RU2277287C1 - Dc-to-dc voltage converter - Google Patents
Dc-to-dc voltage converter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2277287C1 RU2277287C1 RU2004130953/09A RU2004130953A RU2277287C1 RU 2277287 C1 RU2277287 C1 RU 2277287C1 RU 2004130953/09 A RU2004130953/09 A RU 2004130953/09A RU 2004130953 A RU2004130953 A RU 2004130953A RU 2277287 C1 RU2277287 C1 RU 2277287C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- transistor
- diode
- outputs
- shaper
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках питания высокочувствительных радиоприемных устройств, синтезаторов частот, генераторов эталонного сигнала, научной аппаратуры и т.д., предназначенных для работы, например, в составе бортовой аппаратуры, радиоэлектронных наземных, морских и аэрокосмических комплексов.The invention relates to electrical engineering and can be used in power sources of highly sensitive radio receivers, frequency synthesizers, reference signal generators, scientific equipment, etc., intended for use, for example, as part of on-board equipment, ground-based electronic, marine and aerospace complexes.
Известен преобразователь напряжения, описанный в сборнике "Полупроводниковая электроника в технике связи" под редакцией И.Ф.Николаевского, выпуск 23, М.: Радио и связь, 1983 г., в статье М.С.Войтика "Помехи в источниках питания с бестрансформаторным входом" на стр.174-177, рис.3.A known voltage converter described in the collection "Semiconductor electronics in communication technology" edited by I.F.Nikolaevsky, issue 23, M .: Radio and communications, 1983, in the article of M.S.Vojtik "Interference in power supplies with transformerless input "on p. 174-177, Fig. 3.
Известное устройство содержит предоконечный трансформатор, выходные транзисторы, выходной импульсный трансформатор, выходной выпрямитель и выходной фильтр. Недостатком известного преобразователя напряжения является значительный уровень создаваемых радиопомех.The known device contains a terminal transformer, output transistors, an output pulse transformer, an output rectifier and an output filter. A disadvantage of the known voltage converter is a significant level of generated interference.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к изобретению является преобразователь напряжения, описанный в сборнике "Полупроводниковая электроника в технике связи" под редакцией И.Ф.Николаевского, выпуск 28, М.: Радио и связь, 1990 г., в статье И.Г.Фильцера и Ю.Е.Овчинникова "Микромощный многоканальный источник питания" на стр.176-178.The closest set of essential features to the invention is the voltage converter described in the collection "Semiconductor electronics in communication technology" edited by I.F. Nikolayevsky, issue 28, M .: Radio and communications, 1990, in an article by I.G. Filzer and Yu.E. Ovchinnikov "Micropowerful multi-channel power source" on p.176-178.
Известный преобразователь напряжения содержит схему управления, предоконечные каскады, конденсаторы, выходные транзисторы, выходной трансформатор, выходные выпрямители и выходные фильтры.The known voltage converter comprises a control circuit, pre-terminal stages, capacitors, output transistors, an output transformer, output rectifiers and output filters.
Первый и второй выходы схемы управления соединены соответственно с входами предоконечных каскадов. Выходы каскадов подключены соответственно к первым выводам конденсаторов. Эмиттеры выходных транзисторов соединены с общей шиной. Между коллекторами транзисторов включена первичная обмотка выходного трансформатора. Средняя точка этой обмотки соединена с входом преобразователя. Вторичные обмотки трансформатора через соответствующие выходные выпрямители и выходные фильтры соединены с выходом преобразователя.The first and second outputs of the control circuit are connected respectively to the inputs of the pre-terminal stages. The outputs of the cascades are connected respectively to the first terminals of the capacitors. The emitters of the output transistors are connected to a common bus. Between the transistor collectors, the primary winding of the output transformer is turned on. The midpoint of this winding is connected to the input of the converter. The secondary windings of the transformer through the corresponding output rectifiers and output filters are connected to the output of the converter.
