RU1812602C

RU1812602C - Multichannel voltage converter

Info

Publication number: RU1812602C
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Пусев; Ирина Николаевна Журавская; Людмила Николаевна Мирошниченко; Владимир Михайлович Рябенький
Original assignee: Проектно-конструкторское бюро электрогидравлики АН УССР
Priority date: 1990-09-04
Filing date: 1990-09-04
Publication date: 1993-04-30

Abstract

Использование: контроль и регулирование выходных параметров блоков много чейковых источников вторичного электропитани , в частности дл выравнивани уровней выходного напр жени чеек при их последовательном соединении. Дл этого в каждый канал введены узел отрицательной обратной св зи, включающий дополнительную обмотку, размещенную на магнитопроводе повышающего трансформатора, выпр мительный диод, первый резистор и конденсатор фильтра, а также формирующа цепь из второго резистора и одностороннего стабилитрона. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.Usage: control and regulation of the output parameters of blocks of many-cell sources of secondary power supply, in particular, to equalize the output voltage levels of the cells when they are connected in series. For this purpose, a negative feedback unit is introduced into each channel, including an additional winding located on the magnetic circuit of the step-up transformer, a rectifier diode, a first resistor and a filter capacitor, and also a forming circuit from a second resistor and a one-sided zener diode. 1 C.p. f-ls, 1 ill.

Description

Изобретение относитс к преобразовательной технике. Может быть использовано дл регулировани выходных параметров блоков многоканальных источников вторичного электропитани , в частности, дл выравнивани уровней выходного напр жени каналов при их последовательном соединении по выходу.Цель изобретени - повышение устойчивости работы и надежности многоканальных источников питани с последовательным соединением выходов каналов.The invention relates to a conversion technique. It can be used to control the output parameters of blocks of multichannel secondary power sources, in particular, to equalize the output voltage levels of the channels when they are connected in series with the output. The aim of the invention is to increase the stability and reliability of multichannel power supplies with serial connection of the channel outputs.

Согласно изобретению.указанна цель достигаетс тем/что в многоканальном преобразователе напр жени , содержащем N последовательно соединенных по выходу каналов, выполненных на базе однотактных транзисторных преобразователей каждый из которых содержит схему формировани импульсов управлени , подключенную к ба- зо-эмиттерному переходу транзисторногоAccording to the invention, this goal is achieved in that in a multi-channel voltage converter containing N channels connected in series at the output, made on the basis of single-phase transistor converters, each of which contains a control pulse generation circuit connected to the transistor-base transient

ключа, причем выход каждого канала подключен к первичной обмотке повышающего трансформатора, ко вторичной обмотке которого подключены выпр митель и фильтр, в каждый канал введен узел отрицательной обратной св зи; включающий дополнительную обмотку,, размещенную на магнитопроводе повышающего трансформатора и соединенную с выпр мительным диодом и первым резистором, параллельно которому подключен конденсатор фильтра,-и формирующую цепь из параллельно соединенных второго резистора и одностороннего стабилитрона , анодный вывод которого подключен к общей точке соединени конденсатора фильтра и резистора дополнительной обмотки , а катодный вывод подключен к схеме формировани -импульсов управлени силовым ключом транзисторного преобразовател , и интегрирующую цепь из параллельно соединенных резистора и конгоa key, the output of each channel being connected to the primary winding of a step-up transformer, to the secondary winding of which a rectifier and a filter are connected, a negative feedback unit is introduced into each channel; including an additional winding, located on the magnetic circuit of the step-up transformer and connected to a rectifier diode and a first resistor, in parallel with which a filter capacitor is connected, and forming a circuit of a second resistor and a one-sided zener diode connected in parallel, the anode terminal of which is connected to a common connection point of the filter capacitor and an additional winding resistor, and the cathode terminal is connected to a circuit for generating-pulses for controlling the power switch of the transistor converter, and an integrating circuit of parallel connected resistor and Congo

иand

юYu

денсатора, одним концом подключенную к схеме формировани импульсов управлени силовым ключом и катодному выводу стабилитрона, а второй вывод интегрирующей цепи заземлен.a capacitor connected at one end to a power switch control pulse generating circuit and a zener diode cathode, and the second terminal of the integrating circuit is grounded.

На чертеже представлена электрическа схема N-rp канала преобразовател .The drawing shows an electrical diagram of the N-rp channel of the Converter.

Схема формировани импульсов управлени силовым ключом 1 канала, обведенна пунктиром, состоит из двух управл ющих транзисторов 2 и 3, источника отпирающего напр жени 4, формирующей цепи из резистора 5 и диода 6 и источника запирающего напр жени 7.The dashed circuit for controlling the power switch 1 of the channel 1 consists of two control transistors 2 and 3, a trigger voltage source 4, forming circuits from a resistor 5 and a diode 6, and a switch voltage source 7.

