RU217463U1 - Switching secondary power supply - Google Patents

Switching secondary power supply Download PDF

Info

Publication number
RU217463U1
RU217463U1 RU2022124321U RU2022124321U RU217463U1 RU 217463 U1 RU217463 U1 RU 217463U1 RU 2022124321 U RU2022124321 U RU 2022124321U RU 2022124321 U RU2022124321 U RU 2022124321U RU 217463 U1 RU217463 U1 RU 217463U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
voltage
input
rectifier
led
Prior art date
Application number
RU2022124321U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Яковлевич Кругликов
Вячеслав Анатольевич Патрохин
Максим Владимирович Плигин
Вадим Дмитриевич Ральников
Дмитрий Юрьевич Куприянов
Михаил Викторович Попихин
Original Assignee
Акционерное общество "Северный пресс"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Северный пресс" filed Critical Акционерное общество "Северный пресс"
Application granted granted Critical
Publication of RU217463U1 publication Critical patent/RU217463U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к радиотехнике, а именно к импульсным источникам вторичного электропитания, например для узлов и блоков беспилотного летательного аппарата, и может быть использована в радиосвязи, радиолокации и других областях техники.The utility model relates to radio engineering, namely to pulsed secondary power supplies, for example, for units and blocks of an unmanned aerial vehicle, and can be used in radio communications, radar and other fields of technology.

Сущность полезной модели заключается в том, что в импульсном источнике вторичного электропитания, содержащем первичный фильтр входного напряжения в виде сдвоенного дросселя и конденсаторов на его входе и выходе и два канала формирования напряжения, состоящий из вторичного фильтра входного напряжения в виде одиночного дросселя и конденсатора на его выходе, силового ключа, изолирующего силового трансформатора, выпрямителя выходного напряжения в виде диода Шоттки, фильтра выходного напряжения в виде одиночного дросселя и конденсаторов на его входе и выходе, ШИМ-контроллера с выпрямителем напряжения питания и фильтром напряжения питания, источника опорного напряжения и оптрона в виде светодиода и находящегося с ним в оптическом контакте фототранзистора и блок сигнализации, состоящий из делителя напряжения в виде резисторов, установленных последовательно, а также источника опорного напряжения и оптрона в виде светодиода и находящегося с ним в оптическом контакте фототранзистора, в состав введены радиатор выходного выпрямителя, радиатор силового ключа, радиатор выпрямителя напряжения питания, теплопроводящая электроизоляционная прокладка и металлическое основание.The essence of the utility model lies in the fact that in a switching secondary power supply containing a primary input voltage filter in the form of a dual choke and capacitors at its input and output, and two voltage shaping channels, consisting of a secondary input voltage filter in the form of a single choke and a capacitor at its output, a power switch, an isolation power transformer, an output voltage rectifier in the form of a Schottky diode, an output voltage filter in the form of a single inductor and capacitors at its input and output, a PWM controller with a supply voltage rectifier and a supply voltage filter, a reference voltage source and an optocoupler in in the form of an LED and a phototransistor in optical contact with it and an alarm unit consisting of a voltage divider in the form of resistors installed in series, as well as a reference voltage source and an optocoupler in the form of an LED and a phototransistor in optical contact with it, the output rectifier radiator is included , power switch heatsink, power supply voltage rectifier heatsink, thermally conductive electrical insulating pad and metal base.

Технический результат от использования полезной модели заключается в увеличении надежности источника вторичного электропитания, за счет уменьшения нагрева компонентов.

Figure 00000001
The technical result of using the utility model is to increase the reliability of the secondary power supply by reducing the heating of the components.
Figure 00000001

Description

Полезная модель относится к радиотехнике, а именно к импульсным источникам вторичного электропитания, например для узлов и блоков беспилотного летательного аппарата (БПЛА), и может быть использована в радиосвязи, радиолокации и других областях техники.The utility model relates to radio engineering, namely to pulsed secondary power supplies, for example, for units and blocks of an unmanned aerial vehicle (UAV), and can be used in radio communications, radar and other fields of technology.

В качестве прототипа, то есть устройства наиболее близкого к предлагаемому по технической сущности выбран стабилизированный импульсный источник вторичного электропитания беспилотного летательного аппарата (патент РФ на полезную модель №149475, 2014 г., МПК Н02М 3/00, опубл. 10.01.2015 г). Устройство - прототип содержит первичный фильтр входного напряжения в виде сдвоенного дросселя и конденсаторов на его входе и выходе, а также вторичный фильтр входного напряжения в виде одиночного дросселя и конденсатора на его выходе. В состав каждого из каналов формирования напряжения входит: силовой ключ, изолирующий силовой трансформатор, выпрямитель выходного напряжения, фильтр выходного напряжения в виде одиночного дросселя и конденсаторов на его входе и выходе, ШИМ-контроллер с выпрямителем напряжения питания и фильтром напряжения питания, источник опорного напряжения и оптрон в виде светодиода и находящегося с ним в оптическом контакте фототранзистора. В состав блока сигнализации входит делитель напряжения в виде двух резисторов.As a prototype, that is, a device closest to the one proposed in terms of technical essence, a stabilized switching source of secondary power supply for an unmanned aerial vehicle was chosen (RF patent for utility model No. 149475, 2014, IPC H02M 3/00, publ. The prototype device contains a primary input voltage filter in the form of a dual inductor and capacitors at its input and output, as well as a secondary input voltage filter in the form of a single inductor and a capacitor at its output. Each of the voltage generation channels includes: a power switch, an isolating power transformer, an output voltage rectifier, an output voltage filter in the form of a single choke and capacitors at its input and output, a PWM controller with a supply voltage rectifier and a supply voltage filter, a reference voltage source and an optocoupler in the form of an LED and a phototransistor in optical contact with it. The signaling unit includes a voltage divider in the form of two resistors.

