RU1800567C - D c/d c converter - Google Patents

D c/d c converter

Info

Publication number
RU1800567C
RU1800567C SU914920454A SU4920454A RU1800567C RU 1800567 C RU1800567 C RU 1800567C SU 914920454 A SU914920454 A SU 914920454A SU 4920454 A SU4920454 A SU 4920454A RU 1800567 C RU1800567 C RU 1800567C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
winding
throttle
windings
transformer
Prior art date
Application number
SU914920454A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Григорьевич Пономарев
Алексей Леонидович Свительский
Александр Геннадьевич Мясников
Ирина Александровна Гринчук
Original Assignee
Институт Электродинамики Ан Усср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Электродинамики Ан Усср filed Critical Институт Электродинамики Ан Усср
Priority to SU914920454A priority Critical patent/RU1800567C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1800567C publication Critical patent/RU1800567C/en

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Использование: преобразование посто нного напр жени  в системах вторичного Электропитани . Сущность изобретени : блок управлени  19 -генерирует импульсы управлени  транзисторными ключами 1,2,7 и 8. В течение времени, когда ключи 1, 2 открыты, а ключи 7, 8 закрыты, через нагрузку 24 одновременно текут линейно нарастающий ток обмотки 5 дроссел  6, трансформируемый через обмотки 3 и 12 трансформатора 4, и линейно спадающий ток обмотки 22 дроссел  11. В течение другого полупериода, когда ключи 7, 8 открыты, а ключи 1, 2 закрыты, через нагрузку 24 одновременно текут линейно нарастающий ток обмотки 10 дроссел  11, трансформируемый через обмотки 9 и 13 трансформатора 4, и линейно спадающий ток обмотки 20 дроссел  6. Ток нагрузки 24 имеет небольшую пульсацию, обусловленную различием скоростей нарастани  и спада тока в обмотках дросселей.2 ил. .. Ц..К.Д 7 (ЛUsage: DC voltage conversion in secondary power supply systems. The essence of the invention: the control unit 19 generates control pulses of transistor switches 1,2,7 and 8. During the time when the keys 1, 2 are open and the keys 7, 8 are closed, a linearly increasing winding current 5 of the cross-link 6 flows through the load 24 transformed through windings 3 and 12 of transformer 4, and a linearly decreasing current of winding 22 of throttle 11. For another half period, when keys 7, 8 are open and keys 1, 2 are closed, a linearly increasing winding current of 10 throttle 11 flows simultaneously through load 24 transformable through windings 9 and 13 ransformatora 4 and linearly decaying current windings 20 throttles 6. The load current 24 has a small pulsation due to the difference in rate of rise and fall of current in the windings drosseley.2 yl. .. C..K.D. 7 (L

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитани  различной радиоэлектронной аппаратуры.The invention relates to electrical engineering and can be used in secondary power supply systems of various electronic equipment.

Цель изобретени  - уменьшение пульсаций , повышение КПД и улучшение массо- габаритных показателей преобразовател .The purpose of the invention is to reduce ripple, increase efficiency and improve the overall dimensions of the converter.

На фиг. 1 представлена электрическа  схема предлагаемого преобразовател  посто нного напр жени ; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие егр работу.In FIG. 1 is an electrical diagram of the proposed DC / DC converter; in FIG. 2 are timing diagrams explaining the operation of the game.

