CS233045B1

CS233045B1 - Zero current pulse-controlled power supply

Info

Publication number: CS233045B1
Application number: CS877183A
Authority: CS
Inventors: Petr Parkan; Zdenek Patak
Original assignee: Petr Parkan; Zdenek Patak
Priority date: 1983-11-24
Filing date: 1983-11-24
Publication date: 1985-02-14

Abstract

Předmět vynélezu se týká obvodu umožňujícího zatížení impulsně regulovaného napájecího zdroje s jednočinným propustným typem měniče od nulové hodnoty zatěžovaciho proudu. Při poklesu zatěžovaciho proudu pod mezní hodnotu přebírá funkci rekuperační diody sepnutý tranzistor PNP, který je ovládán průběhy ze sekundárního vinutí transformátoru měniče. Obvod je jednoduchý a nesnižuje účinnost zdroje. Obvodu je možno využít u impulsně regulovaných zdrojů, kde se požaduje zatížení od nulové hodnoty proudu, zvláště u hlavní hladiny vícehladinových zdrojů nebo u nestabilizovaných hladin, kde obvod zabraňuje zvětšení výstupního napětí při chodu naprázdno. Vynález je charakterizován jedním bodem předmětu vynálezu a jedním výkresem.The subject of the invention relates to a circuit enabling the loading of a pulse-regulated power supply with a single-acting pass-through type of converter from the zero value of the load current. When the load current drops below the limit value, the function of the recuperation diode is taken over by a switched PNP transistor, which is controlled by the waveforms from the secondary winding of the converter transformer. The circuit is simple and does not reduce the efficiency of the source. The circuit can be used in pulse-regulated sources where loading from the zero value of the current is required, especially at the main level of multi-level sources or at unstabilized levels, where the circuit prevents the output voltage from increasing during no-load operation. The invention is characterized by one subject matter of the invention and one drawing.

Description

Předmět vynélezu se týká Impulsně regulovaného zdroje zatížítelného od nulového proudu s jednočinným propustným typem měniěe.The subject matter of the invention relates to a pulse-regulated zero-current source with a single-acting forward type converter.

U impulsně regulovaných napájecích zdrojů s výstupním filtrem tvořeným tlumivkou a kondenzótorem je nutno splnit podmínku, že provozní zetěžovací proud je větší, než určité minimální hodnota. Klesne-li odběr pod tuto mezní hodnotu, dochází k periodickému přeruěovóní proudu tlumivkou a v důsledku toho k rozkmitání zdroje, zhoršení stabilizačního účinku a zvětěení výstupního zvlnění. Při realizaci vícehladl nového zdroje se společným měničem dochézí při odlehčeni hlavní hladiny k poklesu napětí na vedlejších hladinách.For pulse-regulated power supplies with an output filter consisting of a choke and a capacitor, it is necessary to meet the condition that the operating load current is greater than a certain minimum value. If the demand drops below this limit, the current is periodically interrupted by the choke and, as a result, the source oscillates, the stabilization effect deteriorates and the output ripple increases. When realizing the multi-level of a new power supply with a common inverter, the voltage at the secondary levels decreases when the main level is relieved.

Zmenšení minimálního zetěžovacího proudu je možno dosáhnout zvětšením indukčnosti' tlumivky. To vede ke zvětšení její velikosti a navíc se neřeší chod neprázdno. V případech, kdy se vyžaduje možnost odběru výstupního proudu od nuly, připojuje se na výstup zdroje trvalé předzótěž o velikosti minimálního proudu. Toto řešeni snižuje účinnost zdroje. Známé elektronické obvody pro zatížení zdroje od nulového proudu využívají k odvození funkce průběhů z řídicích obvodů zdroje a jsou značně složité.Reduction of the minimum load current can be achieved by increasing the inductance of the choke. This leads to an increase in its size and, moreover, does not solve non-empty operation. In cases where the possibility of taking the output current from zero is required, a permanent pre-load of the minimum current size is connected to the output of the source. This solution reduces resource efficiency. Known electronic circuits for loading the source from zero current utilize the source to derive the function of the waveforms and are complex.