Недостатком устройства является низкая надежность за счет перегрева источника питания при длительной работе на нагрузку с большим током потребления.The disadvantage of the device is low reliability due to overheating of the power source during prolonged operation at a load with a high current consumption.

Для некоторых устройств, например блоков формирования зондирующего сигнала или блоков управления приводами, характерен высокий ток потребления в течение длительного времени. При этом в корпусе и отсеках БПЛА отсутствует возможность обеспечения достаточного охлаждения импульсных источников вторичного электропитания (ИВЭП) из-за невозможности или ограничения в использовании воздушного и водяного охлаждения. Кроме того, ИВЭП располагаются в ограниченном пространстве, что дополнительно ухудшает процесс естественного теплообмена и ограничивает применение внешних радиаторов вследствие чего, может возникать локальный перегрев компонентов ИВЭП, что в свою очередь, может привести к нарушению работы и выходу из строя ИВЭП.Some devices, such as sounding signal conditioning units or drive control units, are characterized by high current consumption for a long time. At the same time, in the case and compartments of the UAV, it is not possible to provide sufficient cooling for pulsed secondary power supplies (SPS) due to the impossibility or limitation in the use of air and water cooling. In addition, IVEP are located in a limited space, which further impairs the process of natural heat exchange and limits the use of external radiators, as a result of which local overheating of the IVEP components may occur, which in turn can lead to malfunction and failure of the IVEP.

В связи с этим, в источнике питания необходимо организовать теплоотвод, как от отдельных составных частей, так и от всего источника питания в целом.In this regard, it is necessary to organize heat removal in the power source, both from individual components and from the entire power source as a whole.

Решаемой задачей является повышение надежности ИВЭП путем введения в состав, по меньшей мере радиатора силового ключа, радиатора выходного выпрямителя, радиатора выпрямителя напряжения питания, теплопроводящей электроизоляционной прокладки и металлического основания.The problem to be solved is to increase the reliability of the IVEP by introducing into the composition, at least, a power switch radiator, an output rectifier radiator, a supply voltage rectifier radiator, a heat-conducting electrical insulating gasket and a metal base.

