RU2264685C1 - Regulated voltage converter - Google Patents

Regulated voltage converter Download PDF

Info

Publication number
RU2264685C1
RU2264685C1 RU2004109823/09A RU2004109823A RU2264685C1 RU 2264685 C1 RU2264685 C1 RU 2264685C1 RU 2004109823/09 A RU2004109823/09 A RU 2004109823/09A RU 2004109823 A RU2004109823 A RU 2004109823A RU 2264685 C1 RU2264685 C1 RU 2264685C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
transistor switches
transformer
voltage
converter
Prior art date
Application number
RU2004109823/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004109823A (en
Inventor
Л.Р. Гутер (RU)
Л.Р. Гутер
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие НПП "Поликоммуникационные системы"
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 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие НПП "Поликоммуникационные системы" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие НПП "Поликоммуникационные системы"
Priority to RU2004109823/09A priority Critical patent/RU2264685C1/en
Publication of RU2004109823A publication Critical patent/RU2004109823A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2264685C1 publication Critical patent/RU2264685C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering; secondary power supplies.
SUBSTANCE: newly introduced in regulated voltage converter is current sensor 15 inserted between second terminal of reactor 14 and common point of transistor switches 1, 2, its output being connected to second inputs of second delay circuit 18 and switching phase modulator 22 of transistor switches. Switching loss minimum depends on choice of interval length formed by delay circuits 17, 18.
EFFECT: enhanced reliability and efficiency due to reduced switching loss in transistor switches at any load current.
1 cl, 5 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания.The present invention relates to a conversion technique and can be used in secondary power sources.

Известны преобразователи напряжения, содержащие первый и второй транзисторные ключи, трансформатор, первичная обмотка которого соединена первым выводом со средней точкой транзисторных ключей, а вторым - с конденсатором, подключенным к выводу второго транзисторного ключа и выводу первичного источника питания [1].Known voltage converters containing the first and second transistor switches, a transformer, the primary winding of which is connected by the first output to the midpoint of the transistor switches, and the second - with a capacitor connected to the output of the second transistor switch and the output of the primary power source [1].

В таком преобразователе коммутация транзисторных ключей осуществляется при напряжении на них, близком к нулю (режим "мягкой коммутации"). При этом снижаются коммутационные потери в транзисторных ключах, что повышает КПД устройства и снижает электромагнитные помехи.In such a converter, the switching of transistor switches is carried out at a voltage close to zero (“soft switching” mode). At the same time, switching losses in transistor switches are reduced, which increases the efficiency of the device and reduces electromagnetic interference.

Однако при изменении тока нагрузки преобразователя в широком диапазоне режим "мягкой коммутации" возможен лишь при существенном изменении частоты переключений, что часто неприемлемо. Максимальное напряжение на транзисторных ключах значительно превосходит напряжение первичного источника питания, что снижает надежность преобразователя. Для того, чтобы при любой нагрузке напряжение на транзисторном ключе перед его включением гарантированно приближалось к нулю, трансформатор должен иметь повышенное значение индуктивности рассеяния, что увеличивает потери в нем.However, when changing the load current of the converter in a wide range, the mode of "soft switching" is possible only with a significant change in the switching frequency, which is often unacceptable. The maximum voltage on the transistor switches significantly exceeds the voltage of the primary power source, which reduces the reliability of the converter. In order to ensure that, at any load, the voltage across the transistor switch is close to zero before it is turned on, the transformer must have an increased value of the leakage inductance, which increases the loss in it.

Кроме того, введение такого режима переключений вызывает неоправданное усложнение устройства.In addition, the introduction of such a switching mode causes an unjustified complication of the device.