Недостатком известного преобразователя напряжения является значительный уровень создаваемых радиопомех, который складывается из следующих составляющих:A disadvantage of the known voltage Converter is a significant level of generated interference, which consists of the following components:
- значительная величина пульсации тока, создаваемого преобразователем в цепи шин первичной сети;- a significant amount of ripple current generated by the Converter in the tire circuit of the primary network;
- значительная величина напряженности электромагнитного поля, возбуждаемого выходными транзисторами, выходным трансформатором и выходными выпрямителями;- a significant magnitude of the electromagnetic field excited by the output transistors, the output transformer and the output rectifiers;
- значительная величина полного размаха напряжения пульсаций на выходах преобразователя напряжения.- a significant value of the full range of the voltage ripple at the outputs of the voltage Converter.
Задачей настоящего изобретения является создание преобразователя напряжения с низким уровнем генерируемых им радиопомех.An object of the present invention is to provide a voltage converter with a low level of radio interference generated by it.
Техническим результатом настоящего изобретения является уменьшение напряженности поля электромагнитных помех, создаваемых преобразователем, за счет формирования волны напряжения трапецеидальной формы со сглаженными углами на коллекторах выходных транзисторов.The technical result of the present invention is to reduce the field of electromagnetic interference generated by the converter due to the formation of a trapezoidal voltage wave with smoothed angles on the collectors of the output transistors.
Указанный технический результат достигается тем, что в известный преобразователь напряжения, содержащий схему управления, первый и второй предоконечные каскады, выходы которых соответственно соединены с первыми выводами первого и второго конденсаторов, первый и второй выходные транзисторы, эмиттеры которых соединены с общей шиной, и выходной трансформатор, первичная обмотка которого включена между коллекторами упомянутых транзисторов, а ее средняя точка - с входной клеммой, при этом каждая вторичная обмотка трансформатора через соответствующие выходной выпрямитель и выходной фильтр подключена к соответствующим выходным клеммам, введены первый и второй резисторы, включенные соответственно между первым и вторым выходами схемы управления и входами первого и второго предоконечных каскадов, и первый и второй формирователи траектории рабочей точки выходного транзистора, входы которых соединены соответственно с вторыми выводами первого и второго конденсаторов, первый и второй выходы первого формирователя соответственно подключены к базе и коллектору первого выходного транзистора, а первый и второй выходы второго формирователя - к базе и коллектору второго выходного транзистора, при этом каждый из формирователей траектории рабочей точки выходного транзистора содержит первый диод, анод которого соединен с входом формирователя траектории рабочей точки выходного транзистора и катодом второго диода, катод первого диода через последовательно включенные третий и четвертый резисторы соединен с первым выходом формирователя траектории рабочей точки выходного транзистора, анод второго диода соединен с первым выводом пятого резистора, второй вывод которого подключен к точке соединения третьего и четвертого резисторов и к первому выводу третьего конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной, анод третьего диода соединен с вторым выходом формирователя траектории рабочей точки выходного транзистора, катод третьего диода соединен с первым выводом четвертого конденсатора, второй вывод которого подключен к первому выходу формирователя траектории рабочей точки выходного транзистора, параллельно к третьему диоду подключен шестой резистор.The specified technical result is achieved by the fact that in a known voltage converter containing a control circuit, the first and second pre-terminal stages, the outputs of which are respectively connected to the first terminals of the first and second capacitors, the first and second output transistors, the emitters of which are connected to a common bus, and the output transformer , the primary winding of which is connected between the collectors of the aforementioned transistors, and its midpoint is with the input terminal, with each secondary winding of the transformer through a corresponding The existing output rectifier and output filter are connected to the corresponding output terminals, the first and second resistors are introduced, connected respectively between the first and second outputs of the control circuit and the inputs of the first and second pre-terminating stages, and the first and second formers of the trajectory of the operating point of the output transistor, the inputs of which are connected respectively with the second terminals of the first and second capacitors, the first and second outputs of the first driver are respectively connected to the base and collector of the first output transistor, and the first and second outputs of the second shaper to the base and collector of the second output transistor, each of the shapers of the path of the working point of the output transistor contains a first diode, the anode of which is connected to the input of the path former of the path of the output transistor and the cathode of the second diode, cathode the first diode through series-connected third and fourth resistors is connected to the first output of the path former of the operating point of the output transistor, the anode of the second diode is connected to the first output of the fifth resistor, the second output of which is connected to the connection point of the third and fourth resistors and to the first output of the third capacitor, the second output of which is connected to a common bus, the anode of the third diode is connected to the second output of the path former of the operating point of the output transistor, the cathode of the third diode is connected to the first output of the fourth capacitor, the second output of which is connected to the first output of the path former of the working point of the output transistor, in parallel to the third diode is connected toy resistor.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена электрическая схема преобразователя напряжения.The invention is illustrated in the drawing, which shows the electrical circuit of the voltage Converter.