Сущность полезной модели заключается в том, что в ИВЭП, содержащем первичный фильтр входного напряжения (ПФВхН) в виде сдвоенного дросселя и конденсаторов на его входе и выходе и канал формирования напряжения (КФН), состоящий из вторичного фильтра входного напряжения (ВФВхН) в виде одиночного дросселя (ОД) и конденсатора на его выходе, силового ключа (СК), изолирующего силового трансформатора (ИСТ), выпрямителя выходного напряжения (ВВН) в виде диода Шоттки, фильтра выходного напряжения (ФВыхН) в виде ОД и конденсаторов на его входе и выходе, ШИМ-контроллера с выпрямителем напряжения питания (ВНП) и фильтром напряжения питания (ФНП), источника опорного напряжения (ИОН) и оптрона в виде светодиода (СД) и, находящегося с ним в оптическом контакте, фототранзистора (ФТ), второй КФН, аналогичный первому, блок сигнализации (БС), состоящий из делителя напряжения (ДН) в виде резисторов установленных последовательно, а также ИОН и оптрона в виде СД и находящегося с ним в оптическом контакте ФТ, при этом к первому выходу ПФВхН подключены первые входы первого и второго КФН, а к его второму выходу - вторые входы первого и второго КФН, в каждом КФН первый вход совпадает с первым входом ВФВхН, а второй вход - со вторым входом ВФВхН, ко второму выходу ВФВхН подключен первый вход СК, к выходу которого и первому выходу ВФВхН подключены, соответственно второй и первый входы первичной обмотки ИСТ, первый выход вторичной обмотки ИСТ, через ВВН подключен к первому входу ФВыхН, а второй выход вторичной обмотки - ко второму входу ФВыхН, одновременно к первому выходу ВВН подключен вход СД оптрона, выход которого подключен ко входу ИОН, а выход последнего подключен ко второму выходу ФВыхН, кроме того, выходы обмотки обратной связи ИСТ подключены ко входам ВНП, выходы которого подключены ко входам ФНП, третий выход последнего подключен ко входу ФТ оптрона, а его выход - к третьему входу ШИМ-контроллера, первый и второй выходы ФНП подключены, соответственно к первому и второму входам ШИМ-контроллера, а выход последнего подключен ко второму входу СК, первый и второй выходы первого КФН подключены к первому и второму входам БС, а первый и второй выходы второго КФН подключены к третьему и четвертому входам БС, первый и второй входы БС совпадают соответственно с первым и вторым входами ДН, третий выход которого, совпадающий со средней точкой, соединен со входом ФТ оптрона, выход которого подключен к сигнальному каналу БС. В состав введены, по меньшей мере, радиатор силового ключа (РСК) который соединен с СК, радиатор выходного выпрямителя (РВВН) который соединен с ВВН, радиатор выпрямителя напряжения питания (РВНП), который соединен с ВНП, теплопроводящая электроизоляционная прокладка (ТЭП) которая соединяется со всем частями ИВЭП через печатную плату (на схеме не показана) и металлическое основание (МО), которое соединено с ТЭП.The essence of the utility model lies in the fact that in the IVEP, which contains a primary input voltage filter (PFVxN) in the form of a dual choke and capacitors at its input and output, and a voltage generation channel (PFN), consisting of a secondary input voltage filter (VFVxN) in the form of a single inductor (OD) and capacitor at its output, power switch (SC), isolation power transformer (IST), output voltage rectifier (VVN) in the form of a Schottky diode, output voltage filter (FVhN) in the form of OD and capacitors at its input and output , a PWM controller with a supply voltage rectifier (VNP) and a supply voltage filter (FNP), a reference voltage source (ION) and an optocoupler in the form of an LED (LED) and a phototransistor (FT) in optical contact with it, the second FPV, similar to the first one, a signaling unit (BS), consisting of a voltage divider (DN) in the form of resistors installed in series, as well as an ION and an optocoupler in the form of an LED and an FT in optical contact with it, while the first inputs of the first and of the second KFN, and to its second output - the second inputs of the first and second KFN, in each KFN the first input coincides with the first input of the VFVhN, and the second input coincides with the second input of the VFVhN, the first input of the SC is connected to the second output of the VFVhN, to the output of which and the first VFVhN output is connected, respectively, to the second and first inputs of the primary winding of the IST, the first output of the secondary winding of the IST, through the VVN is connected to the first input of the FVouth, and the second output of the secondary winding is connected to the second input of the FVoutN, at the same time, the input of the optocoupler LED is connected to the first output of the VVN, the output of which is connected to the input of ION, and the output of the latter is connected to the second output of FVout, in addition, the outputs of the feedback winding of the IST are connected to the inputs of the VNP, the outputs of which are connected to the inputs of the FNP, the third output of the latter is connected to the input of the FT optocoupler, and its output is connected to the third input PWM controller, the first and second outputs of the FNP are connected, respectively, to the first and second inputs of the PWM controller, and the output of the latter is connected to the second input of the SC, the first and second outputs of the first FNP are connected to the first and second inputs of the BS, and the first and second outputs of the second The FSC is connected to the third and fourth inputs of the BS, the first and second inputs of the BS coincide respectively with the first and second inputs of the DN, the third output of which, coinciding with the midpoint, is connected to the input of the FT optocoupler, the output of which is connected to the signal channel of the BS. The composition includes at least a power switch radiator (RSK) which is connected to the SC, an output rectifier radiator (RVVN) which is connected to the VVN, a supply voltage rectifier radiator (RVNP) which is connected to the VNP, a thermally conductive electrical insulating gasket (TEP) which connects to all parts of IVEP through a printed circuit board (not shown in the diagram) and a metal base (MO), which is connected to the TEP.

Сущность полезной модели поясняется структурными схемами на фиг. 1 и 2, где:The essence of the utility model is illustrated by the block diagrams in Fig. 1 and 2, where:

1 - первичный фильтр входного напряжения (ПФВхН);1 - primary input voltage filter (PFVhN);

2, 4, 9, 17 и 19 - конденсаторы;2, 4, 9, 17 and 19 - capacitors;

3 - сдвоенный дроссель;3 - dual throttle;

5 - первый канал формирования напряжения (КФН),5 - the first channel of voltage formation (KFN),

6 - второй КФН,6 - second KFN,

7 - вторичный фильтр входного напряжения (ВФВхН),7 - secondary input voltage filter (VFVxN),

8 и 18 - одиночные дроссели (ОД),8 and 18 - single chokes (OD),

10 - силовой ключ (СК),10 - power key (SK),

11 - изолирующий силовой трансформатор (ИСТ),11 - isolation power transformer (IST),

12 - первичная обмотка (ПО) ИСТ,12 - primary winding (PO) IST,

13 - вторичная обмотка (ВО) ИСТ,13 - secondary winding (VO) IST,

14 - обмотка обратной связи (ООС) ИСТ,14 - feedback winding (OOS) IST,

15 - выпрямитель выходного напряжения (ВВН),15 - output voltage rectifier (VVN),

16 - фильтр выходного напряжения (ФВыхН),16 - output voltage filter (ФВхН),

20 - выпрямитель напряжения питания (ВНП),20 - supply voltage rectifier (VNP),

21 - фильтр напряжения питания (ФНП),21 - supply voltage filter (FNP),

22 и 31 - оптроны,22 and 31 - optocouplers,

23 и 32 - фототранзисторы (ФТ),23 and 32 - phototransistors (FT),

24 и 33 - светодиоды (СД),24 and 33 - LEDs (LED),

25 и 34 - источники опорного напряжения (ИОН),25 and 34 - reference voltage sources (ION),

26 - ШИМ-контроллер,26 - PWM controller,

27 - блок сигнализации (БС),27 - signaling unit (BS),

28 - делитель напряжения (ДН),28 - voltage divider (DN),

29 и 30 - резисторы,29 and 30 - resistors,

35 - радиатор силового ключа (РСК),35 - power key radiator (RSK),

36 - радиатор выходного выпрямителя (РВВН),36 - radiator output rectifier (RVVN),

37 - радиатор выпрямителя напряжения питания (РВНП),37 - supply voltage rectifier radiator (RVNP),

38 - теплопроводящая электроизоляционная прокладка (ТЭП),38 - heat-conducting electrical insulating gasket (TEP),

39 - металлическое основание (МО).39 - metal base (MO).