Uvedené nevýhody odstraňuje impulsně regulovaný zdroj zatížitelný od nulového proudu podle vynálezu, v němž’ první vývod zdroje napájecího napětí je spojen s prvním napájecím vstupem měniče, jehož druhý napájecí vstup je spojen s druhým vývodem zdroje napájecího napětí, kde začátek primárního vinutí transformátoru měniče je spojen s prvním výstupem měniče, jehož druhý výstup je spojen s koncem primárního vinutí transformátoru měniče, kde začátek sekundárního vinutí transformátoru měniče je spojen s anodou usměrňovači diody, jejíž katoda je spojena s katodou rekuperační diody a s prvním vývodem tlumivky, jejíž druhý vývod je spojen s prvním regulačním vstupem měniče, s prvním vývodem zátěže a s prvním vývodem kondenzétoru, jehož druhý vývod je spojen s druhým vývodem zátěže, s druhým regulačním vstupem měniče, s anodou rekuperační diody a s koncem sekundárního vinutí transformátoru měniče, jehož podstatou je, že anoda usměrňovači diody je dále spojena s anodou urychlovací diody a s prvním vývodem odporu, jehož druhý vývod je spojen s katodou urychlovací diody, s bází tranzistoru PNP a s katodou ochranné diody, jejíž anoda je spojena s anodou rekuperační diody a s kolektorem tranzistoru PNP, jehož emitor je spojen s katodou rekuperační diody.These drawbacks are overcome by a pulse-controlled, zero-current source according to the invention, wherein the first supply voltage output is connected to the first power supply input of the converter, the second supply input is connected to the second power supply output, where a first output of the converter whose second output is connected to the end of the primary winding of the converter transformer, wherein the start of the secondary winding of the converter transformer is connected to the anode of the rectifier diode whose cathode is connected to the cathode of the recovery diode; drive control input, with a first load terminal and a first capacitor terminal, the second terminal of which is coupled to a second load terminal, a second drive control input, a recovery diode anode, and a transformer secondary winding end The rectifier diode is further coupled to the anode of the acceleration diode and the first resistance terminal, the second terminal of which is connected to the cathode of the acceleration diode, the base of the PNP transistor, and the cathode of the protective diode whose anode is connected to the anode of the recovery diode. and a collector of the PNP transistor whose emitter is connected to the cathode of the regenerative diode.

Obvod podle vynélezu umožňuje zatěžovat impulsně regulovaný napájecí zdroj s jednočinným propustným typem měniče od nulového proudu nezávisle na hodnotě tlumivky výstupního filtru. Přitom nedochází k poklesu účinnosti zdroje ani dalším rušivým jevům, například k nežádoucímu dělení pracovní frekvence měniče. Zapojení je jednoduché.The circuitry according to the invention makes it possible to load a pulse-regulated power supply with a single-pass, zero-pass inverter type independent of the output filter choke value. This does not reduce the efficiency of the power supply or other disturbances, such as undesirable frequency division of the inverter. Wiring is simple.

