RU2242078C1

RU2242078C1 - Method for push-pull symmetric dc voltage pulse conversion

Info

Publication number: RU2242078C1
Application number: RU2003109236/09A
Authority: RU
Inventors: Б.В. Кабелев (RU); Б.В. Кабелев
Original assignee: Кабелев Борис Вениаминович
Priority date: 2003-04-02
Filing date: 2003-04-02
Publication date: 2004-12-10

Abstract

FIELD: electrical engineering; dc-to-dc voltage converters and voltage regulators; power supply, charging, and driving systems.

SUBSTANCE: proposed method includes first stage of input reactor energy increase from input energy during periodic process with closed condition of first switch as well as transfer of part of first capacitor energy through cross-inductance transformer and first rectifier diode to first storage capacitor and output; and second stage with first switch held open, when input energy and reactor input energy increase that of first capacitor, and this energy is transferred through cross-inductance transformer and second rectifier diode to second storage capacitor and to output whereto part of second-capacitor energy supplied to this capacitor during initial period of this stage from input energy and input capacitor energy is also transferred through second switch held closed. In the process certain control switching delays are introduced for alternate change-over of semiconductor device of switches to reduce loss and to shape path in changing over these semiconductor devices for energy exchange between transformer cross inductance and inherent capacitances of semiconductor devices of switches and capacitors additionally connected to them. Power supply energy is continuously consumed during both different-time stages of period, energies of first and second capacitors vary relative to their mean values, symmetrical polarity reversal-process takes place at transformer without dc component of magnetizing current, and its maximal utilization ratio complies with push-pull bridge conversion; voltage across first and second switches in open position are of trapezoidal waveform with flat spike-free top. Capacitive kind of rectifier output provides for generating a number of well coordinated output channels.

EFFECT: reduced loss, enhanced reliability of switches and diodes.

1 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемый способ двухтактного несимметричного импульсного преобразования постоянного напряжения относится к электротехнике, в частности к преобразователям постоянного напряжения и регуляторам напряжения и может быть использован в системах электропитания, зарядки и электропривода.The proposed method of push-pull asymmetric pulsed DC voltage conversion relates to electrical engineering, in particular to DC voltage converters and voltage regulators and can be used in power supply systems, charging and electric drive.

Известен способ импульсного повышающего двухтактного преобразования постоянного напряжения, при котором на этапе замкнутого состояния двух ключей производят увеличение энергии входного дросселя от энергии входа, а на этапе разомкнутого состояния одного из ключей энергии входа и часть от дросселя предают через трансформатор и один из выпрямительных диодов на фильтрующую емкость и выход [Мелешин В.И., Опадчий Ю.Ф. Многоканальный стабилизированный преобразователь с выходной мощностью 400 Вт. В сб.: Электронная техника в автоматике /Под ред. Конева Ю. И. Вып. 3 - М.: Сов. Радио, 1972, с.136...143]. Недостатками данного способа являются необходимость контроля симметрии магнитного процесса трансформатора для исключения постоянной составляющей тока намагничивания, плохое использование трансформатора из-за пауз при передаче энергии, плохая энергетика и траектория ключей при переключении, увеличенные обратное напряжение на выпрямительных диодах и пульсации на фильтрующей емкости. Это приводит к необходимости завышения установленной мощности ключей, трансформатора и фильтра для получения необходимой надежности, что приводит к ухудшению энергетических, массогабаритных и экономических показателей преобразователя.A known method of pulsed push-pull push-pull DC voltage conversion, in which at the closed state stage of two keys, the input choke energy is increased from the input energy, and at the open state stage of one of the keys the input energy and part from the choke are transmitted through a transformer and one of the rectifier diodes to the filter capacity and output [Meleshin V.I., Opadchiy Yu.F. Multichannel stabilized converter with an output power of 400 watts. In: Electronic Engineering in Automation / Ed. Koneva Yu. I. Issue. 3 - M .: Sov. Radio, 1972, p. 136 ... 143]. The disadvantages of this method are the need to control the symmetry of the magnetic process of the transformer to exclude the DC component of the magnetization current, poor use of the transformer due to pauses in energy transfer, poor energy and key path when switching, increased reverse voltage on rectifier diodes and ripple on the filtering tank. This leads to the need to overestimate the installed power of the keys, transformer and filter to obtain the necessary reliability, which leads to a deterioration in the energy, weight, size and economic performance of the converter.