Преобразователь посто нного напр жени  содержит первую силовую цепь, включающую в себ  транзисторные ключи 1 и 2 (число последовательно соединенных транзисторных ключей выбираетс  таким, которое-обеспечивает оптимальный по напр жению режим работы каждого ключа), последовательно с которой включены перва  первична  обмотка 3 трансформатора 4 и первична  обмотка 5 дроссел  6, и вторую силовую цепь, включающую транзисторные ключи 7 и 8 и последовательно включенную вторую первичную обмотку 9 трансформатора 4 через первичную обмотку 10 дроссел  11. Вторичные обмотки 12 и 13 трансформатора 4 через диоды 14 и 15 соответственно подключены к выходным выводам 16 и 17, между которыми включен фильтрующий конденсатор 18. Выходные выводы блока 19 управлени  соединены с управл ющими выводами транзисторных ключей 1, 2, 7 и 8. Вторична  обмотка 20 дроссел  6 через диод 21 и вторична  обмотка 22 дроссел  11 через диод 23 подключены соответственно к выходным выводам 16 и 17. Позицией 24 на фиг. 1 обозначена нагрузка преобразовател .The DC / DC converter contains a first power circuit including transistor switches 1 and 2 (the number of transistor switches connected in series is selected so as to ensure the optimal voltage mode of each switch), the first primary winding 3 of transformer 4 is connected in series with it and the primary winding 5 throttle 6, and the second power circuit, including transistor switches 7 and 8 and sequentially connected to the second primary winding 9 of the transformer 4 through the primary winding 10 dross 11. The secondary windings 12 and 13 of the transformer 4 are connected via diodes 14 and 15 to the output terminals 16 and 17, between which a filter capacitor 18 is connected. The output terminals of the control unit 19 are connected to the control terminals of the transistor switches 1, 2, 7 and 8. The secondary winding 20 of the throttle 6 through the diode 21 and the secondary winding 22 of the throttle 11 through the diode 23 are connected to the output terminals 16 and 17, respectively. Position 24 in FIG. 1 indicates the inverter load.

Преобразователь работает следующим образом.The converter operates as follows.

Блок 19 управлени , на который по цепи обратной св зи могут поступать сигналы датчиков токов и напр жений, вырабатывает импульсы управлени  транзисторными ключами 1, 2, 7 и 8.The control unit 19, to which the signals of the current and voltage sensors can be supplied via the feedback loop, generates control pulses for the transistor switches 1, 2, 7, and 8.

Необходимо отметить, что наибольший положительный эффект при работе устройства достигаетс  в случае, когда выполн ютс  следующие услови :It should be noted that the greatest positive effect during the operation of the device is achieved when the following conditions are met:

Л/22 W12 Wio W3 L / 22 W12 Wio W3

Wis 2 КвыхWis 2 Quich

WgWg

UBUB

где W2o и Ws - числа витков обмоток 20 и 5 дроссел  11;where W2o and Ws - the number of turns of the windings 20 and 5 throttle 11;

W22 и Wio - числа витков обмоток 22 и 10 дроссел  11;W22 and Wio - the number of turns of the windings 22 and 10 throttle 11;

Wg. Wi2, Wia и WG - числа витков обмоток 9, 12, 13 и 3 трансформатора 4;Wg. Wi2, Wia and WG - the number of turns of the windings 9, 12, 13 and 3 of the transformer 4;

L/ьых и UBX величины выходного и входного (питающего) напр жени  преобразовател .L / s and UBX values of the output and input (supply) voltage of the converter.

При выполнении условий (1) очередныеWhen conditions (1) are met, the next

5 импульсы управлени  Ui,2 и Uy.a (фиг. 2) в момент времени ti перевод т транзисторные ключи 1 и 2 в открытое состо ние, а ключи 7 и 8 - в закрытое состо ние, в результате чего к цепи обмотка 3 трансформатора5, the control pulses Ui, 2 and Uy.a (Fig. 2) at the time ti put the transistor switches 1 and 2 into the open state, and the keys 7 and 8 into the closed state, as a result of which the transformer winding 3 to the circuit

10 4 - обмотка 5 дроссел  6 прикладываетс  напр жение UBX, которое делитс  между указанными обмотками поровну.10 4 - winding 5 throttle 6 voltage UBX is applied, which is divided equally between said windings.