Преобразователь напряжения содержит схему 1 управления, первый выход которой через резистор 2 соединен с входом предоконечного каскада 3, а второй выход через резистор 4 соединен с входом предоконечного каскада 5. Выход каскада 3 соединен с первым выводом конденсатора 6. Диоды 7, 8, резисторы 9, 10, 11, конденсаторы 12, 13, резистор 14, диод 15 образуют первый формирователь 16 траектории рабочей точки выходного транзистора 17, а диоды 18, 19, резисторы 20, 21, 22, конденсаторы 23, 24, резистор 25, диод 26 образуют второй формирователь 27 траектории рабочей точки выходного транзистора 28. Упомянутые формирователи выполнены идентично. Второй вывод конденсатора 6 соединен с входом формирователя 16 траектории рабочей точки и, таким образом, соединен с анодом диода 7 и катодом диода 8. Катод диода 7 через последовательно включенные резисторы 9 и 11 соединен с первым выходом формирователя 16 траектории рабочей точки и, таким образом, соединен с базой выходного транзистора 17. Выход каскада 5 соединен с первым выводом конденсатора 29. Второй вывод конденсатора 29 соединен с входом формирователя 27 траектории рабочей точки и, таким образом, соединен с анодом диода 18 и катодом диода 19. Катод диода 18 через последовательно включенные резисторы 20 и 22 соединен с первым выходом формирователя 27 траектории рабочей точки и, таким образом, соединен с базой выходного транзистора 28. Анод диода 8 через резистор 10 соединен с первым выводом конденсатора 12 и точкой соединения резисторов 9 и 11. Второй вывод конденсатора 12 соединен с общей шиной. Анод диода 19 через резистор 21 соединен с первым выводом конденсатора 23 и точкой соединения резисторов 20 и 22. Второй вывод конденсатора 23 соединен с общей шиной. Эмиттеры транзисторов 17 и 28 соединены с общей шиной. Между коллекторами транзисторов 17 и 28 включена первичная обмотка выходного трансформатора 30, средняя точка которой подключена к входной клемме питающей сети 31. Коллектор транзистора 17 соединен с вторым выходом формирователя 16 траектории рабочей точки и, таким образом, через последовательно соединенные резистор 14 и конденсатор 13 соединен с первым выходом формирователя 16 траектории рабочей точки, и, таким образом, соединен с базой транзистора 17. Параллельно резистору 14 подсоединен диод 15, причем его анод соединен с вторым выходом формирователя 16 траектории рабочей точки. Коллектор транзистора 28 соединен с вторым выходом формирователя 27 траектории рабочей точки и, таким образом, через последовательно соединенные резистор 25 и конденсатор 24 соединен с первым выходом формирователя 27 траектории рабочей точки и, таким образом, соединен с базой транзистора 28. Параллельно резистору 25 подсоединен диод 26, причем его анод соединен с вторым выходом формирователя 27 траектории рабочей точки. Каждая вторичная обмотка выходного трансформатора 30 через выходной выпрямитель и выходной фильтр 32, выходной выпрямитель и выходной фильтр 33 подключена к соответствующим выходным клеммам.The voltage converter contains a control circuit 1, the first output of which through a resistor 2 is connected to the input of the pre-terminal stage 3, and the second output through the resistor 4 is connected to the input of the pre-terminal stage 5. The output of the cascade 3 is connected to the first terminal of the capacitor 6. Diodes 7, 8, resistors 9 , 10, 11, capacitors 12, 13, resistor 14, diode 15 form the first driver 16 of the working path of the output transistor 17, and diodes 18, 19, resistors 20, 21, 22, capacitors 23, 24, resistor 25, diode 26 form the second shaper 27 of the trajectory of the working point output th transistor 28. The aforementioned formers are identical. The second output of the capacitor 6 is connected to the input of the shaper of the path of the working point and, thus, connected to the anode of the diode 7 and the cathode of the diode 8. The cathode of the diode 7 is connected through the series resistors 9 and 11 to the first output of the shaper 16 of the path of the working point and, thus is connected to the base of the output transistor 17. The output of the cascade 5 is connected to the first output of the capacitor 29. The second output of the capacitor 29 is connected to the input of the path point path former 27 and is thus connected to the anode of the diode 18 and the cathode of the diode 19. Ka One of the diode 18 through series-connected resistors 20 and 22 is connected to the first output