RU2214672C2 - Пассивная цепь транзита энергии для преобразователя напряжения - Google Patents

Пассивная цепь транзита энергии для преобразователя напряжения Download PDF

Info

Publication number
RU2214672C2
RU2214672C2 RU99121136A RU99121136A RU2214672C2 RU 2214672 C2 RU2214672 C2 RU 2214672C2 RU 99121136 A RU99121136 A RU 99121136A RU 99121136 A RU99121136 A RU 99121136A RU 2214672 C2 RU2214672 C2 RU 2214672C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diode
capacitor
output
voltage converter
transistor
Prior art date
Application number
RU99121136A
Other languages
English (en)
Other versions
RU99121136A (ru
Inventor
Г.М. Малышков
М.Ю. Кастров
А.В. Лукин
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Малое многопрофильное предприятие - Ирбис"
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 Закрытое акционерное общество "Малое многопрофильное предприятие - Ирбис" filed Critical Закрытое акционерное общество "Малое многопрофильное предприятие - Ирбис"
Priority to RU99121136A priority Critical patent/RU2214672C2/ru
Publication of RU99121136A publication Critical patent/RU99121136A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2214672C2 publication Critical patent/RU2214672C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках вторичного питания, в том числе в преобразователях постоянного напряжения в постоянное. Техническим результатом является повышение кпд и надежности преобразователя напряжения за счет устранения потерь на коммутацию и колебательные процессы преобразователя, а также за счет организации цепи транзита этих потерь в нагрузку. В пассивной цепи транзита энергии для преобразователя напряжения введены второй конденсатор и последовательно соединенные в прямом направлении второй, третий и четвертый диоды. В результате все коммутационные потери преобразователя напряжения передаются в нагрузку, а также исключаются колебательные процессы в преобразователе напряжения. 3 ил.