Транзистор 2 п-р-п типа и транзистор 3 р-п-р типа базами соединены между собой и обща точка соединени баз подключена к системе управлени (СУ) источником питани и ко входам N-1-го и N+t-ro каналов. Транзистор 2 коллектором подключен к полюсу источника 4 отпирающего напр жени , эмиттером соединен с эмиттером управл ющего транзистора 3 и через токо- задающий резистор 5 и формирующий диод 6, катодом подключенный к общей точке соединени эмиттера - с базой силового ключа 1. Коллектор транзистора 3 соединен с минусом источника 4 отпирающего напр жени (точка А). Первична обмотка W1 трансформатора 8 подключена одним концом к коллектору силового ключа 1, а другим - к полюсу источника питани 9. Силова обмотка W2, к которой подключены однополупериодный выпр митель на диоде 10 и емкость 11, соединенна последовательное выходами N-1-го и N+1-го аналогичных каналов, включена встречно с первичной обмоткой Win согласно с дополнительной обмоткой W3 (размещенной на магнитопроводе повышающего транзистора 8), соединенной с выпр мительным диодом 12, резистором 13 и параллельно включенный резистору 13 конденсатором фильтра 14, причем обща точка соединени диода 12, конденсатора 14 и резистора 13 подключена к эмиттеру силового ключа 1 и заземлена. К общей точке соединени фильтра 14 и резистора 13 дополнительной обмотки подключена формирующа цепь из параллельно соединенных резисторов 16 и одностороннего стабилитрона 17, причем анодный вывод стабилитрона подключен к общей точке соединени фильтра 14 и резистора 13, а к катодному выводу, соединенному с общей точкой А источников 4 и 7, подключена интегрирующа цепь, состо ща из параллельно соединенных резистора 18 и конденсатора 19, другие выводы которых заземлены.The transistor 2 pnp type and the transistor 3 rpp type are connected to each other and a common connection point of the bases is connected to the control system (CS) by the power source and to the inputs of the N-1st and N + t-ro channels . The transistor 2 is connected by a collector to the pole of the trigger voltage source 4, connected by an emitter to the emitter of the control transistor 3, and through a current-determining resistor 5 and a forming diode 6, and connected to the base of the power switch 1 by a cathode connected to the common connection point of the emitter 1. The collector of transistor 3 is connected minus the source 4 of the unlocking voltage (point A). The primary winding W1 of the transformer 8 is connected at one end to the collector of the power switch 1, and the other to the pole of the power source 9. Power winding W2, to which a half-wave rectifier on diode 10 and a capacitor 11 are connected, connected in series with outputs N-1 and N + 1 of the same channels, connected counter to the primary winding Win according to the additional winding W3 (located on the magnetic circuit of the step-up transistor 8) connected to the rectifier diode 12, the resistor 13 and the resistor 13 connected in parallel to the capacitor f ltra 14, wherein the total point of connection of the diode 12, capacitor 14 and resistor 13 is connected to the emitter of power switch 1 and grounded. A forming circuit of parallel connected resistors 16 and a one-sided zener diode 17 is connected to a common connection point of the filter 14 and the additional winding resistor 13, and the anode output of the zener diode is connected to a common connection point of the filter 14 and the resistor 13, and to the cathode terminal connected to the common point A of the sources 4 and 7, an integrating circuit is connected, consisting of a resistor 18 and a capacitor 19 connected in parallel, the other terminals of which are grounded.

Схема работает следующим образом.The scheme works as follows.

При подаче управл ющего сигнала от общей системы управлени многоканальным преобразователем напр жени транзисторы 2 и 3 рассматриваемого каналаWhen a control signal is supplied from a common control system by a multi-channel voltage converter, transistors 2 and 3 of the channel in question

пропускают импульсы посто нной скважности через силовой ключ 1 на первичную обмотку W 1 трансформатора 8, формиру на ней импульсное напр жение пр моугольной формы, которое, трансформиру сь в си0 ловую обмотку W2, обеспечивает зар д конденсатора 11 через диод 10 до напр жени ивых. Одновременно на выходе дополнительной обмотки W 3 трансформатора 8 формируетс напр жение Увых. вл ющее5 с частью от U вых. При случайном (неуправл емом ) превышении иВых, обусловленном перегревом элементов транзисторного пре- образовател и/или обмоток трансформатора и/или отклонением напр жени pulses of constant duty cycle are passed through the power switch 1 to the primary winding W 1 of the transformer 8, forming a pulse voltage of a rectangular shape on it, which, being transformed into a voltage winding W2, provides the charge of the capacitor 11 through the diode 10 to the voltage. At the same time, the voltage Uwih is formed at the output of the additional winding W 3 of the transformer 8. including 5 with part from U out. In case of accidental (uncontrolled) exceeding of Iout due to overheating of the elements of the transistor converter and / or transformer windings and / or voltage deviation