Начина  с момента ti в цепи о.бмотки 3 трансформатора 4 и обмотки 5 дроссел  6Starting from the moment ti in the circuit o. winding 3 of transformer 4 and winding 5 throttle 6

15 протекает линейно нарастающий ток з,5, а в цепи обмотки 12 трансформатора 4 - линейно нарастающий ток ii2. Одновременно с этим, в цепи обмотки 22 дроссел  11 протекает линейно спадающий ток 122, скорость15, a linearly increasing current flows, 5, 5, and in the winding circuit 12 of the transformer 4, a linearly increasing current ii2. At the same time, a linearly decreasing current 122 flows in the winding circuit 22 of the throttle 11, the speed

20 уменьшени  которого при выполнении условий (1) равна скорости нарастани  тока Н2. Поскольку ток нагрузки i24 в течение времени равен сумме токов ii2 и I22, то, как видно из диаграммы на фиг. 2, величина20 which, when conditions (1) are satisfied, is equal to the slew rate of the current H2. Since the load current i24 over time is equal to the sum of the currents ii2 and I22, then, as can be seen from the diagram in FIG. 2, the value

25 тока 24 в течение указанного времени будет посто нной.25 current 24 for a specified time will be constant.

В момент времени т.2 импульсы управлени  Lh,2 и U,8 блока 19 перевод т транзисторные ключи 1, 2 в закрытое состо ние, аAt time point 2, the control pulses Lh, 2 and U, 8 of block 19 put the transistor switches 1, 2 into the closed state, and

30 транзисторные ключи 7, 8 - в открытое состо ние . При этом в течение времени в схеме устройства протекают процессы, аналогичные тем, которые имели место в течение , с той разницей, что линейно30 transistor switches 7, 8 are in the open state. At the same time, processes similar to those that took place over the course of time occur in the device’s circuit, with the difference being linear

35 нарастающие точки протекают в цепи обмотка 9 трансформатора 4 - обмотка 10 дроссел  11 (ток 1д,ю)и в цепи обмотки 13 трансформатора 4 (ток Из), а линейно спадающий ток - в цепи обмотки 20 дроссел  535 increasing points flow in the winding 9 circuit of transformer 4 - winding 10 throttle 11 (current 1d, s) and in the winding circuit 13 of transformer 4 (current From), and a linearly decreasing current - in the winding circuit 20 throttle 5

40 (ток i2o). Ток нагрузки 124 в течение времени также посто нен по величине, поскольку он равен сумме токов Из и i20.40 (current i2o). The load current 124 over time is also constant in magnitude, since it is equal to the sum of the currents I and i20.

В момент времени т.з транзисторные ключи 1, 2 снова открываютс , а трзнзистор45 ные ключи 7, 8 - закрываютс  и процесс повтор етс , обеспечива  протекание посто нного тока в цепи нагрузки 24.At time tz, the transistor switches 1, 2 open again, and the transistor switches 7, 8 are closed and the process is repeated, providing a direct current flow in the load circuit 24.

Рассмотренный выше режим работы преобразовател , как уже отмечалось, воз50 можен лишь при выполнении условий (1), поскольку в этом случае справедливо также соотношение:The converter operation mode considered above, as already noted, is possible only if conditions (1) are satisfied, since in this case the relation also holds:

(2) где tH и tc - врем  нарастани  и спада тока(2) where tH and tc are the rise and fall times of the current

55 в дроссел х 6 и 11.55 in throttle x 6 and 11.

В случа х, когда услови  (1) не выполн ютс , справедливо другое соотношение, получаемое из услови  равенства накапливаемой и отдаваемой за один период в нагрузку 24 мощностей дроссел ми 6 и 11;In cases where conditions (1) are not fulfilled, a different relation is obtained, obtained from the condition that the power accumulated and transferred to a load of 24 power in one load by interrogators 6 and 11 is equal;

tc tH+tn,(3)tc tH + tn, (3)

где tn - врем  паузы, соответствующее закрытому состо нию всех транзисторных ключей.where tn is the pause time corresponding to the closed state of all transistor switches.

На фиг. 2 такой режим показан, начина  с момента времени. Рассмотрим процессы, имеющие место в преобразователе при вы- полнении,услови  (3).In FIG. 2 such a mode is shown, starting from the point in time. Consider the processes that occur in the transducer upon fulfillment, conditions (3).