Наиболее близким к предлагаемому является стабилизированный преобразователь напряжения, содержащий первый и второй транзисторные ключи, шунтированные антипараллельными диодами, подключенные к разнополярным выводам первичного источника питания, трансформатор, выходная обмотка которого через выпрямитель подключена к сглаживающему фильтру, выход которого соединен с выводами для подключения нагрузки, блок управления, первый вход которого соединен с выходом сглаживающего фильтра, второй вход - с выводом первичного источника питания, фильтрующий конденсатор, первый вывод которого соединен с выводом первичного источника питания, а второй - с первым выводом первичной обмотки трансформатора, второй вывод первичной обмотки трансформатора соединен с первым выводом корректирующего дросселя, а второй вывод последнего подключен к общей точке последовательно соединенных транзисторных ключей, корректирующий конденсатор, первый вывод которого соединен с первым выводом первичной обмотки трансформатора, а второй - с общей точкой транзисторных ключей, парафазные выходы блока управления соединены с управляющими входами первого и второго элементов задержки, а выходы элементов задержки соединены с управляющими входами соответствующих транзисторных ключей, блок управления содержит усилитель сигнала рассогласования выходного напряжения преобразователя и источника опорного напряжения, блок модулятора фазы переключения транзисторных ключей, вход которого подключен к выходу усилителя сигнала рассогласования, а его выходы являются выходами блока управления [2].Closest to the proposed is a stabilized voltage converter containing the first and second transistor switches, shunted by antiparallel diodes, connected to bipolar leads of the primary power source, a transformer, the output winding of which is connected through a rectifier to a smoothing filter, the output of which is connected to the terminals for connecting the load, the unit control, the first input of which is connected to the output of the smoothing filter, the second input - with the output of the primary power source, f rectifying capacitor, the first terminal of which is connected to the terminal of the primary power source, and the second terminal is connected to the first terminal of the transformer primary winding, the second terminal of the transformer primary winding is connected to the first terminal of the correction inductor, and the second terminal of the latter is connected to the common point of the transistor switches connected in series, the correction capacitor , the first output of which is connected to the first output of the primary winding of the transformer, and the second to the common point of the transistor switches, the paraphase outputs of the unit the equations are connected to the control inputs of the first and second delay elements, and the outputs of the delay elements are connected to the control inputs of the corresponding transistor switches, the control unit contains an amplifier for the signal of the output voltage mismatch between the converter and the reference voltage source, the transistor switch switching phase modulator block, the input of which is connected to the amplifier output the mismatch signal, and its outputs are the outputs of the control unit [2].

В этом преобразователе стабилизация выходного напряжения осуществляется путем модуляции фазы переключения транзисторных ключей. В зависимости от выходной мощности и, главным образом, от величины тока нагрузки, может применяться как двухтактный выпрямитель со сглаживающим LC-фильтром, так и однотактный выпрямитель с С-фильтром. В последнем случае схема преобразователя приближается к классическому "обратноходовому" преобразователю, но имеет активное размагничивание сердечника трансформатора и низкое значение максимального напряжения на транзисторных ключах.In this converter, the output voltage is stabilized by modulating the switching phase of the transistor switches. Depending on the output power and mainly on the magnitude of the load current, a push-pull rectifier with a smoothing LC filter and a single-cycle rectifier with a C filter can be used. In the latter case, the converter circuit approaches the classic "flyback" converter, but has an active demagnetization of the transformer core and a low value of the maximum voltage on the transistor switches.

В этом преобразователе осуществляется режим "мягкой коммутации", и коммутационные потери близки к нулю [3].In this converter, the mode of "soft switching" is carried out, and switching losses are close to zero [3].

Однако, как указано в [2], при снижении тока нагрузки ниже определенного предела очередное включение транзистора происходит в момент, когда напряжение на нем не успевает уменьшиться до нуля. Это вызывает появление коммутационных потерь мощности. Эти потери возникают при малых значениях тока нагрузки и, если номинальная выходная мощность преобразователя невелика, ими можно пренебречь. Если же преобразователь имеет выходную мощность 100...200 Вт и более, эти потери приводят к тому, что транзисторные ключи при малых токах и холостом ходе рассеивают ту же мощность, что и при полной нагрузке. Заряд корректирующего конденсатора через открывающийся второй транзисторный ключ вызывает короткий импульс тока, превышающий максимальное значение тока при полной нагрузке. Указанный недостаток не позволяет поддерживать высокую эффективность преобразования во всем диапазоне изменения тока нагрузки от максимального до холостого хода.However, as indicated in [2], when the load current decreases below a certain limit, the next turn on of the transistor occurs at a time when the voltage on it does not have time to decrease to zero. This causes switching power losses. These losses occur at low load currents and, if the rated output power of the converter is small, they can be neglected. If the converter has an output power of 100 ... 200 W or more, these losses lead to the fact that the transistor switches at low currents and idle dissipate the same power as at full load. The correction capacitor charge through the opening of the second transistor switch causes a short current pulse exceeding the maximum current value at full load. This drawback does not allow to maintain high conversion efficiency over the entire range of the load current from maximum to idle.