Наиболее близким техническим решением является способ несимметричного импульсного преобразования постоянного напряжения, при котором на этапе замкнутого состояния регулирующего ключа производится увеличение магнитной энергии входного дросселя от энергии входа, а также передача части энергии первого конденсатора через трансформатор, первый выпрямительный диод и индуктивно-емкостный фильтр на выход, а на этапе разомкнутого состояния регулирующего ключа энергия от входа и входного дросселя увеличивают энергию первого конденсатора и передают через трансформатор, второй выпрямительный диод и фильтр на выход, куда также поступает через вспомогательный ключ часть энергии дополнительного конденсатора, полученная им в начальной части этого этапа от магнитной энергии линейного несимметричного трансформатора. [Поликарпов А.Г., Сергиенко Е.Ф. Однотактные преобразователи напряжения в устройствах электропитания РЭА. - М.: Радио и связь, 1989, с.62, 80...84]. Недостатками данного способа являются несимметричность намагничивания трансформатора с постоянной составляющей тока, неполное формирование траектории и снижение потерь переключения в ключах, увеличенное обратное напряжение на выпрямительных диодах, значительно превышающее напряжение питания на выходе, и сложность выполнения многоканального преобразователя из-за индуктивного характера нагрузки выхода выпрямителя.The closest technical solution is a method of asymmetric pulsed DC voltage conversion, in which, at the closed state stage of the control key, the magnetic energy of the input inductor is increased from the input energy, as well as part of the energy of the first capacitor is transmitted through the transformer, the first rectifier diode and the inductive-capacitive filter to the output , and at the open stage of the control key, the energy from the input and input choke increases the energy of the first capacitor transmitted through the transformer, the second rectifier diode and a filter output, which also flows through the auxiliary switching element of the energy additional capacitor obtained them in the initial part of this stage of the linear asymmetric magnetic energy of the transformer. [Polikarpov A.G., Sergienko E.F. Single-ended voltage converters in REA power supply devices. - M .: Radio and communications, 1989, p. 62, 80 ... 84]. The disadvantages of this method are the asymmetry of the magnetization of the transformer with a constant current component, the incomplete formation of the trajectory and the reduction of switching losses in the keys, the increased reverse voltage on the rectifier diodes, significantly exceeding the supply voltage at the output, and the complexity of the multi-channel converter due to the inductive nature of the rectifier output load.