of the operating point path generator 27 and, thus, connected to the base of the output transistor 28. The anode of the diode 8 is connected through the resistor 10 to the first output of the capacitor 12 and the connection point of the resistors 9 and 11 The second terminal of the capacitor 12 is connected to a common bus. The anode of the diode 19 through a resistor 21 is connected to the first terminal of the capacitor 23 and the connection point of the resistors 20 and 22. The second terminal of the capacitor 23 is connected to a common bus. The emitters of transistors 17 and 28 are connected to a common bus. Between the collectors of transistors 17 and 28, the primary winding of the output transformer 30 is connected, the middle point of which is connected to the input terminal of the supply network 31. The collector of the transistor 17 is connected to the second output of the path point path former 16 and, thus, is connected through a series-connected resistor 14 and a capacitor 13 with the first output of the shaper 16 of the trajectory of the operating point, and, thus, connected to the base of the transistor 17. Parallel to the resistor 14 is connected a diode 15, and its anode connected to the second output of the shapers Atelier 16 trajectories of the operating point. The collector of the transistor 28 is connected to the second output of the operating point path generator 27 and, thus, through the resistor 25 and the capacitor 24 connected in series with the first output of the operating point path generator 27 and is thus connected to the base of the transistor 28. A diode is connected in parallel to the resistor 25. 26, and its anode is connected to the second output of the shaper 27 of the trajectory of the operating point. Each secondary winding of the output transformer 30 through the output rectifier and the output filter 32, the output rectifier and the output filter 33 is connected to the corresponding output terminals.
Преобразователь напряжения работает следующим образом. После поступления низковольтного вспомогательного напряжения начинает работать схема 1 управления. Противофазные колебания напряжений прямоугольной формы с ее выходов через резисторы 2 и 4 поступают на входы каскадов 3 и 5. Резистор 2 совместно с входной емкостью каскада 3 образует интегрирующее звено, которое делает форму колебаний на выходе каскада 3 более мягкой (с заваленными фронтами) за счет некоторого увеличения длительности фронтов упомянутых колебаний. Аналогично действуют и элементы 4 и 5. Положительные открывающие импульсы на выходах каскадов 3 и 5 появляются поочередно. Далее эти открывающие импульсы поочередно поступают на базы транзисторов 17 и 28. Это приводит к поочередному открыванию транзисторов 17 и 28, перемагничиванию трансформатора 30, появлению переменного магнитного поля в сердечнике трансформатора, переменного напряжения на вторичных обмотках трансформатора и, следовательно, постоянных выпрямленных и отфильтрованных за счет элементов 32 и 33 напряжений на выходных клеммах "Uвых.1"и "Uвых.2".The voltage Converter operates as follows. After receipt of the low-voltage auxiliary voltage, the control circuit 1 starts to operate. The out-of-phase fluctuations of the rectangular voltage from its outputs through the resistors 2 and 4 are fed to the inputs of cascades 3 and 5. The resistor 2 together with the input capacitance of the cascade 3 forms an integrating link, which makes the waveform at the output of the cascade 3 softer (with littered fronts) due to some increase in the duration of the fronts of the mentioned oscillations. Elements 4 and 5 act in a similar manner. Positive opening pulses at the outputs of stages 3 and 5 appear alternately. Further, these opening pulses alternately arrive at the bases of transistors 17 and 28. This leads to the alternate opening of transistors 17 and 28, magnetization reversal of transformer 30, the appearance of an alternating magnetic field in the core of the transformer, alternating voltage on the secondary windings of the transformer and, therefore, constant rectified and filtered for account of the voltage elements 32 and 33 at the output terminals "Uout.1" and "Uout.2".
В моменты открывания транзисторов 17 и 28 на их базах по отношению к эмиттерам формируются положительные импульсы.At the moments of opening of the transistors 17 and 28, positive pulses are formed at their bases with respect to the emitters.