Заявляемый ИВЭП работает следующим образом: Электропитание от бортовой сети** (** - на схеме не обозначено) поступает на ПФВхН 1 и, соответственно на конденсатор 2, на сдвоенный дроссель 3, и далее на конденсатор 4, с первого выхода ПФВхН 1 напряжение поступает на первые входы первого и второго КФН 5 и 6, а со второго выхода ПФВхН 1 - на вторые входы КФН 5 и 6, с первого и второго входов каждого КФН, например КФН 5, напряжение поступает на входы** ВФВхН 7 и соответственно на ОД 8 и конденсатор 9, при этом ПФВхН 1 и КФН 5 (также как и КФН 6) обеспечивают защиту от синфазных помех, создаваемых питающей бортовой сетью БПЛА, а также защиту бортовой сети БПЛА от электромагнитных помех, создаваемых ИВЭП, со второго выхода ВФВхН 7 напряжение через первый вход и выход СК 10 поступает на второй вход ПО ИСТ 12, а с первого выхода ВФВхН 7 - на первый вход ПО 12 ИСТ 11, при открытии СК 10 ток в ПО 12 линейно увеличивается, при этом значительная часть тепловой энергии возникшей на СК 10 рассеивается на РСК 35, часть тепловой энергии проходя через ТЭП 38, рассеивается на МО 39, в ВО 13 происходит накопление энергии, при закрытии СК 10 магнитный поток в сердечнике** ИСТ 11 уменьшается, что вызывает токи в ВО 13 и в ООС 14, далее напряжение с первого выхода ВО 13 через ВВН 15, где производится выпрямление напряжения посредством диода Шоттки**, в результате выпрямления возникает тепловая энергия, которая рассеивается на РВВН 36 обеспечивая заданный режим работы ВВН 15, при этом часть тепловой энергии проходя через ТЭП 38, рассеивается на МО 39, напряжение с первого выхода ВВН 15 поступает на первый вход ФВыхН 16, а со второго выхода ВО 13 - на второй вход ФВыхН 16 и, соответственно на конденсатор 17, далее на ОД 18 и конденсатор 19, где происходит накопление выпрямленного напряжения, при этом ФВыхН 16 обеспечивает защиту потребителей БПЛА от помех, создаваемых самим ИВЭП, одновременно с первого выхода ВВН 15 напряжение поступает на вход СД 24 оптрона 22, а с выхода СД 24 - на вход** ИОН 25, где формируется стабильное опорное напряжение относительно выходов ИВЭП, а с выхода** ИОН 25 напряжение поступает на второй выход ФВыхН 16, причем при уменьшении (увеличении) напряжения на выходе ВВН 15, которое может быть вызвано изменением нагрузки потребителей (на схеме не показаны), ток, проходящий через СД 24 оптрона 22 уменьшается (увеличивается), при этом СД 24 светится менее (более) интенсивно, затем излучение (фотопоток) от СД 22 поступает на ФТ 23 оптрона 22, при этом менее интенсивное излучение СД 24 вызывает не полное открытие ФТ 23, что уменьшает проходящий через него ток и напряжение на выходе, а более интенсивное излучение СД 24 - более полное открытие ФТ 23, что, соответственно, увеличивает проходящий через него ток и напряжение на выходе, затем, измененное интенсивностью излучения СД 24 напряжение с выхода** ФТ 23 поступает на третий управляющий вход ШИМ-контроллера 26, а с выхода последнего - на второй вход СК 10, напряжение с ООС 14 ИСТ 11 поступает на входы** ВНП 20, где происходит выпрямление этого напряжения, в результате которого образуется тепловая энергия, которая рассеивается на РВНП 37, при этом, часть тепловой энергии, проходя через ТЭП 38, рассеивается на МО 39, с выходов** ВНП 20 напряжение поступает на входы** ФНП 21, с первого и второго выходов которого напряжение поступает соответственно на первый и второй входы питания ШИМ-контроллера 26 (описание см. ниже), с третьего выхода ФНП 21 напряжение питания поступает на вход** ФТ 23 оптрона 22, при этом увеличение напряжения на первом выходе ВВН 15, и соответственно, на входе** ФТ 23, посредством излучения от СД 22, уменьшает ширину импульса на выходе** ШИМ-контроллера 26 и, соответственно, уменьшает энергию, передаваемую от бортовой сети БПЛА через ИВЭП потребителям БПЛА, а уменьшение напряжения на первом выходе ВВН 15, и соответственно, на входе** ФТ 23, посредством излучения от СД 22, увеличивает ширину импульса на выходе ШИМ-контроллера 26, и, соответственно, увеличивает энергию, передаваемую от бортовой сети БПЛА через ИВЭП потребителям БПЛА, таким образом, снижение пульсации выходного напряжения, т.е. полная компенсация его изменений (стабилизация) при изменении нагрузки потребителей, обеспечивается упомянутыми ИОН 25 и оптроном 22, а также применением в качестве ВВН 15 диода Шоттки, затем окончательно стабилизированное вторичное напряжение питания с первого и второго выходов ФВыхН 16 КФН 5 поступает соответственно на первый и второй входы БС 27, а с первого и второго выходов ФВыхН 16 КФН 6 поступает соответственно на третий и четвертый входы БС 27.The claimed IVEP works as follows: The power supply from the on-board network ** (** - not indicated on the diagram) is supplied to the PFVxN 1 and, accordingly, to the capacitor 2, to the dual inductor 3, and then to the capacitor 4, the voltage is supplied from the first output of the PFVxN 1 to the first inputs of the first and second