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках вторичного питания (в том числе в преобразователях постоянного напряжения в постоянное).
Известно устройство для преобразования постоянного напряжения в постоянное, включающее пассивную цепь, содержащее индуктивность, подключенную к последовательно соединенным первому конденсатору, шунтирующему цепь из силового и первого диодов и первичной обмотки трансформатора, и транзистору, а также второй конденсатор, подключенный между точками соединения силового и первого диодов и входом транзистора (ЕР 0654886, Н 02 М 3/335, 95 г.).
Недостатком преобразователя содержащего такую цепь является низкий кпд, обусловленный коммутационными потерями, вызванными бросками токов, в том числе и током восстановления обратного сопротивления силового диода, возникающими колебательными процессами.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является преобразователь постоянного напряжения в постоянное с пассивной цепью, содержащий индуктивность, подключенную к цепи из силового и первого диодов и первичной обмотки трансформатора, шунтированную вторым диодом в прямом направлении, и транзистора, а также конденсатор, подключенный одним выводом в точке соединения силового и первого диодов, а другим выводом - к входу транзистора. Как вариант используется дроссель, подключенный последовательно второму диоду, при этом первый диод отсутствует (п. US 5600546, НКИ 363-2-1, 97 г.).
Недостатками преобразователя, содержащего пассивную цепь, являются передача энергии коммутационных потерь в нагрузку без предварительного ее аккумулирования (при этом обмотки дросселя оказываются высоковольтными), большие коммутационные потери, что снижает кпд преобразователя, габариты дросселя и добротность его ограничивают применение такого преобразователя, а колебательные процессы - снижают надежность.
Результатом предполагаемого изобретения является повышение кпд и надежности устройства.
Результат достигается тем, что в пассивную цепь транзита энергии для преобразователя напряжения, содержащую соединенные первыми выводами основную и дополнительную обмотки дросселя, первый диод и первый конденсатор, первый вывод которого подключен к общей шине и входу транзистора, выход которого подключен к первым выводам основной и дополнительной обмоток дросселя, управляющий вход транзистора подключен ко входу управления преобразователя напряжения, а также силовой диод, анод которого подключен к выходу преобразователя напряжения, вход которого подключен к первому выводу индуктивности, введены второй конденсатор и последовательно соединенные в прямом направлении второй, третий и четвертый диоды, причем второй конденсатор подключен первым выводом ко второму выводу основной обмотки дросселя и к катоду силового диода, вторым выводом - к точке соединения третьего и четвертого диодов и через встречно включенный первый диод - ко второму выводу дополнительной обмотки дросселя, анод четвертого диода подключен к аноду силового диода, второй вывод первого конденсатора подключен к точке соединения второго и третьего диодов, катод первого из которых подключен к выходу транзистора и ко второму выводу индуктивности.
На фиг.1 представлена электрическая схема пассивной цепи транзита энергии для преобразователя напряжения, на фиг.2 - диаграммы, поясняющие ее работу, на фиг.3, а и б - варианты подключения пассивной цепи в преобразователях напряжения (для понижающего и повышающего типов соответственно).
Пассивная цепь транзита энергии для преобразователя напряжения содержит двухобмоточный дроссель с основной 1 и дополнительной 2 обмотками, соединенными первыми выводами, первый 3 диод, катод которого подключен ко второму выводу дополнительной 2 обмотки дросселя, второй 4 и третий 5 диоды, подключенные согласно в прямом направлении, первый 6 конденсатор, подключенный первым выводом к общей шине, вторым выводом - к точке соединения второго 4 и третьего 5 диодов, анод последнего из которых подключен к аноду первого 3 диода, к катоду четвертого 8 диода и через второй 7 конденсатор - ко второму выводу основной 1 обмотки дросселя и к катоду силового диода 9, анод которого подключен к аноду четвертого 8 диода и к выходу преобразователя напряжения, при этом вход транзистора 1-1 подключен к общей шине преобразователя, выход - к катоду второго 4 диода, первым выводам основной 1 и дополнительной 2 обмоток двухобмоточного дросселя и через индуктивность 10 - к входу преобразователя напряжения (вход питания), вход управления которого подключен к управляющему входу транзистора 11.
Преобразователь работает следующим образом.
В исходном состоянии до момента t1 транзистор 11 закрыт (фиг.2,а). Ток от источника питания протекает по цепи: индуктивность 10, обмотка 1 дросселя, диод 9, нагрузка 12. При подаче в момент t1 управляющего сигнала на транзистор 11 последний открывается, напряжение на нем падает почти до нуля, ток при этом протекает по цепи: обмотка 1 дросселя, диод 9, нагрузка и транзистор 11. Через диод 9 будет бросок тока. Энергия обмотки 1 дросселя будет передаваться обмотке 2 и заряжать конденсатор 7 по цепи: обмотка 2, диод 3, конденсатор 7, обмотка 1. Ток через транзистор 11 практически равен нулю.
После открытия транзистора 1-1 (фиг.2,б, в) будет разряжаться конденсатор 6 по цепи: диод 5, конденсатор 7, обмотка 1, транзистор 11 почти до нуля и перезаряжать конденсатор 7, т.е. в конденсатор 7 будут перенесены два вида потерь - коммутационные (перезаряд конденсатора 6) и броска тока на диоде 9.
После заряда конденсатора 7 (момент t3 фиг.2) диод 9 закрывается напряжением на конденсаторе 7.
В установившемся режиме (момент t2-t4) ток в цепи транзистора 11 может быть любой величины - это время восстановления проводимости диода 9. Напряжение обмотки 1 трансформируется в обмотку 2 и будет заряжать накопительный конденсатор 7, при этом ток в цепи транзистора 11 практически равен нулю, а напряжение на нем спадает до нуля (т.е. коммутационные потери стремяться к нулю). С этого момента ток через диод 9 равен нулю.
В момент t4 (фиг.2) транзистор 11 начинает выключаться, конденсатор 6 заряжается по цепи: индуктивность 10, диод 4, конденсатор 6 и нагрузка 12, обеспечивая задержку нарастания напряжения на транзисторе 11, т.е. уменьшая коммутационные потери. Как только ток через транзистор 11 существенно уменьшится (практически до нуля), ток индуктивности 10 будет передаваться в нагрузку 12, сначала по цепи: индуктивность 10, первая обмотка 1 дросселя, конденсатор 7, диод 8. Силовой диод 9 будет закрыт напряжением на конденсаторе 7, поэтому энергия коммутационных потерь, накопленная в конденсаторе 7 будет передана в нагрузку 12. Как только конденсатор 7 разрядится (момент t4), открывается диод 9 и конденсатор 7 снова подготовлен к этапу накопления энергии коммутационных потерь.
Таким образом, использование пассивной цепи транзита энергии позволяет все коммутационные потери преобразователя напряжения передать в нагрузку, кроме того, исключаются колебательные процессы в преобразователе напряжения и тем самым повышается кпд и надежность преобразователя.