В перерывах между открывающими импульсами благодаря конденсаторам 6 и 29 формируются отрицательные закрывающие импульсы, что обеспечивает надежную работу транзисторов 17 и 28 в широком диапазоне рабочих температур. Следует отметить, что здесь не рассматриваются преобразователи с полевыми транзисторами с изолированным затвором на входе, поскольку эти транзисторы по сравнению с биполярными транзисторами существенно уступают последним по устойчивости к радиационным воздействиям. В момент появления положительного открывающего импульса на выходе каскада 3 открывающий ток в базу транзистора 17 идет по цепи: выход каскада 3 - конденсатор 6 - диод 7 - резистор 9 - резистор 11 - база транзистора 17. В момент открывания транзистора 17 ток, поступающий через резистор 14 и конденсатор 13, оказывает тормозящее действие на процесс открывания упомянутого транзистора. Однако этот эффект имеет незначительное влияние на процесс открывания транзистора 17, поскольку величина емкости конденсатора 13 выбирается небольшой, а величина резистора 14 - значительной. В рассматриваемый момент времени резистор 9 и конденсатор 12 образуют интегрирующее звено, которое определяет скорость нарастания тока через транзистор 17 и, следовательно, определяет крутизну спада напряжения на коллекторе транзистора 17. На этом процесс открывания транзистора 17 заканчивается. Затем следует стадия формирования плоской вершины. После окончания положительного импульса на правой обкладке (по чертежу) конденсатора 6 начинается стадия выключения транзистора 17. Конденсатор 12 был заряжен до максимально положительного значения во время прохождения положительного импульса. Поэтому при относительно быстром изменении полярности напряжения на правой обкладке конденсатора 6 с положительной на отрицательную происходит закрывание диода 7 и открывание диода 8. В рассматриваемый момент времени плавно закрывается транзистор 17. На этой стадии ток в базу транзистора 17 проходит по цепи: выход каскада 3 - конденсатор 6 - диод 8 - резистор 10 - резистор 11 - база транзистора 17. Резистор 10 и конденсатор 12 образуют интегрирующее звено, которое в значительной мере определяет скорость спада тока через транзистор 17. Кроме того, конденсатор 13 и диод 15 оказывают тормозящее влияние на выключение транзистора 17.In between the opening pulses, negative closing pulses are formed due to the capacitors 6 and 29, which ensures reliable operation of transistors 17 and 28 in a wide range of operating temperatures. It should be noted that converters with field effect transistors with an insulated gate at the input are not considered here, since these transistors are significantly inferior to the latter in terms of resistance to radiation influences compared to bipolar transistors. At the moment a positive opening pulse appears at the output of stage 3, the opening current to the base of transistor 17 goes along the circuit: output of stage 3 - capacitor 6 - diode 7 - resistor 9 - resistor 11 - base of transistor 17. At the time of opening of transistor 17, the current flowing through the resistor 14 and the capacitor 13, has a braking effect on the opening process of said transistor. However, this effect has a negligible effect on the process of opening the transistor 17, since the capacitance value of the capacitor 13 is selected small, and the value of the resistor 14 is significant. At the moment in time, the resistor 9 and the capacitor 12 form an integrating element that determines the rate of increase of the current through the transistor 17 and, therefore, determines the slope of the voltage drop across the collector of the transistor 17. This completes the process of opening the transistor 17. Then follows the stage of formation of a flat top. After the end of the positive pulse on the right side of the capacitor 6 (according to the drawing), the stage of turning off the transistor 17 begins. The capacitor 12 was charged to the maximum positive value during the passage of the positive pulse. Therefore, with a relatively rapid change in the polarity of the voltage on the right side of the capacitor 6 from positive to negative, the diode 7 closes and the diode 8 opens. At the considered time, the transistor 17 smoothly closes. At this stage, the current passes to the base of the transistor 17 through the circuit: stage 3 output - capacitor 6 - diode 8 - resistor 10 - resistor 11 - base of transistor 17. Resistor 10 and capacitor 12 form an integrating element, which largely determines the rate of decrease in current through transistor 17. In addition, Sator 13 and diode 15 have an inhibitory effect on the transistor 17 off.