Техническим результатом, получаемым при осуществлении изобретения, является повышение надежности и КПД преобразователя путем снижения коммутационных потерь в транзисторных ключах при любом значении тока нагрузки. Это достигается тем, что в стабилизированный преобразователь напряжения введен датчик тока, включенный между общей точкой транзисторных ключей и вторым выводом корректирующего дросселя, выход которого подключен ко вторым входам второго элемента задержки и модулятора фазы переключения транзисторных ключей.The technical result obtained by carrying out the invention is to increase the reliability and efficiency of the converter by reducing switching losses in transistor switches at any value of the load current. This is achieved by the fact that a current sensor is inserted into the stabilized voltage converter, connected between the common point of the transistor switches and the second output of the correction inductor, the output of which is connected to the second inputs of the second delay element and the modulator of the switching phase of the transistor switches.

На фиг.1 приведена схема предлагаемого преобразователя напряжения; на фиг.2, 3, 4 - эпюры, поясняющие работу преобразователя; на фиг.5 - пример выполнения элементов задержки.Figure 1 shows a diagram of the proposed voltage Converter; figure 2, 3, 4 - diagrams explaining the operation of the Converter; figure 5 is an example of the implementation of the delay elements.

На чертежах и в тексте приняты следующие обозначения:In the drawings and in the text, the following notation:

1 - первый транзисторный ключ, 2 - второй транзисторный ключ, 3 и 4 - антипараллельные диоды, 5 - первичный источник питания, 6 - трансформатор, 7 - выходная обмотка трансформатора, 8 - выпрямитель, 9 - сглаживающий фильтр, 10 - нагрузка, 11 - блок управления, 12 - фильтрующий конденсатор, 13 - первичная обмотка трансформатора, 14 - корректирующий дроссель, 15 - датчик тока, 16 - корректирующий конденсатор, 17 - первый элемент задержки, 18 - второй элемент задержки, 19 - усилитель сигнала рассогласования, 20 - источник опорного напряжения, 21 - элемент гальванической развязки, 22 - модулятор фазы переключения транзисторных ключей, 23, 24, 25 - транзисторы, 26, 27, 28, 29, 30, 31 - резисторы, 32,33 - конденсаторы, 34 - диод.1 - the first transistor switch, 2 - the second transistor switch, 3 and 4 - antiparallel diodes, 5 - the primary power source, 6 - transformer, 7 - output winding of the transformer, 8 - rectifier, 9 - smoothing filter, 10 - load, 11 - control unit, 12 - filtering capacitor, 13 - transformer primary winding, 14 - correction inductor, 15 - current sensor, 16 - correction capacitor, 17 - first delay element, 18 - second delay element, 19 - error signal amplifier, 20 - source reference voltage, 21 - galvanic isolation element ki, 22 - transistor switch switching phase modulator, 23, 24, 25 - transistors, 26, 27, 28, 29, 30, 31 - resistors, 32.33 - capacitors, 34 - diode.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 транзисторные ключи, шунтированные антипараллельными диодами 3, 4 и подключенные к разнополярным выводам первичного источника питания 5, трансформатор 6, выходная обмотка которого 7 через выпрямитель 8 подключена к сглаживающему фильтру 9, выход которого соединен с выводами для подключения нагрузки 10, блок управления 11, первый вход которого соединен с выходом сглаживающего фильтра 9, второй вход - с выводом первичного источника питания 5, фильтрующий конденсатор 12, первый вывод которого соединен с выводом первичного источника питания 5, а второй - с первым выводом первичной обмотки 13 трансформатора 6, второй вывод первичной обмотки 13 трансформатора 6 соединен с первым выводом корректирующего дросселя 14, а второй вывод последнего через датчик тока 15 подключен к общей точке последовательно соединенных транзисторных ключей 1, 2, корректирующий конденсатор 16, первый вывод которого соединен с первым выводом первичной обмотки 13 трансформатора 6, а второй - с общей точкой транзисторных ключей 1, 2, парафазные выходы блока управления 11 соединены соуправляющими входами первого 17 и второго 18 элементов задержки, а выходы элементов задержки 17, 18 соединены с управляющими входами соответствующих транзисторных ключей 1, 2, блок управления 11 содержит усилитель рассогласования 19 выходного напряжения преобразователя и источника опорного напряжения 20, модулятор фазы переключения 22 транзисторных ключей 1, 2, первый вход которого через элемент гальванической развязки 21 подключен к выходу усилителя сигнала рассогласования 19, а второй вход соединен с выходом датчика тока 15, подключенного ко второму входу второго элемента задержки 18. Элемент задержки 18 с модуляцией длительности паузы состоит из импульсного формирователя, выполненного на транзисторах 23, 24, входом соединенного с выходом модулятора переключении 22 и линейного усилителя, выполненного на транзисторе 25, входом соединенного с выходом датчика тока 15. Выход транзистора 23 соединен со входом транзисторного ключа 2.The device contains the first 1 and second 2 transistor switches, shunted by antiparallel diodes 3, 4 and connected to the bipolar leads of the primary power source 5, a transformer 6, the output winding of which 7 through a rectifier 8 is connected to a smoothing filter 9, the output of which is connected to the terminals for connecting the load 10, the control unit 11, the first input of which is connected to the output of the smoothing filter 9, the second input - with the output of the primary power source 5, the filtering capacitor 12, the first output of which is connected to the output m of the primary power source 5, and the second with the first terminal of the primary winding 13 of the transformer 6, the second terminal of the primary winding 13 of the transformer 6 is connected to the first terminal of the correction inductor 14, and the second terminal of the latter through the current sensor 15 is connected to the common point of the transistor switches 1 connected in series , 2, correction capacitor 16, the first output of which is connected to the first output of the primary winding 13 of transformer 6, and the second to the common point of transistor switches 1, 2, the paraphase outputs of the control unit 11 are connected the branching inputs of the first 17 and second 18 delay elements, and the outputs of the delay elements 17, 18 are connected to the control inputs of the corresponding transistor switches 1, 2, the control unit 11 contains a mismatch amplifier 19 of the output voltage of the converter and the reference voltage source 20, a switching phase modulator 22 transistor switches 1, 2, the first input of which through the galvanic isolation element 21 is connected to the output of the amplifier of the error signal 19, and the second input is connected to the output of the current sensor 15, connected to the second at the input of the second delay element 18. The delay element 18 with modulation of the pause duration consists of a pulse shaper made on transistors 23, 24, an input connected to the output of the switching modulator 22 and a linear amplifier made on the transistor 25, the input connected to the output of the current sensor 15. The output of the transistor 23 is connected to the input of the transistor switch 2.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Напряжение первичного источника питания 5 поступает на транзисторные ключи 1, 2 и на вход питания блока управления 11. Модулятор фазы переключения 22 начинает формировать парафазные импульсы, которые через элементы задержки 17, 18 поочередно отпирают транзисторные ключи 1, 2. Постоянная составляющая импульсов напряжения на транзисторных ключах 1, 2 выделяется фильтрующим конденсатором 12, заряженным в полярности, указанной на фиг.1. Переменная составляющая импульсов поступает на первичную обмотку 13 трансформатора 6 и с его выходной обмотки 7 - на выпрямитель 8. Выпрямленное напряжение через фильтр 9 поступает на выход преобразователя и в нагрузку 10. Момент переключения транзисторных ключей 1, 2 определяется разностью напряжений на выходе преобразователя и источника опорного напряжения 20, которая через усилитель сигнала рассогласования 19 и элемент гальванической развязки 21 поступает на первый вход модулятора 22.The voltage of the primary power source 5 is supplied to the transistor switches 1, 2 and to the power input of the control unit 11. The switching phase modulator 22 begins to generate paraphase pulses, which through the delay elements 17, 18 turn on the transistor switches 1, 2. The constant component of the voltage pulses on the transistor switches 1, 2 is allocated filtering capacitor 12, charged in the polarity indicated in figure 1. The variable component of the pulses is fed to the primary winding 13 of the transformer 6 and from its output winding 7 to the rectifier 8. The rectified voltage through the filter 9 is supplied to the output of the converter and to the load 10. The switching moment of the transistor switches 1, 2 is determined by the voltage difference at the output of the converter and the source the reference voltage 20, which through the amplifier of the error signal 19 and the galvanic isolation element 21 is supplied to the first input of the modulator 22.

Элементы задержки 17 и 18 исключают возникновение сквозного тока через транзисторные ключи 1 и 2. Кроме того, образуемая элементами задержки 17, 18 коммутационная пауза, благодаря наличию корректирующих дросселя 14 и конденсатора 16, используется для формирования режима "мягкой коммутации". В частности, ключ 1 включается, когда напряжение на нем приближается к нулю, а при запирании скорость роста напряжения на нем сдерживается перезарядом корректирующего конденсатора 16.The delay elements 17 and 18 eliminate the occurrence of through current through the transistor switches 1 and 2. In addition, the switching pause formed by the delay elements 17, 18, due to the presence of correcting chokes 14 and capacitor 16, is used to form a “soft switching” mode. In particular, the key 1 is turned on when the voltage on it approaches zero, and when locked, the rate of increase in voltage on it is constrained by overcharging of the correction capacitor 16.

