RU1775815C - Single-ended dc voltage converter - Google Patents
Single-ended dc voltage converterInfo
- Publication number
- RU1775815C RU1775815C SU914914370A SU4914370A RU1775815C RU 1775815 C RU1775815 C RU 1775815C SU 914914370 A SU914914370 A SU 914914370A SU 4914370 A SU4914370 A SU 4914370A RU 1775815 C RU1775815 C RU 1775815C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- capacitor
- diode
- converter
- transistor
- power
- Prior art date
Links
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Использование: источниках питани различных систем. Сущность изобретени : устройство позвол ет повысить эффективность преобразовани за счет использовани как пр мого, так и обратного хода преобразований, пеоедачи энергии реактивных элементов дроссел (2), конденсатора (7) и дополнительного дроссел (9) в нагрузку и дополнительной передачи энергии от источника питани 1 во врем открытого состо ни транзистора (3). 2 ил.Usage: power supplies of various systems. SUMMARY OF THE INVENTION: the device allows to increase the conversion efficiency by using both forward and reverse transformations, transfer of energy of reactive elements of throttle (2), capacitor (7) and additional throttle (9) to the load and additional transfer of energy from the power source 1 during the open state of the transistor (3). 2 ill.
Description
vj елvj ate
0000
елate
Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в источниках питани различных систем.The invention relates to electrical engineering and can be used in power supplies of various systems.
Известен ключевой повышающий преобразователь , в котором услови выключени транзистора улучшаютс за счет включени конденсатора через диод параллельно транзистору. Энерги этого конденсатора рассеиваетс в резисторе, подключенном параллельно диоду при- открытом состо нии транзистора, это снижает КПД преобразовател .A key boost converter is known in which the turn-off conditions of the transistor are improved by turning the capacitor through the diode parallel to the transistor. The energy of this capacitor is dissipated in a resistor connected in parallel with the diode when the transistor is open, this reduces the efficiency of the converter.
Известен ключевой повышающий преобразователь посто нного напр жени , содержащий дроссель, включенный по отношению к транзистору по автотрансформаторной схеме, коммутирующий диод, включенный последовательно с одной обмоткой дроссел и выходным фильтром, дополнительный диод, подключенный параллельно цепи, состо щей из коммутирующего диода и второй обмотки дроссел . При этом диоды включены согласно. Недостаток такого преобразовател - низка надежность из-за высоких уровней напр жени и тока при выключении транзистора, что дополнительно снижает и КПД,A key DC-DC boost converter is known, comprising a choke connected to the transistor in an autotransformer circuit, a switching diode connected in series with one winding of the throttle and an output filter, an additional diode connected in parallel with a circuit consisting of a switching diode and a second winding of the throttle . In this case, the diodes are turned on according to. The disadvantage of such a converter is its low reliability due to high voltage and current levels when the transistor is turned off, which further reduces the efficiency,
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому преобразователю вл етс ключевой повышающий преобразователь посто нного напр жени , в котором дл улучшени условий выключени транзистора параллельно ему включают шунтирующую DC-цепочку. Дл передачи запасенной энергии конденсатора DC-цепочки параллельно диоду включена резонансна цепь, состо ща из дополнительных дроссел , отсекающего диода и конденсатора, а точка соединени последних двух элементов через разр дный диод соединена с положительным выводом источника питани ,Closest to the technical nature of the proposed converter is a key DC-DC boost converter, in which, to improve the conditions for switching off the transistor, a DC shunt circuit is connected in parallel with it. To transfer the stored energy of the capacitor of the DC circuit, a resonant circuit is connected parallel to the diode, consisting of additional interconnectors, a cut-off diode and a capacitor, and the connection point of the last two elements through the discharge diode is connected to the positive terminal of the power supply.
Недостаток такого преобразовател заключаетс в снижении эффективности преобразовани и функциональных возможностей из-за использовани только обратного хода работы преобразовател , передачи частично запасенной энергии шунтирующего конденсатора в источник питани , что соответственно уменьшает коэффициент использовани транзистора по току.A disadvantage of such a converter is the reduction in conversion efficiency and functionality due to the use of only the reverse operation of the converter, the transfer of partially stored energy of the shunt capacitor to the power source, which accordingly reduces the current efficiency of the transistor.