Далее полярность напряжения на правой обкладке конденсатора 6 изменяется с положительной на отрицательную, что приводит к выключению транзистора 17. В ту часть полупериода, когда открыт транзистор 17, транзистор 28 остается закрытым за счет того, что между его базой и эмиттером приложено отрицательное закрывающее напряжение. В следующий полупериод транзисторы 17 и 28 меняются ролями, т.е. открытым оказывается транзистор 28, а закрытым транзистор 17. Далее процесс повторяется. Следует отметить, что ток базы выходного транзистора верхнего плеча преобразователя напряжения определяется первым формирователем 16 траектории рабочей точки выходного транзистора 17 как сумма токов, поступающих от резистора 11 и конденсатора 13. При этом роль составляющей тока по цепи конденсатора 13 состоит в замедлении выключения транзистора 17, поскольку при включении упомянутого транзистора индуктивность первичной обмотки трансформатора 30 препятствует быстрому нарастанию тока коллектора транзистора 17. Аналогично работает и второй формирователь 27 траектории рабочей точки транзистора 28 в момент выключения последнего.Further, the polarity of the voltage on the right side of the capacitor 6 changes from positive to negative, which turns off the transistor 17. During the half-period when the transistor 17 is open, the transistor 28 remains closed due to the negative closing voltage applied between its base and the emitter. In the next half-cycle, transistors 17 and 28 change roles, i.e. Transistor 28 turns out to be open, and transistor 17 is closed. Next, the process is repeated. It should be noted that the base current of the output transistor of the upper arm of the voltage converter is determined by the first driver 16 of the trajectory of the operating point of the output transistor 17 as the sum of the currents supplied from the resistor 11 and the capacitor 13. In this case, the role of the current component in the capacitor circuit 13 is to slow down the shutdown of the transistor 17, because when you turn on the aforementioned transistor, the inductance of the primary winding of the transformer 30 prevents a rapid increase in the collector current of the transistor 17. The second the shaper 27 of the trajectory of the operating point of the transistor 28 at the time of turning off the latter.
Таким образом, благодаря наличию элементов 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 верхнего плеча преобразователя напряжения, образующих первый формирователь 16 траектории рабочей точки выходного транзистора 17, и наличию элементов 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 нижнего плеча преобразователя напряжения, образующих второй формирователь 27 траектории рабочей точки выходного транзистора 28, обеспечивается получение на коллекторах выходных транзисторов волны напряжения трапецеидальной формы со сглаженными углами. В свою очередь, за счет этого резко уменьшается уровень радиопомех, генерируемых преобразователем напряжения.Thus, due to the presence of elements 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 of the upper arm of the voltage converter, forming the first driver 16 of the trajectory of the operating point of the output transistor 17, and the presence of elements 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 of the lower arm of the voltage converter, forming the second driver 27 of the trajectory of the operating point of the output transistor 28, the trapezoidal voltage waves with smooth angles are obtained on the collectors of the output transistors. In turn, due to this, the level of radio interference generated by the voltage converter decreases sharply.
В предложенном преобразователе напряжения скорость нарастания тока при включении выходного транзистора верхнего плеча определяется элементами 7, 9, 11, 12, а скорость спада тока коллектора упомянутого транзистора определяется элементами 8, 10, 11, 12, 13, 15. Поскольку схема нижнего плеча идентична схеме верхнего плеча, то процессы, происходящие в нижнем плече, идентичны рассмотренным выше. Уровень создаваемых преобразователем напряжения радиопомех и их спектр зависит от скорости изменения напряжения и тока в выходных каскадах.In the proposed voltage converter, the current rise rate when the output transistor of the upper arm is turned on is determined by elements 7, 9, 11, 12, and the decay rate of the collector current of the said transistor is determined by elements 8, 10, 11, 12, 13, 15. Since the circuit of the lower arm is identical to the circuit upper arm, the processes occurring in the lower shoulder are identical to those discussed above. The level of radio noise generated by the voltage converter and their spectrum depends on the rate of change of voltage and current in the output stages.
