RU2260894C1 - Преобразователь - Google Patents

Преобразователь Download PDF

Info

Publication number
RU2260894C1
RU2260894C1 RU2003135191/09A RU2003135191A RU2260894C1 RU 2260894 C1 RU2260894 C1 RU 2260894C1 RU 2003135191/09 A RU2003135191/09 A RU 2003135191/09A RU 2003135191 A RU2003135191 A RU 2003135191A RU 2260894 C1 RU2260894 C1 RU 2260894C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
section
transistor
winding
converter
capacitors
Prior art date
Application number
RU2003135191/09A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2003135191A (ru
Inventor
А.В. Кривоносенко (RU)
А.В. Кривоносенко
Д.А. Кривоносенко (RU)
Д.А. Кривоносенко
Original Assignee
Институт сильноточной электроники СО РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт сильноточной электроники СО РАН filed Critical Институт сильноточной электроники СО РАН
Priority to RU2003135191/09A priority Critical patent/RU2260894C1/ru
Publication of RU2003135191A publication Critical patent/RU2003135191A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2260894C1 publication Critical patent/RU2260894C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)

Abstract

Изобретение относится к преобразовательной и импульсной технике для питания потребителей импульсной мощности. Технический результат заключается в уменьшении коммутационных потерь. Преобразователь постоянной энергии в импульсную содержит шины питания (1) с диодами (2, 3) в прямом направлении, регулирующий транзистор (Т) (4) с блоком управления (5) в цепи базы, выходной трансформатор (6) с двумя секциями (7, 8) входной обмотки, первый и второй конденсаторы (К) (9, 10), подключенные к началу секции (7) и к концу секции (8) обмотки, вторые выводы К (9 и 10) подключены соответственно к эмиттеру и коллектору Т (4). Согласно изобретению конец первой секции (7) подключен к коллектору, а начало второй секции (8) - к эмиттеру регулирующего Т (4) через согласно магнитосвязанные обмотки (11, 12) дросселя (13), а диоды (2,3) шин питания подключены к точкам соединения секции входной обмотки с обмотками дросселя (13) согласно с Т (4). Причем шины питания шунтированы дополнительным диодом (14). 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к преобразовательной и импульсной технике и предназначено для питания потребителей импульсной мощности с повышенным выходным напряжением, а также для питания, например, магнитных генераторов импульсов.
Известно большое многообразие преобразователей, но широко распространены однотактные преобразователи постоянного напряжения (ОПН), имеющие один ключевой элемент и обладающие простотой устройства и управления. Простой однотактный преобразователь напряжения содержит выходной трансформатор, первичная обмотка которого включена между шиной питания и коллектором, управляемого от узла управления транзистора, эммитер которого подключен к общей шине, а к вторичной обмотке подключена нагрузка,
Однако недостатками простого однотактного преобразователя являются значительные динамические потери в транзисторе, снижающие к.п.д., и низкая надежность, особенно при высоковольтном выходе.
Известны решения, позволяющие снизить эти недостатки [1, 2]. Однако эффективность таких преобразователей все-таки низка.
Наиболее эффективным из этого типа преобразователей, имеющий тоже один ключевой элемент, выбранный нами за прототип, является преобразователь, описанный в [3], содержащий шины питания с включенными в них диодами в прямом направлении, регулирующий транзистор с блоком управления в цепи базы, первый и второй конденсаторы, первыми выводами подключенные соответственно к диодам первой и второй шин питания, а вторые выводы первого и второго конденсаторов подключены соответственно к эмиттеру и коллектору регулирующего транзистора, выходной трансформатор, входная обмотка которого содержит две секции, каждая из которых соединена в последовательную цепочку с диодом, причем первая цепочка включена согласно (последовательно) между диодом первой шины питания и коллектором транзистора, а вторая последовательно между эмиттером и диодом второй шины питания. Данный преобразователь обладает значительными резервами повышения генерируемой частоты, поскольку из режима его работы следует, что при включении транзистора он отключается от шин питания, это позволяет уменьшить постоянную шин питания и соответственно повысить частоту преобразования.
Однако и в данном преобразователе не устранены коммутационные потери в транзисторе, связанные с режимом работы нагрузки, особенно при высоковольтном выводе, кроме того, узка область применения. Особенность работы преобразователя при высоковольтном выходе заключается в том, что после передачи энергии в нагрузку проиcходит накопление энергии в индуктивности рассеяния трансформатора, связанной с током (потоком) намагничивания, и эта энергия возвращается в цепь, обладающую меньшим сопротивлением или большим шунтирующим действием, т.е. в первичную цепь, а транзистор уже закрыт и цепи для протекания тока нет. На транзисторе возникает напряжение, которое пробивает его.
Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является устранение указанных недостатков и расширение области применения этого преобразователя за счет повышения надежности преобразователя.
Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, является уменьшение коммутационных потерь в транзисторе при высоковольтном выходе и устранение всплесков напряжения на нем.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном преобразователе, содержащем шины питания с включенными в них диодами в прямом направлении, регулирующий транзистор с блоком управления в цепи базы, выходной трансформатор, входная обмотка которого содержит две секции, первый и второй конденсаторы, первыми выводами подключенные соответственно к началу первой секции обмотки и к концу второй секции обмотки, а вторые выводы первого и второго конденсаторов подключены соответственно к эмиттеру и коллектору регулирующего транзистора, согласно изобретению конец первой секции входной обмотки выходного трансформатора подключен к коллектору, а начало второй секции к эмиттеру регулирующего транзистора через согласно магнитосвязанные обмотки дополнительного введенного дросселя, а диоды шин питания подключены соответственно к точкам соединения секции входной обмотки с обмотками дросселя согласно с транзистором. Причем шины питания шунтированы дополнительным диодом.
Подключение конца первой секции входной обмотки выходного трансформатора к коллектору, а начало второй секции к эмиттеру регулирующего транзистора через согласно магнитосвязанные обмотки дополнительно введенного дросселя, величина индуктивности которого больше критической индуктивности для данной цепи, позволяет стабилизировать ток нагрузки в первичных цепях и обеспечить их одинаковость, реализация этого во вторичной цепи связана со сложностью выполнения дросселя на высокое напряжение. Такое решение является традиционным в преобразовательной техники и широко используется. Подключение диодов шин питания соответственно к точкам соединения секции входной обмотки с обмотками дополнительно введенного дросселя согласно с транзистором, причем шины питания шунтированы дополнительным диодом, позволяет реализовать преобразователь однотактный по входу в двухтактный по выходу с квазипостоянным током нагрузки. Реализация двухтактного режима работы преобразователя соответственно реализует положительные свойства, присущие двухтактным преобразователям, которые известны и описаны в упоминаемых выше работах. Кроме того, наличие конденсаторов в цепях протекания тока при его коммутации исключает возникновение всплесков напряжения на транзисторе, что повышает надежность преобразователя.
На фиг.1 приведена схема предложенного преобразователя. Преобразователь по фиг.1, содержит шины питания 1 (Е+/-) с включенными в них диодами 2, 3 в прямом направлении, регулирующий транзистор 4 с блоком управления 5 (БУ) в цепи базы, выходной трансформатор 6, входная обмотка которого содержит две секции 7 и 8, первый 9 и второй 10 конденсаторы, первыми выводами подключенные соответственно к началу первой секции 7 обмотки и к концу второй секции 8 обмотки, а вторые выводы первого и второго конденсаторов подключены соответственно к эмиттеру и коллектору регулирующего транзистора 4, причем конец первой 7 секции входной обмотки выходного трансформатора подключен к коллектору, а начало второй секции к эмиттеру регулирующего транзистора через согласно магнитосвязанные обмотки 11 и 12 дополнительно введенного дросселя 13, а диоды 2 и 3 шин питания подключены соответственно к точкам соединения секции входной обмотки с обмотками 11, 12 дополнительно введенного дросселя 13 согласно с транзистором 4, причем шины питания шунтированы дополнительным диодом 14.
Работа преобразователя по фиг.1 демонстрируется диаграммами напряжений на одном конденсаторе (а) и током (б) в обмотке дополнительно введенного дросселя 13, сигналов управления базы транзистора 4 (с), напряжения на нагрузке (д) по фиг.2. Работа поясняется в стационарном режиме при напряжении на конденсаторах Uc>E и токе в обмотках дросселя Iдр. При поступлении сигнала от блока управления 5 на базу транзистора 4 транзистор 4 открывается, отключаются шины питания 1, как в устройстве прототипе, и током обмотки дросселя 13 осуществляется разряд конденсаторов 9 и 10 и передача энергии в нагрузку одной полярности, по окончании действия импульса управления на базу транзистора 4 транзистор 4 закрывается и ток дросселя 13 мгновенно через цепочку диодов 2, 14, 3 переключается на заряд конденсаторов 9 и 10 и передачу энергии в нагрузку другой полярности. При этом под действием Е шин 1 питания шунтирующий диод 14 закрывается и шины 1 питания подключаются к преобразователю, заряжая конденсаторы 9, 10 и накапливая ток в обмотках дополнительно введенного дросселя 13. Далее процесс повторяется. Из описанного следует и метод регулирования мощности нагрузки - изменение скважности управляющих импульсов базы транзистора, т.е. обычным способом.
Предложенный преобразователь обладает свойствами, уменьшающие всплески напряжения на транзисторе, что позволяет расширить область его применения посредством его применения в преобразователях с высоким выходным напряжением.
Источники информации
1. Ромаш Э.М., Драбович Ю.И., Юрченко Н.Н., Шевченко П.Н. Высокочастотные транзисторные преобразователи. - М.: Радио и связь, 1988, - 288 с.
2. Бас А.А., Миловзоров В.П., Мусолин А.К. Источники вторичного электропитания с бестрансформаторным входом. - М.: Радио и связь, 1987, - 160 с., с.34-45.
3. Авт.свид. SU № 1107227, Н 02 М 1/00 // G 05 F 1/56 от 07.01.83. Бюл. № 29.