Целью изобретени вл етс расширение функциональных возможностей и увеличение выходной мощности за счет использовани как обратного, так и пр мого хода преобразовани и обеспечени возможности работы от-посто нного и пульсирующего напр жений.The aim of the invention is to expand the functionality and increase the output power through the use of both reverse and forward conversion and to provide the ability to operate with a constant and ripple voltage.
Указанна цель достигаетс тем, что в известном преобразователе напр жени , содержащем силовой дроссель, подключенный одним выводом к первому входному выводу преобразовател , а другим выводом через силовой транзистор - к второму входному выводу преобразовател , последовательную DC-цепочку, шунтирующую транзистор, конденсатор фильтра, который через первый диод и силовой дроссель подключен к входным клеммам, дополнительный дроссель, последовательно соединенный соThis goal is achieved by the fact that in the known voltage converter containing a power inductor connected by one terminal to the first input terminal of the converter, and by the other terminal through a power transistor, to the second input terminal of the converter, a series DC circuit shunting the transistor, a filter capacitor which through the first diode and a power inductor connected to the input terminals, an additional inductor connected in series with
0 вторым диодом, и третий диод, силовой дроссель выполнен двухобмоточным, втора обмотка включена между согласно включенными вторым и третьим диодами, последний из которых подключен к второму0 by the second diode, and the third diode, the power inductor is double-wound, the second winding is connected between the second and third diodes included, the last of which is connected to the second
5 входному выводу преобразовател и включен параллельно конденсатору DC-цепочки, дополнительный дроссель подключен к конденсатору фильтра,5 to the input terminal of the converter and is connected in parallel with the capacitor of the DC circuit, an additional inductor is connected to the filter capacitor,
Введение второй обмотки в силовойIntroduction of the second winding in the power
0 дроссель позволило обеспечить передачу энергии конденсатора шунтирующей цепи в нагрузку и дополнительно обеспечить передачу мощности в нагрузку из источника питани за врем открытого состо ни 0 the inductor made it possible to transfer the energy of the capacitor of the shunt circuit to the load and additionally ensure the transfer of power to the load from the power source during the open state
5 транзистора. При этом улучшаетс коэффициент использовани транзистора по току и обеспечиваетс возможность преобразовани не только посто нного, но и выпр мленного переменного напр жени в посто нное.5 transistors. At the same time, the current transistor utilization coefficient is improved and it is possible to convert not only a constant, but also a rectified alternating voltage into a constant.
0 что ведет к повышению коэффициента использовани первичной питающей сети переменного напр жени (повышению cos p),0 which leads to an increase in the utilization factor of the primary alternating voltage supply network (increase in cos p),
На фиг.1 представлена схема преобразовател ; на фиг.2 - эпюры, по сн ющие егоFigure 1 presents a diagram of the Converter; figure 2 - diagrams explaining it
5 работу.5 job.
Преобразователь содержит источник питани 1, к которому через двухобмоточ- ный силовой дроссель 2 посредством его первой обмотки подключен транзистор 3,The converter contains a power source 1, to which a transistor 3 is connected through a two-winding power inductor 2 through its first winding,
0 параллельно которому включена шунтирующа DC-цепь, состо ща из последовательно срединенных диода 4 и конденсатора 5. Точка соединени дроссел 2 и транзистора 3 через диод 6 подключена к конденсатору0 parallel to which a DC shunt circuit is connected, consisting of diode 4 and capacitor 5 connected in series. The connection point of the throttle 2 and transistor 3 is connected to the capacitor through diode 6
5 7 выходного фильтра. Втора обмотка дроссел 2 подключена одним выводом через последовательно соединенные второй диод 8 и дополнительный дроссель 9 к конденсатору 7 фильтра, другим выводом - к конден0 сатору 5 DC-цепочки, шунтированному третьим диодом 10, При этом третий диод 10 включен согласно со вторым диодом 8 и встречно диоду 4 DC-цепочки, Нагрузка подключаетс к выходному фильтру - кон5 денсатору 7.5 7 output filter. The second winding of drossel 2 is connected by one output through a second diode 8 and an additional inductor 9 connected in series to the filter capacitor 7, and the other output to a DC circuit capacitor 5 shunted by the third diode 10, while the third diode 10 is connected in accordance with the second diode 8 and counter to diode 4 of the DC circuit, the load is connected to the output filter - capacitor 7.