Основной технической задачей предложенного способа двухтактного несимметричного импульсного преобразования постоянного напряжения является максимальное использование трансформатора с передачей энергии без пауз при двухтактном симметричном перемагничивании его магнитопровода с исключением постоянной составляющей тока намагничивания, уменьшение потерь в трансформаторе, снижение обратного напряжения на выпрямительных диодах, формирование траектории и уменьшение потерь энергии ключей, повышение качества выходного напряжения и обеспечение возможности получения многоканального выхода.The main technical objective of the proposed method of push-pull asymmetrical pulsed DC voltage conversion is the maximum use of a transformer with energy transfer without pauses with a push-pull symmetrical magnetization reversal of its magnetic circuit with the exception of the DC component of the magnetization current, reducing losses in the transformer, reducing the reverse voltage on rectifier diodes, forming a path and reducing losses key energy, improving the quality of the output voltage and about ensuring the possibility of obtaining multi-channel output.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом способе двухтактного несимметричного импульсного преобразования постоянного напряжения на этапе замкнутого состояния первого ключа производят увеличение магнитной энергии входного дросселя от энергии входа, а также передают часть энергии первого конденсатора через трансформатор с проходной индуктивностью, первый выпрямительный диод на первый накопительный конденсатор и выход, а на этапе разомкнутого состояния первого ключа от входа и входного дросселя увеличивают энергию первого конденсатора и передают энергию через трансформатор с проходной индуктивностью, второй выпрямительный диод на второй накопительный конденсатор и выход, куда также поступает через замкнутый второй ключ часть энергии второго конденсатора, полученная им в начальной части этого этапа от энергии входа и входного дросселя. При этом вводят определенные коммутационные задержки по управлению на поочередное переключение полупроводниковых приборов ключей для уменьшения потерь энергии и формирования траектории переключения этих полупроводниковых приборов при обмене энергиями проходной индуктивности трансформатора, в качестве которой используют индуктивность рассеяния трансформатора и дополнительную индуктивность на первичной или вторичной стороне, с собственными емкостями полупроводниковых приборов ключей и дополнительно подключенными к ним емкостями.The problem is solved in that in the proposed method of push-pull asymmetrical pulsed DC voltage conversion at the closed state stage of the first key, the magnetic energy of the input inductor is increased from the input energy, and a part of the energy of the first capacitor is transmitted through a transformer with feed-through inductance, the first rectifier diode to the first storage capacitor and output, and at the open stage of the first key from the input and input choke, they increase the energy of the first capacitor and transfer energy through a transformer with a feed-through inductance, a second rectifying diode to a second storage capacitor and an output, which also receives a part of the energy of the second capacitor received through the closed second key from the energy of the input and input choke in the initial part of this stage. At the same time, certain switching delays are introduced for controlling the switching of semiconductor switch devices one by one to reduce energy losses and form the switching path of these semiconductor devices when exchanging the transformer inductance energies, which use the transformer dissipation inductance and additional inductance on the primary or secondary side, with their own capacities of semiconductor devices of keys and capacitors additionally connected to them and.

При этом энергия из источника питания потребляется непрерывно на обоих различных по длительности несимметричных этапах периода, энергии первого и второго конденсаторов колеблются относительно своих средних значений, у трансформатора - симметричный процесс перемагничивания без постоянной составляющей тока намагничивания и передача энергии без пауз с максимальным коэффициентом использования, соответствующем мостовому двухтактному преобразованию, напряжения на разомкнутых первом и втором ключах и выпрямительных диодах имеют трапецеидальную форму с плоской вершиной без выбросов, что обеспечивает снижение потерь и надежность ключей и диодов, а емкостный характер выхода выпрямителя обеспечивает возможность получения нескольких выходных каналов с хорошим согласованием.In this case, the energy from the power source is consumed continuously at both asymmetric stages of a different duration, the energies of the first and second capacitors fluctuate relative to their average values, the transformer has a symmetrical magnetization reversal process without a constant component of the magnetization current and energy transfer without pauses with a maximum utilization coefficient corresponding to bridge push-pull conversion, the voltages on the open first and second switches and rectifier diodes have a trapezoid ideal shape with a flat top without emissions, which reduces losses and reliability of the keys and diodes, and the capacitive nature of the output of the rectifier provides the ability to obtain multiple output channels with good matching.

Анализ известных технических решений показал, что предложенный способ двухтактного несимметричного импульсного преобразования постоянного напряжения, заключающийся в вышеуказанном поэтапном дозированном увеличении и передачи энергии входного дросселя, первого и второго конденсаторов с непрерывным потреблением ее от входа на обоих этапах периода при непрерывной без пауз передаче энергии через симметричный трансформатор с проходной индуктивностью и выпрямители к выходу, проявляет новые свойства, заключающиеся в повышении эффективности преобразования, надежности и качества электропитания и снижении массогабаритных показателей преобразователя. Сущность изобретения поясняется чертежами.An analysis of the known technical solutions showed that the proposed method of push-pull asymmetrical pulsed conversion of direct voltage, which consists in the above phased metered increase and transfer of energy of the input inductor, the first and second capacitors with continuous consumption from the input at both stages of the period with continuous energy transfer through the symmetric without pauses transformer with feed-through inductance and rectifiers to the output, exhibits new properties, which include increasing the efficiency conversion, reliability and quality of power supply and reducing the overall dimensions of the converter. The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства, представляющего одну из возможностей реализации предложенного способа двухтактного несимметричного импульсного преобразования и регулирования постоянного напряжения.Figure 1 shows a structural diagram of a device that represents one of the possibilities of implementing the proposed method of push-pull asymmetrical pulse conversion and regulation of constant voltage.

