RU151949U1

RU151949U1 - PULSE POWER SUPPLY

Info

Publication number: RU151949U1
Application number: RU2013151953/08U
Authority: RU
Inventors: Алексей Евгеньевич Дворяткин; Иван Флегонтович Суворов; Сергей Владимирович Какауров; Артем Сергеевич Юдин; Татьяна Викторовна Рахлецова
Priority date: 2013-11-21
Filing date: 2013-11-21
Publication date: 2015-04-20

Abstract

Импульсный источник питания, содержащий мост ключей, подключенный к блоку питания моста ключей и к модулю управления, низковольтный блок питания, в который параллельно подключены блок вентиляторов, блок защиты и модуль управления, выходы блока защиты подключены к блоку питания моста ключей, отличающийся тем, что модуль управления выполнен в виде блока генератора управляющих импульсов и блока драйверов, а выходы моста ключей подключены к высоковольтному трансформатору.A switching power supply comprising a key bridge connected to a key bridge power supply and to a control module, a low-voltage power supply unit, in which a fan block, a protection block and a control module are connected in parallel, outputs of the protection block are connected to a key bridge power supply, characterized in that the control module is made in the form of a control pulse generator block and a driver block, and the outputs of the key bridge are connected to a high-voltage transformer.

Description

Полезная модель относится к высоковольтной импульсной технике, может быть использована для различных потребителей.The utility model relates to high-voltage pulse technology, can be used for various consumers.

Известен импульсный источник питания (см. пат. US № 8416593 В2, опубл. 09.04.2013), содержащий блок выпрямителя переменного напряжения, блок преобразователя, блок детектирования, блок управления, блок коммута-ции и блок защиты, предназначенный для питания электронных устройств.Known switching power supply (see US Pat. No. 8416593 B2, published 09.04.2013) comprising an AC rectifier unit, a converter unit, a detection unit, a control unit, a switching unit and a protection unit for supplying electronic devices.

Недостатком известного устройства является невозможность регулиро-вания частотами, скважностями и амплитудами импульсов.A disadvantage of the known device is the inability to control frequencies, duty cycles and pulse amplitudes.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому реше-нию является устройство, известное в [С. В. Кухтецкий. Простой лаборатор-ный инвертор для индукционного нагрева. Часть 2:The closest in technical essence to the proposed solution is a device known in [S. V. Kukhtetsky. Simple laboratory inverter for induction heating. Part 2:

http://www.electrik.org/forum/index.php?act=attach&type=post&id=24722], со-держащее мост ключей, подключенный к блоку питания моста ключей и к модулю управления, низковольтный блок питания, в который параллельно подключены блок вентиляторов, блок защиты и модуль управления, выходы блока защиты подключены к блоку питания моста ключей, блок согласующе-го трансформатора, подключенный к мосту ключей. http://www.electrik.org/forum/index.php?act=attach&type=post&id=24722 ], containing a key bridge connected to a key bridge power supply and to a control module, a low-voltage power supply in which are connected in parallel the fan unit, the protection unit and the control module, the outputs of the protection unit are connected to the power supply of the key bridge, the matching transformer block connected to the key bridge.

Недостатками известного устройства являются невозможность регули-рования скважностями разнополярных импульсов, амплитудами напряжений импульсов при неизменной величине напряжения питающей сети, небольшой диапазон регулирования частот импульсов.The disadvantages of the known device are the impossibility of regulating the borehole pulses of different polarity pulses, the amplitudes of the voltage pulses at a constant voltage supply network, a small range of frequency control pulses.