Princip vynélezu bude popsán pomocí výkresu 1, kde je schéma zapojení impulsně regulovaného zdroje zatížítelného od nulového proudu podle vynélezu, v němž první vývod 101 zdroje J, napájecího napětí je spojen s prvním napájecím vstupem 201 měniče g. Jeho druhý napájecí vstup 202 je spojen s druhým vývodem 102 zdroje 1. napájecího napětí. Začátek primárního vinutí transformátoru 2 měniče je spojen s prvním výstupem 203 měniče g. Jeho druhý výstup 204 je spojen s koncem primárního vinutí transformátoru 2 měniče. Začátek sekundárního vinutí transformátoru 2 měniče je spojen s anodou usměrňovači diody £. Její katoda je spojena s katodou rekuperační diody 2 ⁰ a prvním vývodem tlumivky 6. Její druhý vývod je spojen s prvním regulačním vstupem 205 měniče 2, s prvním vývodem zátěže 12 a s prvním vývodem kondenzétoru 2· Jeho druhý vývod je spojen s druhým vývodem zátěže 12. s druhým regulačním vstupem 206 měniče 2, s anodou rekuperační diody 2 ^{8 8} koncem sekundárního vinutí transformátoru 2 měniče. Anoda usměrňovači diody 4 je dále spojena s anodou urychlovací diody 8 a s prvním vývodem odporu g. Jeho druhý vývod je spojen s katodou urychlovací diody 8, s bázi tranzistoru 11 PNP a s katodou ochranné diody 10. Její anoda je spojena s anodou rekuperační diody 2 ^{8 3} kolektorem tranzistoru 11 PNP. Jeho emitor je spojen s katodou rekuperační diody 23The principle of the invention will be described with reference to Figure 1, wherein a circuit diagram of a pulse-regulated, zero-current source according to the invention is in which the first power supply terminal 101 is connected to the first power input 201 of the converter g. the second terminal 102 of the power supply 1. source. The start of the primary winding of the converter transformer 2 is connected to the first output 203 of the converter g. Its second output 204 is connected to the end of the primary winding of the converter transformer 2. The start of the secondary winding of the converter transformer 2 is connected to the anode of the rectifier diode 6. Its cathode is connected to the cathode 2 ⁰ wheeling diodes and the first terminal of the sixth inductors Its second terminal is connected to a first control input 205 of the inverter 2, the first terminal of the load 12 and the first terminal of kondenzétoru 2 · Its second terminal is connected to the second load terminal 12 with the second control input 206 of the converter 2, with the anode of the recovery diode ²⁸ at the end of the secondary winding of the converter transformer 2. The anode of a rectifier diode 4 is further connected to the anode of the diode 8 and accelerating the first terminal of resistor g. Its second terminal is connected to the cathode of the diode 8 the acceleration, with the base of transistor 11 of the PNP and the cathode of diodes 10th Its anode is connected to the anode-wheeling diodes 2 ^{8 3} collector of transistor 11 PNP. Its emitter is connected to the cathode of the regenerative diode 23

Měnič 2 je napájen ze zdroje J_ napájecího napětí, například ze sílového napětí. Měnič 2 obsahuje vstupní usměrňovač, filtrační kondenzátory a spínací prvek, který je spolu s transformátorem 3 měniče, usměrňovači diodou 4i rekuperační diodou 3, tlumivkou 6 a kondenzátorem 2 zapojen jako jednočinný propustný typ měniče.The transducer 2 is supplied from a power supply 1, for example from a power supply. The inverter 2 comprises an input rectifier, filter capacitors and a switching element which, together with the inverter transformer 3, the rectifier diode 4i, the regenerative diode 3, the choke 6 and the capacitor 2, is connected as a single acting throughput type of converter.

Vstupní střídavé napájecí napětí je usměrněno, vyfiltrováno a pomocí spínače převedeno na impulsní průběh, který je vhodně transformován transformátorem 3 měniče. Takto získané impulsní napětí je usměrněno usměrňovači diodou 4 a rekuperační diodou 3 ® vyfiltrováno výstupním filtrem tvořeným tlumivkou 6 a kondenzátořem 2· Výstupní napětí zdroje je zavedeno r.a první a druhý regulační vstup 205, 206 měniče 2, jehož součástí je zpětnovazební regulační obvod, který řídí spínací prvek měniče 2 tak, že výstupní napětí zdroje je udržováno na konstantní hodnotě.The input AC supply voltage is rectified, filtered and converted to a pulse waveform by means of a switch, which is suitably transformed by the transformer 3 of the drive. The pulse voltage thus obtained is rectified by a rectifier diode 4 and a recovery diode 3 ® filtered by an output filter consisting of a choke 6 and a capacitor 2. The output voltage of the source is applied to the first and second control inputs 205, 206 of the converter 2. the switching element of the converter 2 so that the output voltage of the source is kept constant.