На фиг.2 приведены эпюры напряжений и токов в различных узлах устройства с индексами, соответствующими их обозначению на фиг.1.In Fig.2 shows plots of voltages and currents in various nodes of the device with indices corresponding to their designation in Fig.1.

Предложенный способ реализован в устройстве, представленном на фиг.1. Устройство содержит выводы 1 для подсоединения входа - источника энергии, входной дроссель 2, подключенный к средней точке стойки ключей - первого 3 и второго 4, блок управления 11 с двумя выходами - первым 12 и вторым 13, соединенных с входами ключей соответственно, стойку конденсаторов первого 14 и второго 15, трансформаторного блока 16, стойку выпрямительных диодов первого 19 и второго 20 и стойку накопительных конденсаторов первого 21 и второго 22, подключенных к выходу 23 для подключения потребителя энергии. При этом ключи 3 и 4 соединены своими выходами последовательно, образуя стойку, и состоят из параллельно подключенных к выходам ключей полупроводникового прибора 5 (6), диода 7 (8) и конденсатора 9 (10) соответственно, причем вход ключа 3 (4) соединен с входом полупроводникового прибора 5 (6); а параллельно стойке ключей подключена стойка из двух последовательно соединенных конденсаторов - первого 14 и второго 15, при этом между средними точками стоек ключей 3, 4 и конденсаторов 14, 15 подключен вход трансформаторного блока 16, состоящий из трансформатора 17 и проходной индуктивности 18, которой является индуктивность рассеяния трансформатора и дополнительная индуктивность на первичной или вторичной стороне, а выход трансформаторного блока 16 включен между средними точками соединенных параллельно стойки последовательно соединенных выпрямительных диодов первого 19 и второго 20 и стойки последовательно соединенных накопительных конденсаторов первого 21 и второго 22, к которым подсоединены выводы выхода 23.The proposed method is implemented in the device shown in figure 1. The device contains terminals 1 for connecting an input - a power source, an input choke 2 connected to the midpoint of the key rack - the first 3 and second 4, the control unit 11 with two outputs - the first 12 and second 13, connected to the key inputs, respectively, the capacitor rack of the first 14 and second 15, the transformer block 16, a rack of rectifier diodes of the first 19 and second 20 and a rack of storage capacitors of the first 21 and second 22, connected to the output 23 for connecting the energy consumer. In this case, the keys 3 and 4 are connected in series with their outputs, forming a rack, and consist of the semiconductor device 5 (6), the diode 7 (8) and the capacitor 9 (10) connected in parallel to the outputs of the keys, respectively, and the input of the key 3 (4) is connected with the input of the semiconductor device 5 (6); and parallel to the key rack is connected a rack of two series-connected capacitors - the first 14 and second 15, while between the midpoints of the key racks 3, 4 and capacitors 14, 15 the input of the transformer block 16, consisting of a transformer 17 and a feed-through inductance 18, which is transformer dissipation inductance and additional inductance on the primary or secondary side, and the output of the transformer unit 16 is connected between the midpoints of the parallel-connected racks connected in series rectifier diodes of the first 19 and second 20 and racks of series-connected storage capacitors of the first 21 and second 22, to which the output terminals 23 are connected.