Техническим результатом заявленной полезной модели является уве-личение диапазона регулирования частот импульсов с 60-300 кГц до 0,1-1000 кГц, создание возможностей регулирования скважностями разнополярных импульсов в диапазоне от 1,05 до 20 за счет исполнения модуля управления вThe technical result of the claimed utility model is an increase in the range of regulation of pulse frequencies from 60-300 kHz to 0.1-1000 kHz, the creation of the possibility of regulating by borehole multipolar pulses in the range from 1.05 to 20 due to the execution of the control module in

виде блока-генератора управляющих импульсов и блока драйверов, и ам-плитудами импульсов от 0,3 до 3 кВ путем переключения витков на высоко-вольтном трансформаторе, который подключен к выходам моста ключей.in the form of a control pulse generator block and a driver block, and pulse amplitudes from 0.3 to 3 kV by switching turns on a high-voltage transformer, which is connected to the outputs of the key bridge.

Результат достигается тем, что импульсный источник питания, содер-жащий мост ключей, подключенный к блоку питания моста ключей и к мо-дулю управления, низковольтный блок питания, в который параллельно подключены блок вентиляторов, блок защиты и модуль управления, выходы блока защиты подключены к блоку питания моста ключей, отличается тем, что модуль управления выполнен в виде блока генератора управляющих им-пульсов и блока драйверов, а выходы моста ключей подключены к высоко-вольтному трансформатору.The result is achieved by the fact that the switching power supply containing the key bridge, connected to the power supply of the key bridge and to the control module, a low-voltage power supply, in which the fan block, the protection block and the control module are connected in parallel, the outputs of the protection block are connected to the power supply for the key bridge, characterized in that the control module is designed as a generator block of control pulses and a driver block, and the outputs of the key bridge are connected to a high-voltage transformer.

На фиг. 1 изображена блок-схема импульсного источника питания, на фиг. 2 - принципиальная схема импульсного источника питания, на фиг. 3 - принципиальная схема блока широтно-импульсной модуляции.In FIG. 1 shows a block diagram of a switching power supply; FIG. 2 is a circuit diagram of a switching power supply; FIG. 3 is a schematic diagram of a pulse width modulation unit.

Устройство содержит блок питания моста ключей 1, блок защиты 2, низковольтный блок питания 3, блок-генератор управляющих импульсов 4, блок вентиляторов 5, блок драйверов 6, мост ключей 7, высоковольтный трансформатор 8. Выходы высоковольтной обмотки трансформатора под-ключаются к входам нагрузки потребителя.The device comprises a key bridge power supply unit 1, a protection unit 2, a low voltage power supply unit 3, a control pulse generator 4, a fan unit 5, a driver unit 6, a key bridge 7, a high voltage transformer 8. The outputs of the high voltage winding of the transformer are connected to the load inputs consumer.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Поданное на-пряжение на устройство поступает в блок защиты 2 и низковольтный блок питания 3. После включения кнопки «Пуск» начинает получать питание блок 1, обеспечивающий электроэнергией мост ключей 7. Блок 3 питает постоян-ным напряжением схему шунтирования пусковых резисторов А блока 2, блок-генератор управляющих импульсов 4 и блок вентиляторов 5, а пере-менным напряжением схему срабатывания защиты В блока 2, схема управле-ния защитой С блока 2 получает постоянное напряжение от встроенного бло-ка питания. В случае срабатывания блока защиты 2, от сети отключается только блок 1, блоки 2 и 3 остаются под напряжением. Блок 4 генерирует управляющие импульсы с регулируемыми частотами и скважностями, егоThe operation of the device is as follows. The applied voltage to the device enters the protection unit 2 and the low-voltage power supply 3. After turning on the “Start” button, the unit 1, which provides the key bridge 7 with electricity, starts to receive power. Unit 3 supplies the bypass voltage of the starting resistors A of unit 2 with constant voltage a control pulse generator block 4 and a fan block 5, and, by alternating voltage, the protection actuation circuit B of block 2, the protection control circuit C of block 2 receives a constant voltage from the built-in power supply unit. In case of operation of the protection block 2, only block 1 is disconnected from the network, blocks 2 and 3 remain energized. Block 4 generates control pulses with adjustable frequencies and duty cycles, its