KFN 5 and 6, and from the second output of PFVhN 1 to the second inputs of KFN 5 and 6, from the first and second inputs of each KFN, for example KFN 5, the voltage is supplied to the inputs ** VFVhN 7 and, accordingly, to the OD 8 and capacitor 9, while PFVhN 1 and KFN 5 (as well as KFN 6) provide protection against common-mode interference created by the UAV on-board power network, as well as protection of the UAV on-board network from electromagnetic interference created by IVEP, from the second output of VFVhN 7 voltage through the first input and output of the SC 10 enters the second input of the software IST 12, and from the first output VFVhN 7 - to the first input of the PO 12 IST 11, when the SC 10 is opened, the current in the PO 12 increases linearly, while a significant part of the thermal energy that has arisen on the SC 10 is dissipated on RSK 35, part of the thermal energy passing through TEP 38 is dissipated on MO 39, in VO 13 energy is accumulated, when SK 10 is closed, the magnetic flux in the core ** IST 11 decreases, which causes currents in VO 13 and in OOS 14 , then the voltage from the first output of VO 13 through VVN 15, where the voltage is rectified by means of a Schottky diode **, as a result of rectification, thermal energy arises, which is dissipated on RVVN 36 providing the specified mode of operation of VVN 15, while part of the thermal energy passes through TEP 38 , is dissipated on MO 39, the voltage from the first output of VVN 15 is supplied to the first input of FVout 16, and from the second output of VO 13 - to the second input of FV out 16 and, accordingly, to capacitor 17, then to OD 18 and capacitor 19, where the rectified voltage, while FVhN 16 provides protection for UAV consumers from interference created by the IVEP itself, simultaneously from the first output of VVN 15, the voltage is supplied to the input of the SD 24 of the optocoupler 22, and from the output of the SD 24 to the input** of the ION 25, where a stable reference voltage is formed relative to the outputs of the IVEP, and from the output ** ION 25, the voltage is supplied to the second output of the FVhN 16, and with a decrease (increase) in the voltage at the output of the VVN 15, which can be caused by a change in the load of consumers (not shown in the diagram), the current passing through the LED 24 of the optocoupler 22 decreases (increases), while the LED 24 glows less (more) intensely, then the radiation (photoflux) from the LED 22 enters the FT 23 of the optocoupler 22, while the less intense radiation of the LED 24 causes incomplete opening of the PT 23, which reduces the current passing through it and the voltage at the output, and the more intense radiation of the LED 24 - a more complete opening of the FT 23, which, accordingly, increases the current passing through it and the voltage at the output, then, the voltage from the output changed by the intensity of the LED 24 radiation ** FT 23 enters the third control input of the PWM controller 26, and from the output of the latter - to the second input of the SC 10, the voltage from the OOS 14 IST 11 enters the inputs ** VNP 20, where this voltage is rectified, resulting in the formation of thermal energy, which is dissipated on RVNP 37, at the same time, part of the thermal energy, passing through TEP 38, is dissipated on MO 39, from the outputs** of the VNP 20, the voltage is supplied to the inputs** of the FNP 21, from the first and second outputs of which the voltage is supplied, respectively, to the first and second inputs power supply of the PWM controller 26 (see description below), from the third output of the FNP 21, the supply voltage is supplied to the input ** FT 23 of the optocoupler 22, while increasing the voltage at the first output of the VVN 15, and accordingly, at the input ** FT 23, by means of radiation from SD 22, reduces the pulse width at the output ** of the PWM controller 26 and, accordingly, reduces the energy transmitted from the on-board network of the UAV through IVEP to UAV consumers, and the decrease in voltage at the first output of VVN 15, and, accordingly, at the input ** FT 23, by means of radiation from the LED 22, increases the pulse width at the output of the PWM controller 26, and, accordingly, increases the energy transmitted from the UAV on-board network through the IVEP to the UAV consumers, thus reducing the output voltage ripple, i.e. full compensation of its changes (stabilization) when the consumer load changes, is provided by the mentioned ION 25 and optocoupler 22, as well as the use of a Schottky diode as VVN 15, then the finally stabilized secondary supply voltage from the first and second outputs of FVyN 16 KFN 5 is supplied, respectively, to the first and the second inputs of the BS 27, and from the first and second outputs of the FVhN 16, the KFN 6 enters, respectively, the third and fourth inputs of the BS 27.