Регулирование выходного напряжения осуществляется модуляцией фазы переключения транзисторных ключей 1 и 2, в отличие от систем с ШИМ, без регулировочной паузы. При этом построение модулятора фазы переключения 22 аналогично ШИМ модулятору однотактных преобразователей. В предлагаемом преобразователе процессы в транзисторных ключах несимметричны, а частота переключений стабильна. Поэтому при минимизации коммутационных потерь в режиме полной выходной мощности, невозможно добиться минимума потерь на холостом ходе (без нагрузки преобразователя).The output voltage is regulated by modulating the switching phase of transistor switches 1 and 2, unlike PWM systems, without an adjustment pause. Moreover, the construction of the switching phase modulator 22 is similar to a PWM modulator of single-cycle converters. In the proposed converter, the processes in the transistor switches are asymmetrical, and the switching frequency is stable. Therefore, when minimizing switching losses in the mode of full output power, it is impossible to achieve a minimum of losses at idle (without load of the converter).

Минимум коммутационных потерь определяется выбором длительности паузы, формируемой элементами задержки 17, 18. Вследствие несимметричности процессов, длительность паузы, определяемой элементом 17, не играет существенной роли, она должна быть не менее определенной величины (ограничена снизу).The minimum switching losses is determined by the choice of the duration of the pause formed by the delay elements 17, 18. Due to the asymmetry of the processes, the duration of the pause determined by element 17 does not play a significant role, it should be at least a certain amount (limited from below).

К длительности паузы, определяемой элементом 18, предъявляются противоречивые требования.To the duration of the pause, determined by element 18, conflicting requirements are presented.

На фиг.2а, 2б - показаны эпюры напряжения и тока транзисторного ключа 1 для значения задержки, оптимальной для полной мощности преобразователя. На фиг.2в, 2г - показаны эпюры напряжений и токов в режиме холостого хода. Вследствие изменения параметров процесса возникает выброс тока через транзисторный ключ 1. Снижение тока нагрузки приводит к увеличению длительности фронтов импульсов напряжения, поэтому отпирание транзисторного ключа 1 происходит при разряженном корректирующем конденсаторе 16. Заряд этого конденсатора и вызывает выброс тока.On figa, 2b - shows the voltage and current diagrams of the transistor switch 1 for the delay value, optimal for the full power of the Converter. On figv, 2d - shows diagrams of voltages and currents in idle mode. Due to changes in the process parameters, a current surge occurs through the transistor switch 1. A decrease in the load current leads to an increase in the duration of the voltage pulse edges, so the unlocking of the transistor switch 1 occurs with a discharged correction capacitor 16. This capacitor charges and causes a current surge.

На фиг.3в, 3г показаны эпюры напряжения и тока с большим значением задержки, оптимальной для холостого хода, что позволяет исключить импульсы тока. Но, как видно из фиг.3а, 3б, это приводит к включению ключа 1 при напряжении, далеком от нуля, и возрастанию коммутационных потерь. Кроме того, в практических схемах такое явление вызывает потерю устойчивости в контуре регулирования.On figv, 3d shows diagrams of voltage and current with a large value of the delay, optimal for idling, which eliminates current pulses. But, as can be seen from figa, 3b, this leads to the inclusion of the key 1 at a voltage far from zero, and an increase in switching losses. In addition, in practical schemes, this phenomenon causes a loss of stability in the control loop.

Указанное обстоятельство делает целесообразным введение модуляции длительности паузы, формируемой элементом задержки 18.This circumstance makes it appropriate to introduce modulation of the duration of the pause formed by the delay element 18.

Оптимальная длительность паузы зависит не только от тока нагрузки преобразователя, но и от величины напряжения первичного источника питания 5. Однако это напряжение, являясь внешним воздействием для системы регулирования, присутствует в правых частях описывающих дифференциальных уравнений и не оказывает сколько-нибудь значительного влияния на процессы коммутации. Напротив, пересчитанное в первичную цепь сопротивление нагрузки присутствует в коэффициентах уравнений и в явном виде определяет процессы.The optimal pause time depends not only on the load current of the converter, but also on the magnitude of the voltage of the primary power source 5. However, this voltage, being an external influence for the control system, is present in the right parts of the describing differential equations and does not have any significant effect on the switching processes . On the contrary, the load resistance, converted to the primary circuit, is present in the coefficients of the equations and explicitly defines the processes.