Claims (2)

1. Преобразователь постоянной энергии в импульсную, содержащий шины питания с включенными в них диодами в прямом направлении, регулирующий транзистор с блоком управления в цепи базы, выходной трансформатор, входная обмотка которого содержит две секции, первый и второй конденсаторы, первыми выводами подключенные соответственно к началу первой секции обмотки и к концу второй секции обмотки, а вторые выводы первого и второго конденсаторов подключены соответственно к эмиттеру и коллектору регулирующего транзистора, отличающийся тем, что конец первой секции входной обмотки выходного трансформатора подключен к коллектору, а начало второй секции - к эмиттеру регулирующего транзистора через согласно магнитосвязанные обмотки дополнительно введенного дросселя, а диоды шин питания подключены соответственно к точкам соединения секции входной обмотки с обмотками дросселя согласно с транзистором.
2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что шины питания шунтированы дополнительным диодом.
RU2003135191/09A 2003-12-03 2003-12-03 Преобразователь RU2260894C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003135191/09A RU2260894C1 (ru) 2003-12-03 2003-12-03 Преобразователь

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003135191/09A RU2260894C1 (ru) 2003-12-03 2003-12-03 Преобразователь

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003135191A RU2003135191A (ru) 2005-05-27
RU2260894C1 true RU2260894C1 (ru) 2005-09-20

Family

ID=35824207

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003135191/09A RU2260894C1 (ru) 2003-12-03 2003-12-03 Преобразователь

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2260894C1 (ru)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БАС А.А. и др. Источники вторичного электропитания с бестрансформаторным входом, Москва, Радио и связь, 1987, с.34-35. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003135191A (ru) 2005-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7746670B2 (en) Dual-transformer type of DC-to-DC converter
US7432614B2 (en) Single-inductor multiple-output switching converters in PCCM with freewheel switching
US6831847B2 (en) Synchronous rectifier drive circuit and power supply including same
US5255174A (en) Regulated bi-directional DC-to-DC voltage converter which maintains a continuous input current during step-up conversion
US7535733B2 (en) Method of controlling DC-to-DC converter whereby switching control sequence applied to switching elements suppresses voltage surges at timings of switch-off of switching elements
US6459600B2 (en) Method of connecting synchronous rectifier modules in parallel without output voltage faults
US5140509A (en) Regulated bi-directional DC-to-DC voltage converter
EP3080902A1 (en) Interleaved forward converter with wide input and output dynamic range
US20220255429A1 (en) Voltage converter
Cui et al. Two phase interleaved ISOP connected high step down ratio phase shift full bridge DC/DC converter with GaN FETs
US6744647B2 (en) Parallel connected converters apparatus and methods using switching cycle with energy holding state
CN114391218A (zh) 宽电压范围dc-dc转换器
US10348205B1 (en) Coupled-inductor cascaded buck converter with fast transient response
US20220376619A1 (en) Switched capacitor converter
RU2260894C1 (ru) Преобразователь
US11469664B2 (en) Power converter with a high conversion ratio
RU2717232C1 (ru) Двухтактный резонансный DC-DC преобразователь
US7880329B2 (en) Multi-channel switching regulator
US10230300B2 (en) Power converter predriver system with multiple power modes
RU2510862C1 (ru) Стабилизированный квазирезонансный преобразователь
RU2741969C1 (ru) Однотактный преобразователь напряжения
RU2742290C1 (ru) Двухтактный dc-dc преобразователь с дросселем в цепи питания
CN220325510U (zh) 一种pwm信号电路和开关电源
DE102011086219A1 (de) Getakteter leistungswandler mit aktiver begrenzung
RU2311719C1 (ru) Система управления полумостовым транзисторным инвертором

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20051204