сигналы в дальнейшем поступают в блок драйверов 6. Блок 6 усиливает сиг-налы блока 4 для дальнейшей их подачи на полевые транзисторы моста клю-чей 7, а также обеспечивает гальванической развязкой от блока 7 драйверы блока 6. На мост ключей 7 поступает постоянное напряжение от блока 1 и управляющие сигналы от блока 6, в результате чего начинает работать мост ключей и на его выходах генерируются силовые разнополярные импульсы с величиной максимального мгновенного напряжения 310 В. Из блока 7 сило-вые импульсы поступают в высоковольтный трансформатор 8, который име-ет ответвления на низковольтной обмотке для переключения количества вит-ков, с целью регулирования амплитуд импульсов. Выводы высоковольтной обмотки трансформатора подключаются к нагрузке потребителя, в результате чего на нее поступают высоковольтные разнополярные импульсы, с диапазо-нами регулирований частот 0,1-1000 кГц, скважностей 1,05-20, амплитуд 0,3- 3 кВ.the signals are then sent to the driver block 6. Block 6 amplifies the signals of block 4 for their further supply to the field-effect transistors of the key 7 bridge, and also provides the drivers of block 6 with galvanic isolation from block 7. A constant voltage is supplied to the key bridge 7 from of block 1 and control signals from block 6, as a result of which the key bridge starts to work and power bipolar pulses with a maximum instantaneous voltage of 310 V are generated at its outputs. From block 7, the power pulses enter the high-voltage transformer Op 8, which has branches on the low-voltage winding for switching the number of turns, in order to control the amplitudes of the pulses. The conclusions of the high-voltage winding of the transformer are connected to the consumer load, as a result of which high-voltage bipolar pulses are fed to it, with ranges of frequency regulation of 0.1-1000 kHz, duty cycles of 1.05-20, amplitudes of 0.3-3 kV.

Блок-генератор управляющих импульсов приведен на фиг. 3. Он осно-ван на микросхеме TL494, позволяющей регулировать частоты, скважности импульсов, имеющей средства коррекции симметрии выходных напряжений, что важно для моста ключей 7. Управляющие импульсы исходят из микро-схемы IC1 с выходов 9 и 10. Регулирование длин импульсов происходит пе-ременным резистором R22, а скважностей переменным резистором R18. Пе-реключение диапазонов регулирования осуществляется перемычками кон-денсаторов С11-С14. Управляющие импульсы приходят на входы 2 драйве-ров блока 6.The control pulse generator is shown in FIG. 3. It is based on the TL494 chip, which allows you to adjust the frequency, duty cycle of the pulses, which has means for correcting the symmetry of the output voltages, which is important for the key bridge 7. Control pulses come from microcircuit IC1 from outputs 9 and 10. The pulse lengths are regulated a temporary resistor R22, and a duty cycle variable resistor R18. Switching of ranges of regulation is carried out by jumpers of capacitors С11-С14. Control pulses arrive at the inputs of 2 drivers of unit 6.

Заявленная полезная модель позволяет увеличить диапазон регулиро-вания частот импульсов с 60-300 кГц до 0,1-1000 кГц, создать возможность регулирования скважностями разнополярных импульсов в диапазоне от 1,05 до 20 и амплитудами импульсов от 0,3 до 3 кВ.The claimed utility model allows you to increase the range of regulation of pulse frequencies from 60-300 kHz to 0.1-1000 kHz, to create the ability to control the duty cycle of multipolar pulses in the range from 1.05 to 20 and pulse amplitudes from 0.3 to 3 kV.

Claims

A switching power supply containing a key bridge connected to a key bridge power supply and to a control module, a low-voltage power supply unit, in which a fan block, a protection block and a control module are connected in parallel, the outputs of the protection block are connected to a key bridge power supply, characterized in that the control module is made in the form of a control pulse generator block and a driver block, and the outputs of the key bridge are connected to a high-voltage transformer.