В течение времени ts-te транзисторные ключи 1 и 2 открыты и через обмотку 3 транс- форматора 4 и обмотку 5 дроссел  6 протекает линейно нарастающий ток з,5, через обмотку 12 трансформатора 4 - линейно нарастающий ток Ii2, а через обмотку 22 дроссел  11 - линейно спадающий ток yi. Ток нагрузки 24 при этом немного увеличиваетс  по линейному закону, поскольку ско- рость нарастани  тока h2 больше скорости спадани  тока гг и, следовательно, полной взаимной компенсации изменений этих то- ков не происходит.Over the course of ts-te time, transistor switches 1 and 2 are open and a linearly increasing current 3 flows through winding 3 of transformer 4 and winding 5 of throttle 6, a linearly increasing current Ii2 flows through winding 12 of transformer 4, and 11 throttle through winding 22 is the linearly decreasing current yi. In this case, the load current 24 increases slightly according to the linear law, since the rate of rise of current h2 is greater than the rate of decrease of current rg and, therefore, complete mutual compensation of changes in these currents does not occur.

В момент te транзисторные ключи 1 и 2 закрываютс  и до момента гт закрыты все транзисторные ключи. В это врем  в нагрузку 24 текут линейно спадающие токи обмот- ки 20 дроссел  б (ток l2o) и обмотки 22 дроссел  11 (ток 22). Как видно из фиг. 2, это приводит к по влению небольшой пульсации тока (24.At time te, transistor switches 1 and 2 are closed, and until moment rt all transistor switches are closed. At this time, linearly decreasing currents flow to the load 24 of the winding 20 of the throttle 6 (current l2o) and the windings 22 of the throttle 11 (current 22). As can be seen from FIG. 2, this leads to the appearance of a small ripple of the current (24.

В момент t открываютс  транзистор- ные ключи 7 и 8 и в течение времени через обмотку 9 трансформатора 4 и обмотку 10 дроссел  11 протекает линейно нарастающий ток 19,10. через обмотку 13 трансформатора 4 - линейно нарастающий ток Из, а через обмотку 20 дроссел  6 - линейно спадающий ток iao. Ток нагрузки и при этом немного увеличиваетс , а в момент te, когда закроютс  транзисторные ключи 7 и 8, снова уменьшаетс .At time t, the transistor switches 7 and 8 open and over time a linearly increasing current 19.10 flows through the winding 9 of the transformer 4 and the winding 10 of the throttle 11. through the winding 13 of the transformer 4 - a linearly increasing current From, and through the winding 20 throttle 6 - a linearly decreasing current iao. The load current also increases slightly, and at the time te, when the transistor switches 7 and 8 are closed, it decreases again.

В момент tg транзисторные ключи 1 и 2 снова открываютс  и далее процесс продолжаетс  аналогичным образом.At time tg, the transistor switches 1 and 2 open again and the process continues in a similar manner.

Таким образом, в предлагаемом преобразователе по сравнению с устройством- прототипом осуществл етс  взаимна  компенсаци  изменений токов двухобмо- точных дросселей и трансформатора. При выполнении условий (1) обеспечиваетс Thus, in the proposed converter in comparison with the prototype device, mutual compensation of changes in the currents of double-wound chokes and a transformer is carried out. When conditions (1) are satisfied,

практически полна  компенсаци  этих изменений , то есть получение наибольшего положительного эффекта. В случа х, когда услови  (1) не выполн ютс , имеет место неполна  компенсаци  изменений указанных токов, что приводит к некоторому увеличению пульсаций выходного тока.almost complete compensation for these changes, that is, obtaining the greatest positive effect. In cases where conditions (1) are not satisfied, there is an incomplete compensation for changes in these currents, which leads to some increase in the ripple of the output current.

В целом предлагаемый преобразователь обеспечивает резкое уменьшение пульсаций выходного тока и напр жени  по сравнению со всеми известными устройствами , повышение КПД за счет уменьшени  потерь мощности в мощности в фильтрующем конденсаторе и улучшение массогаба- ритных показателей за счет использовани  меньшего по величине фильтрующего конденсатора .In general, the proposed converter provides a sharp decrease in output current and voltage ripples in comparison with all known devices, an increase in efficiency due to a decrease in power losses in the power in the filtering capacitor, and an improvement in weight and size indicators due to the use of a smaller filtering capacitor.

