CS212504B1

CS212504B1 - Impulse convertor of the direct current

Info

Publication number: CS212504B1
Application number: CS205579A
Authority: CS
Inventors: Josef Pohanka; Jiri Vackar
Original assignee: Josef Pohanka; Jiri Vackar
Priority date: 1979-03-28
Filing date: 1979-03-28
Publication date: 1982-03-26

Description

Vynález se týká impulsního měniče stejnosměrného napětí, jehož zatěžovací obvod obsahuje mimo činné zátěže paralelně zapojenou kapacitu.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a DC voltage pulse converter, the load circuit of which, in addition to the active loads, has parallel-connected capacitance.

V aplikacích impulsních měničů stejnosměrného napětí, kdy vyžadujeme rychlou odezvu výstupního napětí měniče na řízení, je velikost paralelně zapojené kapacity k zátěži omezena. Má-li např. za dobu T po vypnutí funkce měniče klesnout jeho výstupní napětí pod 10 % původní hodnoty, je jeho paralelní kapacita omezena hodnotou:In DC pulse inverter applications, where the inverter's output voltage to the controller needs to respond quickly, the magnitude of the capacitance connected in parallel to the load is limited. If, for example, the output voltage is to fall below 10% of its original value after T has been switched off, its parallel capacity is limited by:

G -4 ¹ P 2,3 Rkde R_z je činný odpor zátěže měniče.G -4 ¹ P 2.3 Rk Where R _z is the inverter load resistance.

Omezení kapacity paralelně zapojené k zátěži měniče s ohledem na požadavky jeho dyna mických vlastností může však vyvolat nedostatečné vyhlazení výstupního napětí měniče.However, limiting the capacity connected in parallel to the inverter load with respect to its dynamic characteristics may result in insufficient smoothing of the inverter output voltage.

Pro poměrné zvlnění výstupního napětí měniče platí zjednodušeně vztah:The following applies to the ripple of the inverter output voltage:

Zg ⁼ C 'Ζθ f kde f je kmitočet měniče.Zg ⁼ C 'Ζθ f where f is the frequency of the converter.

p p ·*p p · *

Kmitočet měniče f je obvykle omezen vlastnostmi použitých elektronických prvků.The frequency of the inverter f is usually limited by the properties of the electronic components used.

Proto je zvyšování výkonu měniče tj. snižování zatěžovacího odporu R_z v tomto případě omezeno na hodnoty současně přípustného zvlnění - bez ohledu na možnosti i zatěžování použitých součástek.Therefore, increasing the power of the inverter, ie reducing the load resistance R _z in this case, is limited to the values of the currently permissible ripple - regardless of the possibilities and loading of the components used.

Dosažení malého zvlnění výstupního napětí měniče při zachování požadovaných dynamických vlastností i při velkých výkonech řeší impulsní měnič podle vynálezu,jehož podstata spočívá v tom, že je sestaven alespoň ze dvou shodných impulsních měničů, které jsou svými výstupy připojeny paralelné k zatěžovacímu odporu s paralelně připojeným kondenzátorem vyznačené tím, že k prvním vstupům impulsních měničů je přes cyklický dělič impulsů připojen zdroj řídicích impulsů a k druhým vstupům měničů je připojen zdroj stejnosměrného napájecího napětí.Achieving a small ripple of the output voltage of the converter while maintaining the required dynamic properties even at high powers is solved by the pulse converter according to the invention, which consists of at least two identical pulse converters connected by their outputs parallel to a load resistor with parallel connected capacitor characterized in that a source of control pulses is connected to the first inputs of the pulse converters via a cyclic pulse divider and to the second inputs of the converters is connected a source of direct supply voltage.

Příklad uspořádání impulsního měniče stejnosměrného napětí podle vynálezu je uveden na obr. 1, na obr. 2 jsou uvedeny zjednodušené relativní průběhy zvlnění výstupního napětí.An example of an arrangement of a DC voltage pulse converter according to the invention is shown in Fig. 1, and Fig. 2 shows simplified relative waveforms of the output voltage.