0, источника питани канала, пропорционально возрастает 1)Вых и потенциал точки А увеличитс . Тем самым, уменьшитс токозадающа разность потенциалов (Uojn- ивых) и степень насыщени силового тран5 зистора 1 уменьшитс , чтр будет эквивалентно снижению скважности работы силового ключа данного канала относительно скважности, определ емой общей системой управлени . Одновременно с этим0, the channel power supply increases proportionally 1) Output and the potential of point A will increase. Thereby, the current-supplying potential difference (Uojn) is reduced and the degree of saturation of the power transistor 1 is reduced, which will be equivalent to a decrease in the duty cycle of the power switch of this channel relative to the duty cycle determined by the common control system. Simultaneously

0 возрастает разность потенциалов запирани (-и3аа)-.и вых) силового ключа 1, что, в свою очередь, также снизит эквивалентную скважность. Следствием этого вл етс уменьшение напр жени Увых на емкостной0, the difference between the locking potentials (-i3aa) - and output) of the power switch 1 increases, which, in turn, will also reduce the equivalent duty cycle. The consequence of this is a decrease in the voltage Uvykh on capacitive

5 нагрузке 11 вторичной обмотки W2 трансформатора 8 до величины, равной выходному напр жению аналогичных каналов, последовательно соединенных выходами с данным,5 load 11 of the secondary winding W2 of the transformer 8 to a value equal to the output voltage of similar channels connected in series with the outputs,

0 ... 0 ...

Диод 6, подключенный параллельно то- козадающему резистору 5, формирующему амплитуду тока 1 отп при отпирании силового ключа 1, в данном случае обеспечиваетThe diode 6, connected in parallel with the current-sensing resistor 5, which forms the amplitude of the current 1 OP when unlocking the power switch 1, in this case provides

5 формированное запирание силового ключа 1 за счет быстрого разр да выходной емкости управл ющего р-n .перехода данного ключа.5 formed locking of the power key 1 due to the fast discharge of the output capacitance of the control pn junction of the given key.

Дл повышени устойчивости создан0 ной таким образом дифференциальной отрицательной ОС по напр жению используютс формирующа цепь из параллельно соединенных резистора 16 и стабилитрона 17, обеспечивающих желаемуюTo increase the stability of the differential negative negative voltage OS thus created, a forming circuit is used from parallel-connected resistor 16 and zener diode 17, which provide the desired

5 зону нечувствительности ОС, а также интегрирующа цепь из параллельно соединенных сопротивлени 18 и конденсатора 19, увеличивающа жесткость внешней характеристики дополнительных источников питани 4 и 7 схемы формировани 5 the dead band of the OS, as well as an integrating circuit of parallel connected resistors 18 and capacitor 19, increasing the rigidity of the external characteristic of additional power sources 4 and 7 of the formation circuit

управл ющих импульсов силового ключа 1 канала.control pulses of the power switch of channel 1.

Таким образом, в описываемом многоканальном преобразователе напр жени в каждом канале обеспечивают выравнива- ние выходных напр жений каналов между собой, что исключает выход каналов из стро из-за перекоса выходных напр жений и, тем самым, повышает устойчивость работы многоканального преобразовател н.апр - жени с последовательным соединением выходов. Поскольку описанна система вл етс более простой по сравнению с традиционными дл высоковольтных источников питани , то ее использование обуславливает повышение надежности работы устройств данного типа.Thus, in the described multi-channel voltage converter, in each channel, the output voltage of the channels is equalized among themselves, which eliminates the failure of the channels due to distortion of the output voltage and, thereby, increases the stability of the multi-channel converter wiring with serial connection of outputs. Since the described system is simpler than traditional for high-voltage power sources, its use leads to an increase in the reliability of operation of devices of this type.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION 1. A multi-channel voltage converter comprising N parallel-connected in input and series-connected output channels based on single-phase transistor converters, each of which contains a control pulse generator circuit connected to a transistor switch base emitter junction, wherein the output of each channel is connected to the primary winding of the boosting transformation -

torus, to the secondary winding of which a rectifier and a filter are connected, is distinguished by the fact that, in order to increase stability in operation and reliability of the converter by balancing the voltages, a negative feedback unit including an additional winding is introduced into each channel located on the magnetic circuit of the step-up transformer, connected to a rectifier diode and a first resistor, in parallel with which a filter capacitor is connected, connected to the emitter of the transistor switch with one pin, and forming a circuit from a parallel connected second resistor and a one-sided zener diode, the anode output of which is connected to a common connection point of the other output of the filter capacitor and the first resistor, and the cathode output is connected to the base of the transistor switch.

2. The voltage converter according to claim 1. characterized in that an integrating circuit of parallel connected third resistor and capacitor is introduced into each negative feedback node, connected to the base of the transistor switch and the cathode output of the zener diode at one end, and to the emitter at the other end transistor key.