Поскольку скорость нарастания напряжения и скорость спада напряжения в предложенном преобразователе определяется группами различных элементов, то это позволяет оптимизировать уровень генерируемых помех в зависимости от свойств выходных транзисторов, трансформатора, выпрямительных диодов и дросселей. Эти свойства предложенного преобразователя являются его принципиальным преимуществом. За счет понижения создаваемых радиопомех в предложенном преобразователе напряжения отпадает необходимость в использовании экранирующих корпусов, проходных конденсаторов и проходных фильтров, что позволяет уменьшить габариты и массу аппаратуры. Кроме того, в бортовой аппаратуре расстояния между преобразователями напряжения и радиоаппаратурой могут быть существенно сокращены, что также улучшает габаритно-массовые характеристики.Since the voltage rise rate and the voltage drop rate in the proposed converter is determined by groups of different elements, this allows you to optimize the level of generated noise depending on the properties of the output transistors, transformer, rectifier diodes and chokes. These properties of the proposed converter are its fundamental advantage. By reducing the generated interference in the proposed voltage converter, there is no need to use shielding cases, feed-through capacitors and pass-through filters, which reduces the size and weight of the equipment. In addition, in the on-board equipment, the distances between the voltage converters and the radio equipment can be significantly reduced, which also improves the overall mass characteristics.
Прототип преобразователя, а также часто используемые преобразователи напряжения фирм "Interpoint" (США), "Comuter products" имеют уровень пульсаций тока, создаваемого в цепи шин первичной сети, 100 мА, а уровень пульсаций предложенного преобразователя, используемого для питания малогабаритного приемника в этой же цепи без дополнительных входных фильтров, составляет 10 мА, что говорит о снижении уровня радиопомех этого рода на порядок. Такой эффект достигается за счет введения формирователя траектории рабочей точки выходного транзистора.The prototype of the converter, as well as the commonly used voltage converters of Interpoint (USA), Comuter products have a ripple level of the current created in the bus network of the primary network, 100 mA, and a ripple level of the proposed converter, used to power a small-sized receiver in the same circuit without additional input filters, is 10 mA, which indicates a decrease in the level of radio interference of this kind by an order of magnitude. This effect is achieved by introducing the shaper of the trajectory of the working point of the output transistor.
Изготовители отечественных микромодульных преобразователей напряжения, таких фирм как "Континент" и "Ирбис", в своей документации не приводят значения данного параметра, однако его величина в упомянутых устройствах находится на том же уровне, что и у импортных микромодульных преобразователей.Manufacturers of domestic micromodular voltage converters, such companies as Continent and Irbis, do not provide the value of this parameter in their documentation, however, its value in the mentioned devices is at the same level as that of imported micromodular converters.
Между тем, следует подчеркнуть, что помехи, создаваемые преобразователем напряжения на проводах питающей сети, создают не менее опасное воздействие на окружающую аппаратуру, чем, например, пульсация выходных напряжений.Meanwhile, it should be emphasized that the interference caused by the voltage converter on the wires of the supply network creates a no less dangerous effect on the surrounding equipment than, for example, ripple of the output voltage.
Напряженности поля электромагнитных помех, создаваемых предложенным преобразователем, по сравнению с прототипом и другими микромодульными преобразователями напряжения существенно меньше, что обусловлено введением формирователей траектории рабочей точки выходного транзистора. Напряженность электрического поля (Е) помех, создаваемого предложенным преобразователем напряжения на расстоянии 1 м от поверхности функционирующего прибора в диапазоне частот от 1 кГц до 30 МГц, не превышает уровня 60 дБ мкВ/м. Напряженность магнитного поля (Н) помех, создаваемого предложенным преобразователем на расстоянии 1 м от поверхности функционирующего прибора в диапазоне частот 1...300 кГц, не превышает уровня 60 дБ мкА/м.The electromagnetic field strength generated by the proposed Converter, compared with the prototype and other micromodular voltage converters is much less, due to the introduction of the formers trajectory of the operating point of the output transistor. The electric field strength (E) of the noise created by the proposed voltage converter at a distance of 1 m from the surface of a functioning device in the frequency range from 1 kHz to 30 MHz does not exceed 60 dB μV / m. The magnetic field strength (H) of the interference created by the proposed converter at a distance of 1 m from the surface of a functioning device in the frequency range 1 ... 300 kHz does not exceed 60 dB μA / m.