Claims (1)

Формула изобретени  Преобразователь посто нного напр жени , содержащий включенные между его входными выводами две силовые цепи, в каждой из которых включен по меньшей мере один транзисторный ключ, трансформа- тор, перва  первична  обмотка которого включена последовательно в первую силовую цепь, а перва  вторична  обмотка через первый диод подключена к выходным выводам преобразовател , между которыми включен конденсатор, а также первый двух- обмоточный дроссель, первична  обмотка которого включена последовательно в первую силовую цепь, и блок управлени , выходные выводы которого соединены с управл ющими выводами транзисторных ключей, отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД и улучшени  массргабарит- ных показателей, в него введен второй двух- обмоточный дроссель, а трансформатор снабжен вторыми первичной и вторичной обмотками, перва  из которых включена последовательно во вторую силовую цепь через первичную обмотку введенного второго двухобмоточного дроссел , а втора  через второй диод подключена к выходным выводам преобразовател , при этом вторичные обмотки первого и второго двухобмоточного дросселей через введенные третий и четвертый диоды соответственно подключены к выходным выводам преобразовател .SUMMARY OF THE INVENTION A DC / DC converter comprising two power circuits connected between its input terminals, each of which includes at least one transistor switch, a transformer, the first primary winding of which is connected in series to the first power circuit, and the first secondary winding through the first diode is connected to the output terminals of the converter, between which a capacitor is connected, as well as the first two-winding inductor, the primary winding of which is connected in series to the first power circuit A circuit and a control unit, the output terminals of which are connected to the control terminals of transistor switches, characterized in that, in order to increase efficiency and improve overall dimensions, a second double-winding inductor is introduced into it, and the transformer is equipped with second primary and secondary windings the first of which is connected in series to the second power circuit through the primary winding of the introduced second double-winding throttle, and the second through the second diode is connected to the output terminals of the converter, while the secondary ki first and second two winding chokes introduced through the third and fourth diodes respectively connected to output terminals of the converter. «7,6"7.6 tt tt t-5t-5 t5t5
SU914920454A 1991-03-19 1991-03-19 D c/d c converter RU1800567C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914920454A RU1800567C (en) 1991-03-19 1991-03-19 D c/d c converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914920454A RU1800567C (en) 1991-03-19 1991-03-19 D c/d c converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1800567C true RU1800567C (en) 1993-03-07

Family

ID=21565766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU914920454A RU1800567C (en) 1991-03-19 1991-03-19 D c/d c converter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1800567C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 951596, кл. Н 02 М 3/335, 1980. Авторское свидетельство СССР № 1317598, кл. Н 02 М 3/335, 1985, *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3381202A (en) Dc voltage magneitude modifying arrangement
KR930000966B1 (en) Non-linear resonant switch and converter
CN112583264B (en) Peak current control circuit and control method for buck-boost converter
US5892352A (en) Synchronization of the switching action of hysteresis current controlled parallel connected power electronics systems
ES2143406A1 (en) Switched converter with multiple regulated outputs
EP0534422B1 (en) A power supply device
RU1800567C (en) D c/d c converter
SU928326A1 (en) Stabilizing dc voltage converter
CN107546982A (en) A kind of two-mode field circuit of PWM/PFM
RU1823105C (en) D c/d c converter
JPH0365054A (en) Dc-dc converter
EP0449504A2 (en) Improvements relating to DC-DC converters
GB2090078A (en) D.c.-to-d.c. Switching Converter
SU1130984A1 (en) Transistorized d.c.voltage converter
RU2260894C1 (en) Converter
SU1385204A1 (en) Voltage converter
SU920669A1 (en) Multi-stage pulse dc voltage stabilizer
JP2614056B2 (en) DC / DC converter
SU1676029A1 (en) D c / d c voltage converter
SU1742804A1 (en) Combined pulse voltage converter
SU708331A1 (en) Pulsed parametric dc stabilizer
Kohno et al. Simplified isolated forward converter
SU1282279A2 (en) Pulsed d.c.voltage converter
SU1517103A2 (en) D.c. voltage converter
SU1390740A1 (en) Single-cycle d.c.-to-d.c. voltage converter