Tři shodné impulsní měniče J., £, J stejnosměrného napětí napájené ze zdroje £ stejnosměrného napětí jsou zapojeny svými výstupy paralelně k zatěžovacímu odporu 3 ³ paralelním kondenzátorem 6. Zdroj 8 řídicích impulsů měniče je zapojen na cyklický dělič 2 impulsů, jeho tři výstupy jsou zapojeny na vstupy impulsního řízení měničů i, 2 a J.Three identical DC pulse converters J, £, J supplied from the DC voltage source jsou are connected in parallel to the load resistor ^{3 by a} parallel capacitor 6. The drive control pulse source 8 is connected to a cyclic pulse divider 2, its three outputs are connected. to pulse control inputs i, 2 and J.

Uspořádání funguje takto:The layout works as follows:

Impulsy ze zdroje 8 řídicích impulsů po průchodu cyklickým děličem 2 impulsů startují postupně u měničů i, 2 a j pracovní cykly, tj. dodání energetických impulsů z výstupů měničů do společné zátěže sestávající z odporu £ a paralelního kondenzátoru 6.The pulses from the control pulse source 8, after passing through the cyclic pulse divider 2, start successively the duty cycles of the inverters i, 2 and j, i.e. supplying the energy pulses from the inverter outputs to a common load consisting of a resistor 6 and a parallel capacitor 6.

Zdroj 8 řídicích impulsů může v tomto případě pracovat až s trojnásobkem nejvyšSího kmitočtu, který je omezen vlastnostmi silových elektronických prvků měničů 1, 2 a J.In this case, the control pulse source 8 can operate at up to three times the highest frequency, which is limited by the properties of the power electronic components of the converters 1, 2 and J.

Měniče 1, 2 a J se cyklicky ve funkci střídají, tím je zachován pro každý z měničů jeho nejvyšší provozní kmitočet. Celkový výkon uspořádání je·trojnásobkem výkonu jednoho měniče při zachování zvlnění výstupního napětí i dynamických vlastností.Inverters 1, 2 and J alternate in function, thus maintaining the highest operating frequency for each inverter. The overall power of the arrangement is three times the power of one drive while maintaining the output voltage ripple and dynamic properties.

Průběh a představuje zvlnění napětí na výstupu jednoho z měničů £, 2 a £ při výkonu odpovídajícím třetině celkového výkonu uspořádáni. Průběh b představuje zvlnění na výstupu jednoho měniče za předpokladu dimenzování na plný výkon uspořádání. Zvlnění výstupního napětí se zvýší třikrát oproti hodnotě v případě 2a.The waveform a represents a voltage ripple at the output of one of the transducers 6, 2 and 6 at a power corresponding to a third of the total power of the arrangement. Waveform b represents the ripple at the output of one inverter, assuming it is rated for the full power of the configuration. The output voltage ripple is increased three times the value of 2a.

Průběh £ ukazuje výsledné zvlnění výstupního napětí uspořádání dle vynálezu při plném výkonu. Amplituda zvlnění zůstává na hodnotě jako v případě průběhu a, kmitočet zvlnění je však trojnásobný.The waveform ukazuje shows the resulting ripple of the output voltage of the arrangement according to the invention at full power. The ripple amplitude remains at the value as in the case of a, but the ripple frequency is three times.

Výhodou vynálezu je možnost dosažení malého zvlnění výstupního napětí měniče velkého výkonu a současně i dobrých dynamických vlastností při rychlém řízení napětí nebo výkonu, které je nutné např. u rentgenových diagnostických přístrojů. Další výhodou vynálezu je možnost jednoduchého vytváření výkonové řady měničů z jednotných výkonových bloků při zachování optimálních provozních vlastností.The advantage of the invention is the possibility of obtaining a small ripple of the output voltage of the high power converter and at the same time good dynamic properties for rapid voltage or power control, which is necessary, for example, in X-ray diagnostic devices. A further advantage of the invention is the possibility of simple generation of the power series of inverters from uniform power blocks while maintaining optimum operating characteristics.

Claims

DC voltage pulse converter consisting of at least two identical pulse converters, whose outputs are connected in parallel to a load resistor with a parallel connected capacitor, characterized in that it is connected to the first inputs of the pulse converters (1, 2, 3) via a pulse divider (7) a control pulse source (8) is connected and a DC voltage source (4) is connected to the second inputs of the pulse converters (1, 2, 3). ¹