Преобразование напряжения осуществляется следующим образом. Блок управления 11 вырабатывает парафазные чередующиеся с небольшими коммутационными задержками t_з12 и t_з13 между срезом одного и фронтом другого прямоугольные импульсы напряжения U₁₂, U₁₃ с частотой преобразования и длительностью, которые определяются выбранным алгоритмом управления и законом обратной связи. Эти импульсы U₁₂, U₁₃ поступают на входы силовых ключей 3, 4 и далее на входы полупроводниковых приборов 5, 6 (например МДП-транзисторов) соответственно, обеспечивая их поочередное переключение.The voltage conversion is as follows. The control unit 11 generates rectangular _phase pulses of voltage U ₁₂ , U ₁₃ with a conversion frequency and duration, which are determined by the selected control algorithm and the feedback law, alternating paraphase alternating with small switching delays _ts12 and _ts13 between the slice of one and the front of the other. These pulses U ₁₂ , U ₁₃ are supplied to the inputs of power switches 3, 4 and further to the inputs of semiconductor devices 5, 6 (for example, MOS transistors), respectively, ensuring their alternate switching.

На первом этапе T₁ периодического процесса замкнут ключ 3 и разомкнут ключ 4. Происходит увеличение энергии входного дросселя 2 в цепи "вход 1 - дроссель 2 - ключ 3 - вход 1". Одновременно происходит передача части энергии первого конденсатора 14 через блок трансформатора 16 и первый выпрямительный диод 19 в первый накопительный конденсатор 21 и на выход 23 по цепи "первый конденсатор 14 - вход трансформаторного блока 16 - ключ 3 -первый конденсатор 14" и далее "выход трансформаторного блока 16 - первый выпрямительный диод 19 - первый накопительный конденсатор 21 - выход 23 - второй накопительный конденсатор 22 - выход трансформаторного блока 16". На этом этапе на входе трансформаторного блока 16 действует напряжение первого конденсатора 14, которое в соответствии с коэффициентом передачи К_ти трансформаторного блока 16 преобразуется в напряжение на первом накопительном конденсаторе 21.At the first stage T _{1 of the} batch process, the key 3 is closed and the key 4 is open. There is an increase in the energy of the input choke 2 in the circuit "input 1 - choke 2 - key 3 - input 1". At the same time, part of the energy of the first capacitor 14 is transmitted through the transformer unit 16 and the first rectifier diode 19 to the first storage capacitor 21 and to the output 23 through the circuit "first capacitor 14 - input of the transformer unit 16 - key 3 - first capacitor 14" and then "transformer output block 16 - the first rectifying diode 19 - the first storage capacitor 21 - output 23 - the second storage capacitor 22 - the output of the transformer unit 16 ". At this stage, the voltage of the first capacitor 14 acts at the input of the transformer block 16, which, in accordance with the transmission coefficient K _{ty of the} transformer block 16, is converted to the voltage at the first storage capacitor 21.

На втором этапе Т₂ периодического процесса замкнут ключ 4 и разомкнут ключ 3. Происходит передача энергии входа 1 и части энергии входного дросселя 2 в первый конденсатор 14 по цепи вход 1 - дроссель 2 - вход блока трансформатора 16 - первый конденсатор 14 - вход 1 и через блок трансформатора 16 на выход по цепи "вход трансформаторного блока 16 - выход трансформаторного блока 16 - второй накопительный конденсатор 22 - второй выпрямительный диод 20 - первый накопительный конденсатор 21 - выход 23". Одновременно в первой половине этапа часть энергии входа 1 и входного дросселя 2 передаются через замкнутый ключ 4 во второй конденсатор 15 по цепи вход 1 - дроссель 2 - ключ 4 - второй конденсатор 15 - первый конденсатор 14 - вход 1, а во второй части этапа эта энергия из второго конденсатора 15 через ключ 4 передается через блок трансформатора 16 на выход по цепи второй конденсатор 15 -ключ 4 - вход трансформаторного блока 16 - выход трансформаторного блока 16 - второй накопительный конденсатор 22 - второй выпрямительный диод 20 - первый накопительный конденсатор 21 - выход 23. На этом этапе на входе трансформаторного блока 16 действует напряжение второго конденсатора 15, которое в соответствии с коэффициентом передачи К_ти трансформаторного блока 16 преобразуется в напряжение на втором накопительном конденсаторе 22.At the second stage T _{2 of the} batch process, the key 4 is closed and the key 3 is open. The energy of input 1 and part of the energy of the input choke 2 is transferred to the first capacitor 14 through the circuit input 1 - inductor 2 - input of the transformer block 16 - first capacitor 14 - input 1 and through the transformer block 16 to the output along the circuit "the input of the transformer block 16 - the output of the transformer block 16 - the second storage capacitor 22 - the second rectifier diode 20 - the first storage capacitor 21 - output 23". At the same time, in the first half of the stage, part of the energy of input 1 and input choke 2 is transmitted through a closed key 4 to the second capacitor 15 along the input 1 circuit - choke 2 - key 4 - second capacitor 15 - first capacitor 14 - input 1, and in the second part of the stage this the energy from the second capacitor 15 through the key 4 is transmitted through the transformer block 16 to the output of the second capacitor 15 - switch 4 - the input of the transformer block 16 - the output of the transformer block 16 - the second storage capacitor 22 - the second rectifying diode 20 - the first storage capacitor Torr 21 - exit 23. At this stage the inlet of the transformer unit 16 acts voltage of the second capacitor 15, which in accordance with the transmission coefficient K _ti transformer unit 16 is converted into a voltage on the second storage capacitor 22.