Отношение числа витков первой Wi и второй W2 обмоток силового дроссел 2 выбираетс из услови гарантированной разр дки шунтирующего конденсатора в цепь нагрузки.The ratio of the number of turns of the first Wi and the second W2 of the windings of the power jumper 2 is selected from the condition of guaranteed discharge of the shunt capacitor into the load circuit.
На эпюрах (фиг.2) представлены Uynp - управл ющий сигнал транзистором 3; И - ток первой обмотки дроссел , Us - напр жение на конденсаторе 5; Ig - ток дроссел ; Но - ток диода 10; 1з - ток, протекающий через транзистор 3; 1е - ток через диод 6; I - ток зар да конденсатора 7.The diagrams (Fig. 2) show Uynp - the control signal by transistor 3; And is the current of the first winding of the throttle, Us is the voltage across the capacitor 5; Ig - throttle current; But - the current of the diode 10; 1h - current flowing through the transistor 3; 1e - current through diode 6; I is the charge current of the capacitor 7.
Преобразователь работает следующим образом. В исходном состо нии напр жени на конденсаторах 5 и 7 почти равны входному напр жению, токи обмоток дроссел 2 отсутствуют, При подаче управл ющего Uynp сигнала на транзистор 3, последний открываетс (1з), происходит нарастание тока li в первой обмотке Wi дрос- сел 2 (фиг.2, 0-ti) одновременный резонансный разр д конденсатора 5 (Us) (рис,2) по цепи: конденсатор 5 - втора (Л/2) обмотка дроссел 2 - диод 8 - дроссель 9 - конденсатор фильтра 7. После полной раз- р дки конденсатора 5 (tf-ta) и ток в дросселе 9 (Ig) замыкаетс по цепи: конденсатор 7 - разр дный диод 10 - втора обмотка W2 дроссел 2 - диод 8 - дроссель 9.The converter operates as follows. In the initial state, the voltages on the capacitors 5 and 7 are almost equal to the input voltage, the currents of the windings of the throttle 2 are absent, When a control Uynp signal is applied to the transistor 3, the latter opens (1h), the current li increases in the first winding Wi of the throttle 2 (Fig. 2, 0-ti) simultaneous resonant discharge of capacitor 5 (Us) (Fig. 2) along the circuit: capacitor 5 - second (L / 2) winding drossel 2 - diode 8 - inductor 9 - filter capacitor 7. After the capacitor 5 (tf-ta) is completely discharged, and the current in the inductor 9 (Ig) is closed by the circuit: capacitor 7 - discharge diode 10 - second winding W2 throttle 2 - diode 8 - inductor 9.
Передача запасенной энергии конден- сатора 5 достигаетс за счет напр жени второй обмотки Л/2 дроссел 2, служащей источником напр жени дл цепи разр дки конденсатора 5. С момента начала проводимости диода 10 (ti, фиг.2) в зависимости от соотношени витков первой Wi и второй Л/2 обмоток дроссел 2 можно получить различный режим работы дроссел 9, за врем открытого состо ни транзистора 3. При отI IThe transfer of the stored energy of the capacitor 5 is achieved by the voltage of the second winding L / 2 of the jumper 2, which serves as the voltage source for the discharge circuit of the capacitor 5. From the moment of the conductivity of the diode 10 (ti, Fig. 2) depending on the ratio of the turns of the first Wi and the second L / 2 of the windings of the throttle 2, you can get a different operating mode of the throttle 9, during the open state of the transistor 3. When from I I
ношении витков W2/Wi вых ток в дросUoxwearing coils W2 / Wi output current in DrosUox
селе 9 (э) после разр да конденсатора 5 уменьшаетс . Скорость уменьшени тока (з определ етс величиной индуктивности дроссел 9 и разницей между выходным на- пр жением ивых и напр жением на второй Wa обмотке дроссел 2.after 9 the discharge of the capacitor 5 decreases. The current decreasing rate (h is determined by the inductance of the jumper 9 and the difference between the output voltage and the voltage on the second Wa winding of the jumper 2.