Блок сигнализации 27, в свою очередь, работает следующим образом.Block signaling 27, in turn, operates as follows.

При штатной работе обоих каналов формирования напряжения 5 и 6 ИВЭП с первого выхода первого КФН 5 напряжение поступает на первый вход БС 27 и соответственно на первый вход ДН 28 и резистор 29 ДН 28, а также к потребителям БПЛА.During normal operation of both voltage generation channels 5 and 6 of the IVEP, from the first output of the first KFN 5, the voltage is supplied to the first input of the BS 27 and, accordingly, to the first input of the DN 28 and the resistor 29 of the DN 28, as well as to the UAV consumers.

Со второго выхода первого КФН 5 напряжение поступает на второй вход БС 27 и соответственно на второй вход ДН 28 и резистор 30 ДН 28, а также к потребителям БПЛА.From the second output of the first KFN 5, the voltage is supplied to the second input of the BS 27 and, accordingly, to the second input of the DN 28 and the resistor 30 DN 28, as well as to the UAV consumers.

В ДН 28 происходит формирование (деление) необходимого напряжения для сигналов управления или сигналов о работе КФН 5 и 6.In DN 28, the necessary voltage is formed (divided) for control signals or signals about the operation of KFN 5 and 6.

С первого выхода второго КФН 6 напряжение поступает на третий вход БС 27 и соответственно на вход СД 33 оптрона 31, а также к потребителям БПЛА, при этом СД 33 светится (излучает), и с его выхода напряжение поступает на вход ИОН 34.From the first output of the second KFN 6, the voltage is supplied to the third input of the BS 27 and, accordingly, to the input of the LED 33 of the optocoupler 31, as well as to the UAV consumers, while the LED 33 glows (radiates), and from its output the voltage is supplied to the input of the ION 34.

Со второго выхода второго КФН 6 напряжение поступает на четвертый вход БС 27 и соответственно на выход ИОН 34, а также к потребителям БПЛА.From the second output of the second FSC 6, the voltage is supplied to the fourth input of the BS 27 and, accordingly, to the output of the ION 34, as well as to the UAV consumers.

Излучение от СД 33 поступает на ФТ 32 оптрона 31 и открывает его, а сигнал со средней точки ДН 28 с его третьего выхода проходит через открытый ФТ 32 и поступает к потребителям БПЛА для анализа и регистрации.The radiation from SD 33 enters the FT 32 of the optocoupler 31 and opens it, and the signal from the midpoint of the DN 28 from its third output passes through the open FT 32 and goes to the UAV consumers for analysis and registration.

При отказе, т.е. нештатной работе первого КФН 5, происходит следующее.In case of failure, i.e. abnormal work of the first FSC 5, the following occurs.

На первом и втором выходах КФН 5 падает или пропадает напряжение, то же происходит на первом и втором входах БС 27 и на первом и втором входах ДН 28 и входе ФТ 32 оптрона 31, при этом БС 27 сигнализирует о неисправности потребителям БПЛА.At the first and second outputs of the FSC 5, the voltage drops or disappears, the same happens at the first and second inputs of the BS 27 and at the first and second inputs of the DN 28 and the input of the FT 32 of the optocoupler 31, while the BS 27 signals a malfunction to the UAV consumers.

При отказе, т.е. нештатной работе второго КФН 6, происходит следующее.In case of failure, i.e. abnormal work of the second FSC 6, the following occurs.

На первом и втором выходах КФН 6 падает или пропадает напряжение, то же происходит на третьем и четвертом входах БС 27 и входе СД 33 оптрона 31, при этом напряжение на ИОН 34 рассчитано так, что при падении или отсутствии напряжения на выходе КФН 6 СД 33 светится менее интенсивно или перестает светиться вообще, что приводит к закрытию ФТ 32 и БС 27 сигнализирует о неисправности потребителям БПЛА.At the first and second outputs of the KFN 6, the voltage drops or disappears, the same happens at the third and fourth inputs of the BS 27 and the input of the LED 33 of the optocoupler 31, while the voltage on the ION 34 is calculated so that if there is a drop or no voltage at the output of the KFN 6, the SD 33 glows less intensely or ceases to glow at all, which leads to the closure of FT 32 and BS 27 signals a malfunction to UAV consumers.

Причем, при такой схеме остается гальваническая развязка между первым и вторым КФН 5 и 6.Moreover, with such a scheme, there remains a galvanic isolation between the first and second KFN 5 and 6.

По сигналам от БС 27 блок контроля и управления (на схеме не показан) БПЛА осуществляет необходимые действия, в т.ч. отключение потребителей БПЛА.On signals from BS 27, the control and management unit (not shown in the diagram) of the UAV performs the necessary actions, incl. disconnection of UAV consumers.

ШИМ-контроллер (контроллер широтно-импульсной модуляции) 26 представляет собой интегрированную микросхему для ИВЭП, которая преобразует ток на входе управления в рабочем цикле в ток на выходе с открытым стоком силового высоковольтного MOSFET транзистора (на схеме не показан), при увеличении (уменьшении) тока нагрузки ШИМ-контроллер 23 увеличивает (уменьшает) время открытого состояния силового ключа и компенсирует тем самым изменение вторичного напряжения на выходах ИВЭП.PWM controller (pulse-width modulation controller) 26 is an integrated microcircuit for IVEP, which converts the current at the control input in the operating cycle into the current at the open-drain output of a high-voltage power MOSFET transistor (not shown in the diagram), when increasing (decreasing) load current, the PWM controller 23 increases (reduces) the open state time of the power switch and thereby compensates for the change in the secondary voltage at the IVEP outputs.