Как правило, для практических целей достаточной является модуляция длительности паузы, формируемой элементом задержки 18 в зависимости от величины тока, протекающего через введенный датчик тока 15. Этот датчик одновременно используется для защиты преобразователя от перегрузок. С целью защиты от перегрузок выход датчика Г5 соединен с входом модулятора фазы переключений 22, а с целью модуляции длительности коммутационной паузы - со вторым входом элемента задержки 18.As a rule, for practical purposes, it is sufficient to modulate the duration of the pause generated by the delay element 18 depending on the amount of current flowing through the introduced current sensor 15. This sensor is also used to protect the converter from overloads. In order to protect against overloads, the output of the G5 sensor is connected to the input of the switching phase modulator 22, and with the aim of modulating the duration of the switching pause, to the second input of the delay element 18.

На фиг.4а, 4б показаны эпюры напряжений и токов в транзисторном ключе 1 при полной нагрузке и минимальном значении паузы. На фиг.4в, 4г показаны эпюры для режима холостого хода при максимальном значении паузы. Как видно из фиг.4, минимизация коммутационных потерь достигается при любом значении тока нагрузки, что делает предлагаемый преобразователь оптимальным в широком диапазоне выходных мощностей. В практических схемах изменение длительности паузы происходит при значении тока нагрузки 0,1...0,15 от номинального значения.On figa, 4b shows the diagrams of voltages and currents in the transistor key 1 at full load and the minimum value of the pause. Figures 4c, 4d show diagrams for idle operation with a maximum pause value. As can be seen from figure 4, the minimization of switching losses is achieved at any value of the load current, which makes the proposed Converter optimal in a wide range of output powers. In practical schemes, a change in the duration of a pause occurs at a load current of 0.1 ... 0.15 of the nominal value.

Датчик тока 15 может быть выполнен, например, в виде трансформатора тока. Элемент задержки 18, показанный на фиг.5, работает следующим образом. При появлении на выходе модулятора 22 высокого уровня напряжения через дифференцирующую цепь из элементов 28, 32 происходит отпирание транзистора 24. До завершения заряда конденсатора 32 транзистор 23 заперт. Когда на выходе модулятора 22 появляется низкий уровень напряжения, транзисторный ключ 2 запирается через диод 34. Таким образом, длительность паузы определяется параметрами цепи 28, 32.The current sensor 15 may be performed, for example, in the form of a current transformer. The delay element 18 shown in FIG. 5 operates as follows. When a high voltage level appears at the output of the modulator 22 through the differentiating circuit from the elements 28, 32, the transistor 24 is unlocked. The transistor 23 is locked until the capacitor 32 is fully charged. When a low voltage level appears at the output of modulator 22, the transistor switch 2 is locked via a diode 34. Thus, the pause duration is determined by the parameters of the circuit 28, 32.

На вход линейного усилителя (база транзистора 25) поступает сигнал с датчика тока 15. Если величина тока значительна, то транзистор 25 открыт, и конденсатор 33 разряжен. В этом случае постоянная времени дифференцирующей цепи минимальна и длительность паузы мала. При снижении тока нагрузки транзистор 25 начинает закрываться, конденсатор 33 заряжается, постоянная времени дифференцирующей цепи растет и на холостом ходе максимальна.The input of the linear amplifier (base of transistor 25) receives a signal from the current sensor 15. If the current value is significant, then the transistor 25 is open, and the capacitor 33 is discharged. In this case, the time constant of the differentiating circuit is minimal and the pause duration is short. With a decrease in the load current, the transistor 25 begins to close, the capacitor 33 is charged, the time constant of the differentiating circuit increases and at maximum idle.

В настоящее время разработана, изготовлена и эксплуатируется партия из 6-ти шт. опытных образцов преобразователей, работающих от выпрямленной сети ~220 В.Currently, a batch of 6 pieces has been developed, manufactured and operated. prototypes of converters operating from a rectified network ~ 220 V.