Если разница напр жений относительно больша , дроссель 9 будет работать с полной отдачей энергии за врем открытого состо ни транзистора 3.If the voltage difference is relatively large, the inductor 9 will operate at full energy during the open state of the transistor 3.
Следует заметить, что в случае неполной передачи запасенной энергии дросселем 9 в конденсатор 7 из источника 1 мощность в нагрузку будет передаватьс значительно больше (t/r-t5, фиг.2).It should be noted that in the case of incomplete transfer of the stored energy by the inductor 9 to the capacitor 7 from the source 1, the power will be transferred to the load much more (t / r-t5, Fig. 2).
После сн ти управл ющего сигнала Uynp с транзистора 3, ток И первой Wi обмотки дроссел 2 продолжает нарастать и замыкаетс по цепи: диод 4 - конденсатор 5-источникпитани 1 -дроссель2. Конденсатор 5 резонансно зар жаетс током h дроссел 2, если ток дроссел 9 равен нулю и диод 10 не проводит. При достиженииAfter removing the control signal Uynp from transistor 3, the current And of the first Wi winding of the jumper 2 continues to increase and closes along the circuit: diode 4 - capacitor 5 of the power supply 1 - inductor 2. The capacitor 5 resonantly charges the current h of the jumper 2, if the current of the jumper 9 is zero and the diode 10 does not conduct. Upon reaching
напр жени на конденсаторе 5 (гз). равного входному питающему напр жению, рост тока И в первой Wi обмотке дроссел 2 прекращаетс , напр жение на ней мен ет пол рность и начинаетс процесс передачи запасенной энергии дроссел 2 в конденсатор 5, ток дроссел 2 уменьшаетс . В момент Ь) равенства напр жени на конденсаторе 5 выходному напр жению открываетс диод 6. С этого момента конденсаторы 5 и 7 одновременно зар жаютс током первой обмотки Wi дроссел 2. Напр жение на второй обмотке Л/2 дроссел 2 имеет обратную пол рность и равно разнице напр жений выходного и входного напр жений , этим обеспечиваетс передача запасенной энергии дроссел 9 в конденсатор 7.voltage across capacitor 5 (gz). equal to the input supply voltage, the current growth And in the first Wi winding of the circuit 2 stops, the voltage on it changes polarity and the process of transferring the stored energy of the circuit 2 to the capacitor 5 begins, the current of the circuit 2 decreases. At time b), the voltage across the capacitor 5 is equal to the output voltage, the diode 6 opens. From this moment, the capacitors 5 and 7 are simultaneously charged by the current of the first winding Wi of the jumper 2. The voltage on the second winding L / 2 of the jumper 2 has a reverse polarity and is equal to the voltage difference between the output and input voltages, this ensures the transfer of the stored energy of the cross-link 9 to the capacitor 7.
Режим работы дроссел 2 по току может быть как непрерывный, так и прерывистый. В случае, если ток э дроссел 9-к моменту запирани транзистора 3 имеет определенное значение, зар дка конденсатора 5 будет осуществл тьс разностью токов первой Wi обмотки дроссел 2 и дроссел 9. Диод 10 прекращает проводить, когда напр жение на конденсаторе 5 будет равно падению напр жени на диоде 10. Зар д конденсатора 5 будет осуществл тьс разностью токов дросселей 2 и 9. Таким образом можно достигнуть увеличени времени зар дки к°онденсаюра 5 и уменьшение скорости нарастани напр жени из транзисторе 3, а следовательно, е некоторых случа х допустимо уменьшение величины конденсатора 5.The drossel 2 current mode of operation can be either continuous or intermittent. In the event that the current of the cross-link 9-by the time the transistor 3 is turned off has a certain value, the charging of the capacitor 5 will be carried out by the difference of the currents of the first Wi winding of the cross-link 2 and the cross-link 9. The diode 10 stops conducting when the voltage across the capacitor 5 is equal to the drop the voltage on the diode 10. The charge of the capacitor 5 will be the difference between the currents of the chokes 2 and 9. Thus, it is possible to achieve an increase in the charging time to ° C sensor 5 and a decrease in the slew rate of the voltage from the transistor 3, and therefore some x teaching acceptable decrease in the condenser 5.