Кроме того, ШИМ-контроллер 26 обеспечивает ограничение тока, компенсации схемы петли управления, автоматический перезапуск и температурную защиту, а также плавный пуск в течение 5 мс, ограничение пиковых токов и напряжений во время запуска, уменьшает или устраняет выходные выбросы, использует высокую частоту коммутации (300 кГц), что позволяет использовать небольшие размеры трансформатора, и пропуск импульсов ШИМ работы при малой нагрузке, что минимизирует энергопотребление в режиме холостого хода (обычно входной ток <10 мА).In addition, the PWM controller 26 provides current limiting, control loop compensation, automatic restart and thermal protection, as well as 5 ms soft start, limiting peak currents and voltages during startup, reduces or eliminates output spikes, uses a high switching frequency. (300 kHz), which allows the use of a small transformer size, and the passage of pulses of PWM operation at light load, which minimizes power consumption in idle mode (typically <10 mA input current).

При работе ИВЭП выделяется значительное количество тепловой энергии, которая через радиаторы поступает на ТЭП 38, которая обладает хорошими теплопроводящими характеристиками, тепловая энергия поступает через ТЭП 38 на МО 39, который обладает большей теплоемкостью, чем РСК 35, РВВН 36 и РВНП 37, что позволяет существенно снизить рабочую температуру как отдельных частей ИВЭП, так и в целом всей конструкции. Кроме того, применение ТЭП 38 позволяет исключить вероятность электрического пробоя между открытыми частями радиаторов РСК 35, РВВН 36, РВНП 37 и МО 39. Общая структура применения ТЭП и МО дополнительно поясняется фиг. 3.During the operation of IVEP, a significant amount of thermal energy is released, which enters through radiators to TEP 38, which has good heat-conducting characteristics, thermal energy enters through TEP 38 to MO 39, which has a higher heat capacity than RSK 35, RVVN 36 and RVNP 37, which allows significantly reduce the operating temperature of both individual parts of the IVEP, and the entire structure as a whole. In addition, the use of TEC 38 makes it possible to exclude the possibility of electrical breakdown between the open parts of the radiators RSK 35, RVVN 36, RVNP 37 and MO 39. The general structure of the use of TEC and MO is further explained in Fig. 3.

На указанном фиг. 3 изображен элемент, выделяющий тепловую энергию (СК 10 для примера), аналогичная конструкция применяется для ВВН 15 и РВВН 36, а также ВНП 20 и РВНП 37 соответственно.In the said FIG. 3 shows an element that releases thermal energy (SK 10 for example), a similar design is used for VVN 15 and RVVN 36, as well as VNP 20 and RVNP 37, respectively.

Указанный технический результат достигается совокупностью отличительных признаков, а именно путем введения в конструкцию радиатора силового ключа, радиатора выходного выпрямителя, радиатора выпрямителя напряжения, теплопроводящей электроизоляционной прокладки и металлического основания.The specified technical result is achieved by a combination of distinctive features, namely, by introducing a power switch radiator, an output rectifier radiator, a voltage rectifier radiator, a heat-conducting electrically insulating gasket and a metal base into the design.

Представленные описание и структурные схемы заявляемого импульсного источника вторичного электропитания позволяют, используя известные в приборостроении материалы, технологии и покупные радиоэлектронные изделия, изготовить его промышленным способом и использовать в радиосвязи, радиолокации и других областях техники.The presented description and block diagrams of the proposed pulsed secondary power supply make it possible, using materials, technologies and purchased radio-electronic products known in instrument engineering, to manufacture it industrially and use it in radio communications, radar and other fields of technology.

Claims (1)