Выходные параметры преобразователя: 48 В, 3 А. Частота коммутации - 100 кГц. КПД - 0,90.Converter output parameters: 48 V, 3 A. Switching frequency - 100 kHz. Efficiency - 0.90.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Гончаров А.Ю. Способ преобразования постоянного напряжения в постоянное и устройство для его осуществления. Патент РФ 2072616, 6 Н 02 М 3/335. 1997, Бюл. №3.1. Goncharov A.Yu. A method of converting direct voltage to constant and a device for its implementation. RF patent 2072616, 6 N 02 M 3/335. 1997, Bull. No. 3.

2. Гутер Л.Р. Стабилизированный преобразователь напряжения. Патент РФ 2080734, 6 Н 02 М 3/337. 1997, Бюл. №15.2. Guter L.R. Stabilized voltage converter. RF patent 2080734, 6 N 02 M 3/337. 1997, Bull. No. 15.

3. Гутер Л.Р. Пребразователь напряжения с амплитудно-широтной модуляцией. Радиопромышленность, произв.-техн. сб., М., 1996, вып.1, стр.33-39.3. Guter L.R. Voltage converter with amplitude-latitude modulation. Radio industry, production tech. Sb., M., 1996, issue 1, pp. 33-39.

Claims (1)

Стабилизированный преобразователь напряжения, содержащий первый и второй транзисторные ключи, шунтированные антипараллельными диодами и подключенные к разнополярным выводам первичного источника питания, трансформатор, выходная обмотка которого через выпрямитель подключена к сглаживающему фильтру, выход которого соединен с выводами для подключения нагрузки, фильтрующий конденсатор, первый вывод которого соединен с выводом первичного источника питания, а второй - с первым выводом первичной обмотки трансформатора, второй вывод первичной обмотки трансформатора соединен с первым выводом корректирующего дросселя, корректирующий конденсатор, первый вывод которого соединен с первым выводом первичной обмотки трансформатора, а второй - с общей точкой транзисторных ключей, парафазные выходы блока управления соединены с управляющими входами первого и второго элементов задержки, а выходы элементов задержки соединены с управляющими входами соответствующих транзисторных ключей, блок управления, первый вход которого соединен с выходом сглаживающего фильтра, второй вход - с выводом первичного источника питания, состоящий из усилителя рассогласования выходного напряжения преобразователя, источника опорного напряжения и модулятора фазы переключения транзисторных ключей, первый вход которого через элемент гальванической развязки подключен к выходу усилителя сигнала рассогласования, а выходы которого являются выходами блока управления, отличающийся тем, что в него введен датчик тока, включенный между общей точкой транзисторных ключей и вторым выводом корректирующего дросселя, выход которого подключен ко вторым входам второго элемента задержки и модулятора фазы переключения транзисторных ключей.A stabilized voltage converter containing the first and second transistor switches, shunted by antiparallel diodes and connected to bipolar terminals of the primary power source, a transformer whose output winding is connected through a rectifier to a smoothing filter, the output of which is connected to the terminals for connecting the load, the filter capacitor, the first terminal of which connected to the output of the primary power source, and the second to the first output of the primary winding of the transformer, the second output of the first the primary winding of the transformer is connected to the first output of the correction inductor, the correction capacitor, the first output of which is connected to the first output of the primary winding of the transformer, and the second to the common point of the transistor switches, the paraphase outputs of the control unit are connected to the control inputs of the first and second delay elements, and the outputs of the elements delays are connected to the control inputs of the corresponding transistor switches, a control unit, the first input of which is connected to the output of the smoothing filter, the second input to the output of the primary power source, consisting of a mismatch amplifier of the output voltage of the converter, a reference voltage source and a switching phase modulator of transistor switches, the first input of which is connected through the galvanic isolation element to the output of the mismatch signal amplifier, and whose outputs are outputs of the control unit, characterized in that it introduced a current sensor connected between the common point of the transistor switches and the second output of the correcting inductor, the output of which is connected to second inputs of the second delay element and the phase modulator switch transistor switches.
RU2004109823/09A 2004-04-01 2004-04-01 Regulated voltage converter RU2264685C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004109823/09A RU2264685C1 (en) 2004-04-01 2004-04-01 Regulated voltage converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004109823/09A RU2264685C1 (en) 2004-04-01 2004-04-01 Regulated voltage converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004109823A RU2004109823A (en) 2005-10-10
RU2264685C1 true RU2264685C1 (en) 2005-11-20