V době sepnutí spínacího prvku měniče 2 je na sekundárním vinutí transformátoru 3 měniče kladný impuls. Energie se přenáší z měniče 2 přes otevřenou usměrňovači diodu 4 a tlumivku 6 do výstupní zátěže 12 a kondenzátoru 2· V této době je tranzistor 11 PNP zavřen prostřednictvím urychlovací diody 8. V době zavření spínacího prvku měniče £ je na 'Sekundárním vinutí transformátoru 3 měniče záporný průběh. Usměrňovači dioda 4 3® zevřena. Proud tekoucí do zátěže se hradí z části energie naakumulované v tlumivce 6 a kondensátoru 2·When the switching element of the converter 2 is closed, a positive pulse is present on the secondary winding of the converter transformer 3. The energy is transferred from the inverter 2 via the open rectifier diode 4 and the choke 6 to the output load 12 and the capacitor 2. At this time, the PNP transistor 11 is closed by the acceleration diode 8. At the time the inverter switch is closed negative course. Rectifier diode 4 3® closed. The current flowing into the load is covered by part of the energy accumulated in choke 6 and capacitor 2 ·

V případě, že zatěžovací proud je větší, než mezní hodnota, určené velikostí tlumivky 6, uzavírá se proud přes otevřenou rekuperační diodu 3· Na její katodě je záporné napětí, odpovídající napělovému úbytku na přechodu anode-ketoda v propustném směru. TranzistorIf the load current is greater than the limit value determined by the size of the choke 6, the current is closed via the open recovery diode 3. At its cathode there is a negative voltage corresponding to the voltage drop at the anode-ketode transition in the forward direction. Transistor

PNP, který je buzen zéporným impulsem přes odpor 3, má ne bázi díky ochranné diodě 10 napětí okolo -0,6 V a je tedy stéle zavřen. Teprve v přípedě, kdy zatěžovací proud zdroje poklesne pod mezní hodnotu, přestane se proud tlumivkou 6 uzavírat přes rekuperační diodu 3, které se zavírá a teče přes nyní otevřený tranzistor 11 PNP.The PNP, which is driven by a negative pulse across resistor 3, has no voltage due to a protective diode 10 of about -0.6 V and is therefore still closed. Only in the case when the load current of the source falls below the limit value, the current ceases through the choke 6 via the regenerative diode 3, which closes and flows through the now open PNP transistor 11.

Obvod podle vynálezu umožňuje provozovat jednočinné propustné typy impulsně regulovaných napájecích zdrojů se zatěžovacím proudem menším, než je minimální proud děný hodnotou tlumivky 6 výstupního filtru. Zapojeni je jednoduché a nesnižuje účinnost napájecího zdroje. Je vhodné zvláště u hlavní hladiny vícehladinového zdroje se společným měničem a u nestabilizováných hladin, kde zapojení zabraňuje zvětšení výstupního napětí při chodu naprázdno.The circuit according to the invention makes it possible to operate single-acting throughput types of pulse-regulated power supplies with a load current of less than the minimum current given by the value of the choke 6 of the output filter. Wiring is simple and does not reduce the efficiency of the power supply. It is especially suitable for the main level of a multi-level power supply with a common converter and for unstabilized levels, where the wiring prevents the output voltage from increasing in idle operation.

Claims

A pulse-controlled, zero-current source in which the first power supply terminal is coupled to the first power supply input of the drive, the second power input is connected to the second power supply output, where the primary winding of the converter transformer is connected to the first output. the second output is connected to the end of the primary transformer transformer winding, where the start of the secondary transformer transformer winding is connected to the rectifier diode anode of which the cathode is connected to the recovery diode cathode and the first choke output, the second output is connected to the first converter input; a load terminal and a first capacitor terminal, the second terminal of which is connected to a second load terminal, a second drive control input, a recovery diode anode, and an end of the transformer secondary winding, characterized in that the anode rectifier the diode (4) is further coupled to the anode of the acceleration diode (8) and the first terminal of the resistor (9), the second terminal of which is connected to the cathode of the acceleration diode (8), the base of the PNP transistor (11) and the cathode of the protective diode (10). , the anode of which is connected to the anode of the recovery diode (5) and to the collector of the PNP transistor (11), the emitter of which is connected to the cathode of the recovery diode (5).