is connected to the negative output 104 of the primary circuit 6, to the second terminal of the filter capacitor 2, and to the second terminal of the second switch. The first terminal of the second switch 6 is connected to the anode of the first clamping diode 6, the end of the primary winding of the first transformer 2, ^and the end of the primary winding of the second transformer 60. The start of the secondary winding of the first transformer 2 3θ is connected to the first input 71 of the first secondary circuit 2, whose second input 72 is connected to the end of the secondary winding of the first transformer 2 ·

Začátek sekundárního vinutí druhého transformátoru 10 je spojen s prvním vstupem 81 druhého sekundárního obvodu 8, jehož druhý vstup 82 je spojen s koncem sekundárního vinutí druhého transformátoru £0. Druhý vývod prvního spínače £ je spojen s anodou první oddělovací' diody 11 a s anodou druhé oddělovací diody 12. jejíž katoda je spojena se začátkem primárního vinutí druhého transformátoru £0. Katoda první oddělovací diody 11 je spojena se začátkem primárního vinutí prvního transformátoru 2· Výstupní svorky prvního a druhého sekundárního obvodu 2 a 8 jsou 73. 74 a 83. 84.The start of the secondary winding of the second transformer 10 is connected to the first input 81 of the second secondary circuit 8, the second input 82 of which is connected to the end of the secondary winding of the second transformer 90. The second terminal of the first switch 8 is connected to the anode of the first separation diode 11 and the anode of the second separation diode 12, the cathode of which is connected to the start of the primary winding of the second transformer 80. The cathode of the first diode 11 is connected to the start of the primary winding of the first transformer 2. The output terminals of the first and second secondary circuits 2 and 8 are 73, 74 and 83, 84, respectively.

Primární obvod £ obsahuje například odrušovdcí radiůfrekvenční filtr, vstupní usměrňovač, a může obsahovat i obvody pro řízení prvního a druhého spínače £ a ,£. Napětí na výstupu primárního obvodu £ je vyfiltrováno filtračním kondenzátorem 2 a pro další zpracování je převedeno na impulsní průběh pomocí prvního spínače £ a druhého spínače £. Tyto spínače, realizované například tranzistory, mohou být řízeny z generátoru impulsů s konstantní střídou, nebo střída může být ve smyslu záporné zpětné vazby nepřímo úměrná výstupnímu napětí prvního sekundárního obvodu 2, nebo druhého sekundárního obvodu 8, případně může být , řízení spínačů prováděno pouze v'závislosti na změnách vstupního napětí ze zdroje U1 napájecího napětí.The primary circuit 6 comprises, for example, a radio frequency suppression filter, an input rectifier, and may also include circuits for controlling the first and second switches 8a, 6b. The voltage at the output of the primary circuit 6 is filtered out by the filter capacitor 2 and for further processing is converted to a pulse waveform by the first switch 6 and the second switch 8. These switches, realized, for example, by transistors, can be controlled from a constant-phase pulse generator, or the duty cycle may be inversely proportional to the output voltage of the first secondary circuit 2 or the second secondary circuit 8 in the sense of negative feedback. Depending on changes in the input voltage from the supply voltage U1.

V době sepnutí obou spínačů £ a £ teče proud z filtračního kondenzátoru 2 přes sepnutý první spínač £, otevřenou první oddělovací diodu ££, primární vinutí prvního transformátoru 2 ^a sepnutý druhý spínač £. Obdobně je uzavřen i okruh přes druhou oddělovací diodu £2 a primární vinutí druhého transformátoru £0. V této době dojde vlivem průtoku magnetizačního proudu k nahromaděni energie v primárních vinutích obou transformátorů. Na sekundárních vinutích prvního a druhého transformátoru 9 a 10 jsou impulsy, které jsou zpracovány prvním a druhým sekundárním obvodem 2 a 8. Sekundární obvody obsahují například sekundární usměrňovač, výstupní filtr a případně i regulační prvek ovládaný zpětnovazebním obvodem. Na výstupních svorkách 73. 74 prvního sekundárního obvodu 2, respektive 83. 84 druhého sekundárního obvodu 8 je stejnosměrné napětí přísluSné sekce sdruženého zdroje.At the time of the closing of the two switches 6 and 6, the current from the filter capacitor 2 flows through the closed first switch 6, the open diode 6, the primary winding of the first transformer 2 ^{and the} second switch 6 closed. Similarly, the circuit is closed through the second separation diode 62 and the primary winding of the second transformer 60. At this time, due to the flow of magnetization current, energy accumulates in the primary windings of both transformers. On the secondary windings of the first and second transformers 9 and 10 are pulses which are processed by the first and second secondary circuits 2 and 8. The secondary circuits comprise, for example, a secondary rectifier, an output filter and possibly a control element controlled by a feedback circuit. At the output terminals 73, 74 of the first secondary circuit 2 and 83, 84 of the second secondary circuit 8, respectively, is the DC voltage of the associated section of the power supply.