За период процесса полученная от входа энергия преобразуется в энергию выхода в виде напряжения U₂₃, как суммы напряжений первого 21 и второго 22 накопительных конденсаторов, соответствующей в упрощенном виде через коэффициент передачи К_ти трансформаторного блока 16 сумме напряжений конденсаторов первого 14 и второго 15.During the process period, the energy received from the input is converted into output energy in the form of voltage U ₂₃ as the sum of the voltages of the first 21 and second 22 storage capacitors, corresponding in a simplified form through the transfer coefficient K _{ty of the} transformer unit 16 to the sum of the voltages of the first 14 and second 15.

При предлагаемом способе преобразования и регулирования постоянного напряжения по коэффициенту заполнения периода K_з=t₁/(t₁+Т₂) передаточная характеристика в упрощенном виде в рабочей зоне имеет вид U₂₃/U₁=К_ти/(1-К_з), а при малых коэффициентах К_з под действием проходной индуктивности трансформаторного блока 16 через коэффициент передачи К_ти имеет свойство ограничения выходного напряжения и тока.With the proposed method for converting and regulating constant voltage according to the fill factor of the period K _s = t ₁ / (t ₁ + T ₂ ) the transfer characteristic in a simplified form in the working area has the form U ₂₃ / U ₁ = K _ti / (1-K _s ) and at small coefficients K _s under the influence of the inductance of the transformer unit 16 through the transmission coefficient K _ti has the property of limiting the output voltage and current.

При различных по длительности несимметричных этапах t₁ и Т₂ процесса преобразования, задаваемых блоком управления 11 по закону регулирования, амплитуды индукции и тока намагничивания в магнитопроводе трансформатора 17 симметричны и пропорциональна величине К_з(1-К_з), при этом постоянная составляющая тока намагничивания I_17(м) равна нулю, а первичный I₁₇₍₁₎ и вторичный I₇₍₂₎ токи имеют вид двухполярных функций без скачков и разрывов. Обратные напряжения на выпрямительных диодах 19 и 20 равны напряжению выхода U₂₃, а напряжение на разомкнутых ключах 3 и 4 равно напряжению U₂₃/К_ти - сумме напряжений первого 14 и второго 15 конденсаторов. Уменьшение потерь энергии и формирование траектории при переключении полупроводниковых приборов ключей и улучшение качества преобразования напряжения обеспечивается задержкой фронта напряжения одного импульса управления U₁₂ (U₁₃) относительно среза напряжения другого импульса управления U₁₃ (U₁₂).When asymmetric stages of the conversion process t ₁ and T _{2 of} various durations are specified by the control unit 11 according to the control law, the induction amplitudes and magnetization currents in the magnetic circuit of transformer 17 are symmetric and proportional to K _s (1-K _s ), and the constant component of the magnetization current I _{17 (m)} is equal to zero, and the primary I _{17 (1)} and secondary I _{7 (2)} currents have the form of bipolar functions without jumps and gaps. The reverse voltages on the rectifier diodes 19 and 20 are equal to the output voltage U ₂₃ , and the voltage on open switches 3 and 4 is equal to the voltage U ₂₃ / K _ti - the sum of the voltages of the first 14 and second 15 capacitors. The reduction of energy losses and the formation of the trajectory when switching semiconductor switch devices and the improvement of the quality of voltage conversion is provided by the delay of the voltage front of one control pulse U ₁₂ (U ₁₃ ) relative to the voltage cut of another control pulse U ₁₃ (U ₁₂ ).