Полный размах пульсаций напряжения на выходах микромодульных преобразователей напряжения, используемых наиболее часто на сегодняшний день, таких как "Interpoint", "Computer products", "Континент", "Ирбис", а также в прототипе составляет 50-200 милливольт, а в предложенном преобразователе напряжения 5 милливольт, что достигается за счет введенных формирователей траектории рабочей точки выходного транзистора.The full range of voltage ripples at the outputs of the micromodular voltage converters used most often today, such as "Interpoint", "Computer products", "Continent", "Irbis", as well as in the prototype, is 50-200 millivolts, and in the proposed converter voltage of 5 millivolts, which is achieved due to the introduced shapers of the trajectory of the working point of the output transistor.
Предложенный преобразователь напряжения реализован в виде интегральной микросхемы. Выходной трансформатор и другие выходные элементы расположены отдельно. Использование предложенного преобразователя напряжения позволит повысить надежность работы высокочувствительных радиоприемных устройств, синтезаторов частот, генераторов эталонного сигнала, научной аппаратуры и не только, позволит сократить габариты и массу аппаратуры.The proposed voltage converter is implemented as an integrated circuit. The output transformer and other output elements are located separately. Using the proposed voltage converter will improve the reliability of highly sensitive radio receivers, frequency synthesizers, reference signal generators, scientific equipment and not only will reduce the size and weight of the equipment.
Из всех отечественных преобразователей напряжения предлагаемый преобразователь напряжения на сегодняшний день имеет наиболее высокие показатели по электромагнитной совместимости.Of all the domestic voltage converters, the proposed voltage converter today has the highest electromagnetic compatibility.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004130953/09A RU2277287C1 (en) | 2004-10-22 | 2004-10-22 | Dc-to-dc voltage converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004130953/09A RU2277287C1 (en) | 2004-10-22 | 2004-10-22 | Dc-to-dc voltage converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004130953A RU2004130953A (en) | 2006-04-10 |
| RU2277287C1 true RU2277287C1 (en) | 2006-05-27 |
Family
ID=36458489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004130953/09A RU2277287C1 (en) | 2004-10-22 | 2004-10-22 | Dc-to-dc voltage converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2277287C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2457601C1 (en) * | 2011-02-14 | 2012-07-27 | Федеральное государственное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации | Voltage converter |
-
2004
- 2004-10-22 RU RU2004130953/09A patent/RU2277287C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2457601C1 (en) * | 2011-02-14 | 2012-07-27 | Федеральное государственное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации | Voltage converter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004130953A (en) | 2006-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9847710B2 (en) | Universal system structure for low power adapters | |
| US6294900B1 (en) | Bi-directional AC or DC voltage regulator | |
| Friedli et al. | Design and performance of a 200-kHz all-SiC JFET current DC-link back-to-back converter | |
| US6317337B1 (en) | Switching power supply circuit | |
| US7218534B2 (en) | Switching power supply circuit | |
| US6687137B1 (en) | Resonant switching power supply circuit with voltage doubler output | |
| US6574122B2 (en) | Low-noise switching power supply | |
| US9178440B2 (en) | Apparatus and method for resonant converters | |
| US9564771B2 (en) | Cable compensation by zero-crossing compensation current and resistor | |
| WO2016160350A1 (en) | Ac inductive power transfer system | |
| US7095629B2 (en) | Switching power supply circuit | |
| US7138791B2 (en) | Logic controlled high voltage resonant switching power supply | |
| US6278620B1 (en) | Switching power-supply circuit | |
| US6310786B1 (en) | Switching power-supply circuit | |
| EP1251630B1 (en) | Switching power supply | |
| RU2277287C1 (en) | Dc-to-dc voltage converter | |
| CN113328534B (en) | Main and auxiliary coil combined voltage device of wireless electric energy receiving end | |
| RU2637491C1 (en) | Power source of transmit-receive module | |
| CN214315055U (en) | High-voltage stabilized power supply control device of electron beam welding machine | |
| CN211321232U (en) | Three-in-one power supply | |
| US7924584B1 (en) | Power supply switching circuit for a halogen lamp | |
| Itako et al. | Unity power factor PWM rectifier reducing the number of sensors | |
| Mamat et al. | A Low Cost Self-Driven Synchronous Rectification Converter for 20V Portable Instrument | |
| JP2017070013A (en) | Switching power supply device and charging device | |
| Greco | Fully integrated dc-dc converters with basic and double galvanic isolation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20100915 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121023 |