Family

ID=35850761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004109823/09A RU2264685C1 (en) 2004-04-01 2004-04-01 Regulated voltage converter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2264685C1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016044497A1 (en) * 2014-09-19 2016-03-24 Alpha And Omega Semiconductor (Cayman ) Ltd. Constant on-time (cot) control in isolated converter
RU167948U1 (en) * 2016-09-16 2017-01-13 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") Transformer Pulse Converter
US9548667B2 (en) 2014-09-12 2017-01-17 Alpha And Omega Semiconductor (Cayman) Ltd. Constant on-time (COT) control in isolated converter
US9577543B2 (en) 2014-09-12 2017-02-21 Alpha & Omega Semiconductor (Cayman), Ltd. Constant on time (COT) control in isolated converter
US9577542B2 (en) 2014-09-12 2017-02-21 Alpha & Omega Semiconductor (Cayman), Ltd. Constant on-time (COT) control in isolated converter
WO2017192058A1 (en) * 2016-05-04 2017-11-09 Закрытое Акционерное Общество "Драйв" Method for generating a high pulse voltage in an inductive load
US9954455B2 (en) 2014-09-12 2018-04-24 Alpha And Omega Semiconductor (Cayman) Ltd. Constant on time COT control in isolated converter
US10270353B2 (en) 2014-09-12 2019-04-23 Alpha And Omega Semiconductor (Cayman) Ltd. Constant on-time (COT) control in isolated converter

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9548667B2 (en) 2014-09-12 2017-01-17 Alpha And Omega Semiconductor (Cayman) Ltd. Constant on-time (COT) control in isolated converter
US9577543B2 (en) 2014-09-12 2017-02-21 Alpha & Omega Semiconductor (Cayman), Ltd. Constant on time (COT) control in isolated converter
US9577542B2 (en) 2014-09-12 2017-02-21 Alpha & Omega Semiconductor (Cayman), Ltd. Constant on-time (COT) control in isolated converter
US9954455B2 (en) 2014-09-12 2018-04-24 Alpha And Omega Semiconductor (Cayman) Ltd. Constant on time COT control in isolated converter
US10270353B2 (en) 2014-09-12 2019-04-23 Alpha And Omega Semiconductor (Cayman) Ltd. Constant on-time (COT) control in isolated converter
WO2016044497A1 (en) * 2014-09-19 2016-03-24 Alpha And Omega Semiconductor (Cayman ) Ltd. Constant on-time (cot) control in isolated converter
WO2017192058A1 (en) * 2016-05-04 2017-11-09 Закрытое Акционерное Общество "Драйв" Method for generating a high pulse voltage in an inductive load
RU167948U1 (en) * 2016-09-16 2017-01-13 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") Transformer Pulse Converter

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004109823A (en) 2005-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10819226B2 (en) Systems and methods for reducing electromagnetic interference using switching frequency jittering
US9653996B2 (en) Adaptive off time control scheme for semi-resonant and hybrid converters
US10454312B2 (en) Wireless power transfer control apparatus and method
US9496797B2 (en) Bidirectional converters and flux-balancing control methods thereof
US8094466B2 (en) Resonant converter
CN105917565B (en) Apparatus and method for achieving high efficiency of resonant converter
US6016258A (en) Full bridge DC-DC converters
US20180337610A1 (en) PWM Controlled Resonant Converter
US9178440B2 (en) Apparatus and method for resonant converters
KR20040068239A (en) Flyback Power Converter
RU2264685C1 (en) Regulated voltage converter
Bonache-Samaniego et al. 6.78 MHz self-oscillating parallel resonant converter based on GaN technology
CN115882715A (en) AC-DC converter feedback signal transmission circuit based on secondary feedback
RU2586567C1 (en) Key voltage converter
US10985647B2 (en) Multiphase interleaved forward power converters including clamping circuits
US20220181979A1 (en) Switched-mode power supply having coupled step-down converter stages
RU2567849C1 (en) Multi-channel constant-voltage transformer
CN113541469A (en) Self-adaptive quasi-resonant EMI optimization circuit, optimization method and switching power supply circuit
RU2810649C1 (en) Key stabilized converter
Zhao et al. An adaptive synchronous driving phase control method of GaN-based full-bridge 6.78 MHz WPTS
US10886852B2 (en) Electrical power converter having a dual buck power stage and main switching stage and method for controlling such an electrical power converter
RU2821269C1 (en) Phase-to-pulse converter
RU2125334C1 (en) Method for reverse pulsed conversion of dc voltage
US11923763B1 (en) Ripple cancellation apparatus and control method
RU2814894C1 (en) Key voltage stabilizer with transformer decoupling

Legal Events

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

Effective date: 20090402