Импульсный источник вторичного электропитания, содержащий первичный фильтр входного напряжения (ПФВхН) в виде сдвоенного дросселя и конденсаторов на его входе и выходе, первый и второй канал формирования напряжения (КФН), состоящий из вторичного фильтра входного напряжения (ВФВхН) в виде одиночного дросселя (ОД) и конденсатора на его выходе, силового ключа (СК), изолирующего силового трансформатора (ИСТ), выпрямителя выходного напряжения (ВВН) в виде диода Шоттки, фильтра выходного напряжения (ФВыхН) в виде ОД и конденсаторов на его входе и выходе, ШИМ-контроллера с выпрямителем напряжения питания (ВНП) и фильтром напряжения питания (ФНП), источника опорного напряжения (ИОН) и оптрона в виде светодиода (СД) и находящегося с ним в оптическом контакте фототранзистора (ФТ), блок сигнализации (БС), состоящий из делителя напряжения (ДН) в виде резисторов, установленных последовательно, а также ИОН и оптрона в виде СД и находящегося с ним в оптическом контакте, отличающийся тем, что в состав введены металлическое основание (МО), радиатор силового ключа (РСК), радиатор выходного выпрямителя напряжения (РВВН), радиатор выпрямителя напряжения питания (РВНП), теплопроводящая электроизоляционная прокладка (ТЭП), при этом СК соединен с РСК, который в свою очередь соединен с ТЭП, ВВН соединен с РВВН, который также соединен с ТЭП, ВНП соединен с РВНП, который также соединен с ТЭП, кроме того, ТЭП соединен с МО.A switching secondary power supply containing a primary input voltage filter (PFVxN) in the form of a dual choke and capacitors at its input and output, the first and second voltage shaping channel (PFN), consisting of a secondary input voltage filter (VFVxN) in the form of a single choke (OD ) and a capacitor at its output, a power switch (SC), an insulating power transformer (IST), an output voltage rectifier (VVN) in the form of a Schottky diode, an output voltage filter (ФVхN) in the form of OD and capacitors at its input and output, PWM- a controller with a supply voltage rectifier (VNP) and a supply voltage filter (FNP), a reference voltage source (ION) and an optocoupler in the form of an LED (LED) and a phototransistor (FT) in optical contact with it, an alarm unit (BS), consisting of a voltage divider (DN) in the form of resistors installed in series, as well as an ION and an optocoupler in the form of an LED and in optical contact with it, characterized in that a metal base (MO), a power switch radiator (RSK), an output radiator voltage rectifier (RVVN), supply voltage rectifier radiator (RVNP), heat-conducting electrical insulating gasket (TEP), while the SC is connected to the RSK, which in turn is connected to the TEP, VVN is connected to the RVVN, which is also connected to the TEP, VNP is connected to RVNP, which is also connected to TEP, in addition, TEP is connected to MO.
RU2022124321U 2022-09-13 Switching secondary power supply RU217463U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU217463U1 true RU217463U1 (en) 2023-04-03

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU936287A1 (en) * 1980-10-17 1982-06-15 Винницкий Завод Радиотехнической Аппаратуры One-cycle dc voltage converter
US4827205A (en) * 1987-12-21 1989-05-02 Pitney Bowes Inc. On-chip voltage supply regulator
RU3177U1 (en) * 1995-07-06 1996-11-16 Научная станция Института высоких температур РАН SECONDARY POWER SUPPLY
RU2172551C2 (en) * 1995-01-13 2001-08-20 Аутотроникс Инжиниринг Интернэшнл Лимитед Power converter
USD463659S1 (en) * 2001-06-06 2002-10-01 Build-A-Bear Workshop, Inc. Backpack with minipack
RU149475U1 (en) * 2014-09-10 2015-01-10 Открытое акционерное общество "Северный пресс" PULSE MULTI-CHANNEL SECONDARY POWER SUPPLY WITH SIGNALING UNIT

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU936287A1 (en) * 1980-10-17 1982-06-15 Винницкий Завод Радиотехнической Аппаратуры One-cycle dc voltage converter
US4827205A (en) * 1987-12-21 1989-05-02 Pitney Bowes Inc. On-chip voltage supply regulator
RU2172551C2 (en) * 1995-01-13 2001-08-20 Аутотроникс Инжиниринг Интернэшнл Лимитед Power converter
RU3177U1 (en) * 1995-07-06 1996-11-16 Научная станция Института высоких температур РАН SECONDARY POWER SUPPLY
USD463659S1 (en) * 2001-06-06 2002-10-01 Build-A-Bear Workshop, Inc. Backpack with minipack
RU149475U1 (en) * 2014-09-10 2015-01-10 Открытое акционерное общество "Северный пресс" PULSE MULTI-CHANNEL SECONDARY POWER SUPPLY WITH SIGNALING UNIT

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2559819C2 (en) Modular solid-state lighting system
DE112011101246B4 (en) Modular LED lighting system with emergency lighting function
CN103460803B (en) For driving system and the equipment of multiple great power LED unit
US6195275B1 (en) Dual output DC-DC power supply
KR101733394B1 (en) Dimming of led driver
US9166484B2 (en) Resonant converter
CN101238423A (en) Voltage adjuster
JP5476181B2 (en) Lighting device and lighting fixture using the same
EP2548295A2 (en) Led operating circuit comprising an adaptive insulating dc/dc-converter
Ye et al. Single-switch multichannel current-balancing LED drive circuits based on optimized SC techniques
US9585210B2 (en) Reduced flicker driver circuit for LED systems
RU217463U1 (en) Switching secondary power supply
EP0519555A1 (en) Quasi push-pull single switch current-fed fly-back converter
KR20120017694A (en) Led lamp and driving circuit for led
CN101622907B (en) Driving a lighting device
US8487560B2 (en) Electric brake system with magnetic loss
JP2011155101A (en) Led lighting apparatus
RU149475U1 (en) PULSE MULTI-CHANNEL SECONDARY POWER SUPPLY WITH SIGNALING UNIT
US20160043640A1 (en) Switch mode power supply with a cascode circuit
CN110635708A (en) High-voltage direct-current power supply, high-voltage pulse modulator and radiotherapy equipment
US11490543B2 (en) DC power supply device
JP7300644B2 (en) Control devices, lighting devices, light source units and lighting fixtures
de Oliveira et al. Stabilized Supply in Voltage 14.4 V and 300 A Current for Automotive Applications
Cabelic et al. Performance Evaluation of a Two-FET Forward Synchronous Rectification Converter with Digital Housekeeping, Radiated EMI and Thermal Management
Wong et al. Design and Implementation of 50V/400A Single-Stage Full-Bridge Synchronous Rectifier for Data Center Application