V okamžiku rozpojení prvního a druhého spínače J a 4. dochází k přerušení proudu tekoucího oběma spínači. Energie nahromaděná v primárních vinutích obou transformátorů 9 a 10 způsobuje v nich další průtok proudu, čímž na nich dojde k přepólování napětí. Toto napětí je pomocí první upínací diody £ a přes obě otevřené oddělovací diody 11 a 12 spolu s druhou upínací diodou 6 udržováno v mezích napětí na filtračním kondenzátorů 2. V okamžiku ukončení demagnetizace u jednoho z obou transformátorů dojde k uzavření příslušné oddělovací diody a primární vinutí tohoto transformátoru se odpojí od primárního vinutí druhého transformátoru, který pokračuje dále ve své demagnetizaci. Oddělovací diody 11 a 12 umožní nezávislou demagnetizaci primárních vinutí obou transformátorů <) ^a 1θ bez vzájemného škodlivého ovlivnění obou vinutí.When the first and second switches J and 4 are opened, the current flowing through both switches is interrupted. The energy accumulated in the primary windings of both transformers 9 and 10 causes an additional current flow in them, thereby reversing the voltage reversal. This voltage is maintained within the voltage limits on the filter capacitors 2 by means of the first clamping diode 6 and through both open separation diodes 11 and 12 together with the second clamping diode 6. At the moment of demagnetization at one of the two transformers, This transformer is disconnected from the primary winding of the second transformer, which continues its demagnetization. Separating diodes 11 and 12 allow independent demagnetization of the primary windings of both transformers (1) ^and 1θ without harmful interference to both windings.

Princip vynálezu zůstane zachován, zapoji-li se oddělovací diody 11 a 12 ve stejné polaritě v koncích primárních vinutí obou transformátorů 2 ^a 1θ·The principle of the invention will be maintained if the diodes 11 and 12 are connected in the same polarity at the ends of the primary windings of both transformers 2 ^and 1θ.

Zapojení podle vynálezu umožňuje jednoduchým způsobem provést paralelní připojeni primárních vinutí libovolného počtu transformátorů měniče na společný spínací prvek u jednočinného typu měniče. Nedochází přitom ke vzájemnému nepřípustnému ovlivnění jednotlivých sekci a zapojení umožňuje dosáhnout maximální stavebnicovosti a záměnnosti jednotlivých napěíovýeh sekci u sdružených napájecích zdrojů.The connection according to the invention makes it possible in a simple manner to make parallel connection of the primary windings of any number of transformer transformers to a common switching element in a single-acting type of converter. There is no mutual inadmissible influence of individual sections and the connection allows to achieve maximum modularity and interchangeability of individual voltage sections of the combined power supplies.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A single acting pulse-regulated coupled power supply, wherein the first and second primary circuit inputs are coupled to a power supply, the positive primary circuit output being coupled to a first filter capacitor terminal, a cathode of a first clamping diode, and a first terminal of a first switch. connected to the cathode of the second clamping diode, the anode of which is connected to the negative output of the primary circuit, to the second terminal of the filter capacitors, and to the second terminal of the second switch, the first terminal of which is connected to the anode of the first clamping diode; the end of the primary winding of the second transformer, wherein the start of the secondary winding of the first transformer is connected to the first input of the first secondary circuit, the second input of which is connected to the end of the secondary winding of the first transformer and the start of the seconds The second winding of the second transformer is connected to the first input of the second secondary circuit, the second input of which is connected to the end of the secondary winding of the second transformer, characterized in that the second terminal of the first switch (3) is connected to the anode of the first separating diode (11). a second separation diode (12), the cathode of which is connected to the start of the primary winding of the second transformer (10), the cathode of the first separation diode (11) is connected to the start of the primary winding of the first transformer (9).