За счет передачи запасаемых энергий в основном и дополнительных реактивных элементах преобразовател в нагрузку, дополнительной передачи мощности источника питани в нагрузку за врем пр мого хода, достигаетс эффективность преобразовани и расшир ютс функциональные возможности преобразовател . В частности обеспечиваетс возможность преобразовани как посто нного, так и пульсирующего напр жений в посто нное, увеличиваетс выходна мощность преобразовател , повышаетс коэффициент использовани транзисторов по току, улучшаетс при преобразовании переменного напр жени .By transferring the stored energies in the main and additional reactive elements of the converter to the load, by additionally transferring the power of the power source to the load during the forward stroke, conversion efficiency is achieved and the converter's functionality is expanded. In particular, it is possible to convert both a constant and a pulsating voltage to a constant, the output power of the converter increases, the coefficient of utilization of transistors in current increases, and it improves when converting an alternating voltage.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914914370A RU1775815C (en) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | Single-ended dc voltage converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914914370A RU1775815C (en) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | Single-ended dc voltage converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1775815C true RU1775815C (en) | 1992-11-15 |
Family
ID=21562256
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU914914370A RU1775815C (en) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | Single-ended dc voltage converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1775815C (en) |
-
1991
- 1991-02-25 RU SU914914370A patent/RU1775815C/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Моин B.C. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М.: Энергоато- миздат, 1968, с, 121, рис.4, 36. Так же, с.125, рис,4.5 в. Авторское свидетельство СССР Ms 1411895, кл. Н 02 М 3/337, 1988. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6452814B1 (en) | Zero voltage switching cells for power converters | |
US6198260B1 (en) | Zero voltage switching active reset power converters | |
US6522108B2 (en) | Loss and noise reduction in power converters | |
US6088250A (en) | Power converters for multiple input power supplies | |
US6272023B1 (en) | High efficiency coupled inductor soft switching power converters | |
US20040264224A1 (en) | Structure and method for an isolated boost converter | |
GB2124042A (en) | Reduction of harmonics in gas discharge lamp ballasts | |
US5140509A (en) | Regulated bi-directional DC-to-DC voltage converter | |
CN109787482B (en) | Control chip, control method, constant-voltage constant-current device and isolated flyback PWM system | |
WO2005017808B1 (en) | Method and apparatus for power conversion having a four-quadrant output | |
CN105939108A (en) | Switch inductor type quasi-switch voltage-boosting DC-DC converter | |
CN105939112A (en) | High-gain quasi-switch boost DC-DC converter | |
JPH10271703A (en) | Converter circuit for battery charger | |
CN112421961A (en) | Vehicle-mounted DC/DC converter with reverse pre-charging function and vehicle-mounted charging device | |
CN215528878U (en) | Switching power supply device | |
JPH06284601A (en) | Dc power supply | |
RU1775815C (en) | Single-ended dc voltage converter | |
US6046576A (en) | Boost converter having reduced output voltage and method of operation thereof | |
CN209659157U (en) | The voltage conversion circuit of bidirectional DC power supply converter | |
US20020145410A1 (en) | Supply circuit for an electronic circuit connected to an SMPS converter operating at low output voltage | |
RU2109394C1 (en) | Quasi-resonance constant voltage converter with switching- over under zero voltage | |
JPH08168240A (en) | Dc-dc converter | |
RU2107983C1 (en) | Quasiresonant dc voltage changer incorporating zero-voltage change-over provision | |
Shibata et al. | Energy transmission of switched‐capacitor circuit and application to dc‐dc converter | |
RU1814179C (en) | Single-cycle inverter |