В начале каждого этапа периода после запирания полупроводникового прибора 5 (6) ток предыдущего контура с ключом 3 (4) распределяется в средней точке стойки ключей по конденсаторам 9 и 10, изменяя их энергию - зарядку конденсатора 9 (10) и разрядку конденсатора 10 (9). При этом напряжения на ключах U₃, U₄ изменяются по квазилинейному закону. Когда конденсатор 10 (9) полностью разрядится до нуля, а конденсатор 9 (10) - зарядится до напряжения стойки конденсаторов 15, 14; ток продолжает свой путь через диод 8 (7), ограничивая напряжение на ключе. Во время этой фазы этапа подается фронт импульса управления U₁₃ (U₁₂) и включение транзистора 6 (5) происходит при нуле напряжения (U₄, U₃).At the beginning of each stage of the period after locking the semiconductor device 5 (6), the current of the previous circuit with the key 3 (4) is distributed at the midpoint of the key rack across the capacitors 9 and 10, changing their energy - charging the capacitor 9 (10) and discharging the capacitor 10 (9 ) In this case, the voltages on the switches U ₃ , U ₄ change according to the quasilinear law. When the capacitor 10 (9) is completely discharged to zero, and the capacitor 9 (10) is charged to the rack voltage of the capacitors 15, 14; the current continues its path through diode 8 (7), limiting the voltage on the key. During this phase of the stage, the front of the control pulse U ₁₃ (U ₁₂ ) is supplied and the transistor 6 (5) is turned on at zero voltage (U ₄ , U ₃ ).

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет реализовать предложенный способ, обеспечивающий преобразование постоянного напряжения с улучшенными эффективностью, надежностью и качеством электропитания.Thus, the proposed device allows to implement the proposed method, which provides the conversion of DC voltage with improved efficiency, reliability and quality of power supply.

Claims

The method of push-pull asymmetrical pulse conversion of DC voltage, according to which at the first stage of the period of the periodic conversion process corresponding to the closed state of the first key and the open of the second key, increase the energy of the input choke from the input energy through the specified closed first key, in addition, at the specified first stage part of the energy of the first capacitor through the closed first key is transmitted to the input of the transformer unit, characterized in that in the second step the period of the conversion process corresponding to the open state of the first key and the closed state of the second key, consisting of a parallel-connected semiconductor device, a capacitor and an anti-parallel diode, transmit the input energy and part of the energy of the input inductor to the first capacitor through the input - input inductor - transformer input circuit block - the first capacitor is the input, in addition, in the first part of this stage, the input energy and part of the energy of the input inductor are transferred to the second capacitor p about the input - input choke - closed second key - second capacitor - first capacitor - input circuit, and in the second part of this stage, part of the energy of the second capacitor is transmitted through the closed second key to the input of the transformer block, consisting of a transformer and feed-through inductance, and in both stages period of the periodic conversion process, the energy from the output of the transformer block is transmitted through the first and second rectifier diodes to the first and second storage capacitors, respectively, and to the output from the by passing current through the inductance, in addition, switching delays are introduced between the stages of the period of the periodic conversion process, during which the input control signals of the first and second switches correspond to their open state, during which they provide a smooth change in the voltage at their power terminals from the values corresponding to the previous stage the period of the process to the corresponding to the next stage of the period of the process, when charging and discharging the capacitors of the first and second keys under the action of energy t ansformatornogo block.