Claims (1)

  1. Пассивная цепь транзита энергии для преобразователя напряжения, содержащая соединенные первыми выводами основную и дополнительную обмотки дросселя, первый диод и первый конденсатор, первый вывод которого подключен к общей шине и входу транзистора, выход которого подключен к первым выводам основной и дополнительной обмоток дросселя, управляющий вход транзистора подключен к входу управления преобразователя напряжения, а также силовой диод, анод которого подключен к выходу преобразователя напряжения, вход которого подключен к первому выводу индуктивности, отличающаяся тем, что введены второй конденсатор и последовательно соединенные в прямом направлении второй, третий и четвертый диоды, причем второй конденсатор подключен первым выводом ко второму выводу основной обмотки дросселя и к катоду силового диода, вторым выводом - к точке соединения третьего и четвертого диодов и через встречно включенный первый диод - ко второму выводу дополнительной обмотки дросселя, анод четвертого диода подключен к аноду силового диода, второй вывод первого конденсатора подключен к точке соединения второго и третьего диодов, катод первого из которых подключен к выходу транзистора и ко второму выводу индуктивности.
RU99121136A 1999-10-06 1999-10-06 Пассивная цепь транзита энергии для преобразователя напряжения RU2214672C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99121136A RU2214672C2 (ru) 1999-10-06 1999-10-06 Пассивная цепь транзита энергии для преобразователя напряжения

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99121136A RU2214672C2 (ru) 1999-10-06 1999-10-06 Пассивная цепь транзита энергии для преобразователя напряжения

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99121136A RU99121136A (ru) 2001-08-27
RU2214672C2 true RU2214672C2 (ru) 2003-10-20

Family

ID=31987989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99121136A RU2214672C2 (ru) 1999-10-06 1999-10-06 Пассивная цепь транзита энергии для преобразователя напряжения

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2214672C2 (ru)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6522108B2 (en) Loss and noise reduction in power converters
US6349044B1 (en) Zero voltage zero current three level dc-dc converter
US20080084714A1 (en) Dual-transformer type of dc-to-dc converter
WO2009128373A1 (ja) 双方向dc/dcコンバータおよびパワーコンディショナ
US7433209B2 (en) Soft-switching DC/DC converter having relatively better effectiveness
RU2017102579A (ru) Системная архитектура зарядного устройства для акумуляторов на базе устройств питания на основе нитрида галлия
KR20100027963A (ko) 쌍방향 dc-dc 컨버터 및 그 제어 방법
US20040264224A1 (en) Structure and method for an isolated boost converter
WO2015091590A2 (en) Step-up dc-dc power converter
CN107786095B (zh) 电压转换装置
US7944188B1 (en) Power converter circuits having bipolar outputs and bipolar inputs
US7184287B2 (en) Rectifier clamping circuit with reverse energy recovery
US4138715A (en) Resonant switching converter
US20110058396A1 (en) Flyback-type inverter circuit for network supply or for network-independent operation
EP3748834B1 (en) Power supply device
EP1107438A2 (en) Balancing circuit for voltage division between capacitors
US11804782B2 (en) Active-clamp current-fed push-pull converter for bidirectional power transfer
CN114039488A (zh) 直流变换器以及车载直流变换设备
JP2001524796A (ja) 非遮断性電源(ups)用充電回路
JP2006158073A (ja) キャパシタの充放電方法および電力変換装置
RU2214672C2 (ru) Пассивная цепь транзита энергии для преобразователя напряжения
CN113346755A (zh) 一种车载隔离式双向dcdc变换器
KR101372825B1 (ko) 고승압 컨버터
KR20220094661A (ko) 인덕터 전류 감지 기반 절연형 dc-dc 컨버터
US4669023A (en) Apparatus for freeing electronic one-way switches from high power dissipation stresses