RU2396686C2 - Stabilised voltage converter - Google Patents

Stabilised voltage converter Download PDF

Info

Publication number
RU2396686C2
RU2396686C2 RU2008126760/09A RU2008126760A RU2396686C2 RU 2396686 C2 RU2396686 C2 RU 2396686C2 RU 2008126760/09 A RU2008126760/09 A RU 2008126760/09A RU 2008126760 A RU2008126760 A RU 2008126760A RU 2396686 C2 RU2396686 C2 RU 2396686C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
primary
voltage
winding
power
Prior art date
Application number
RU2008126760/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008126760A (en
Inventor
Лев Рафаилович Гутер (RU)
Лев Рафаилович Гутер
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственная организация "Орион" (ФГУП "НПО "Орион")
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственная организация "Орион" (ФГУП "НПО "Орион") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственная организация "Орион" (ФГУП "НПО "Орион")
Priority to RU2008126760/09A priority Critical patent/RU2396686C2/en
Publication of RU2008126760A publication Critical patent/RU2008126760A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2396686C2 publication Critical patent/RU2396686C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: there is performed removal of driving transformer, development of power transformer with minimum capacitor coupling of primary and secondary windings, introduction of additional windings (20), (21) to feed shapers (13), (14), which control power transistor switches (1), (2), and introduction of voltage detector (24) which, in case load current decreases below the specified limit, changes the parameters of timing RC - circuit (22), which leads to increase of commutation period of converter. Frequency reduction allows maintaining stable self-oscillations at no-load and automatic providing "soft commutation" mode within the whole load current change range.
EFFECT: simplifying and cheapening of voltage converter, enlarging allowable load current change range to zero value.
3 cl, 3 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 простые и дешевые автоколебательные преобразователи напряжения, содержащие транзисторный ключ, последовательно соединенный с первичной обмоткой трансформатора, вторичная обмотка которого нагружена на выпрямитель и сглаживающий фильтр, а обмотка управления связана с входом транзисторного ключа.Known for simple and cheap self-oscillating voltage converters containing a transistor switch connected in series with the primary winding of the transformer, the secondary winding of which is loaded on a rectifier and a smoothing filter, and the control winding is connected to the input of the transistor switch.

Известные автоколебательные стабилизированные преобразователи напряжения выполняются по однотактной схеме с одним транзисторным ключом. В выходной цепи используется выпрямитель с емкостным сглаживающим фильтром. Процессы в таких преобразователях существенно зависят от величины нагрузки. В частности, при уменьшении нагрузки до нуля частота переключений многократно возрастает. На практике в таких устройствах либо используется довольно мощная подгрузка, что снижает КПД, или возникает режим с прерывистыми пачками импульсов. Последнее увеличивает пульсации выходного напряжения [1].Known self-oscillating stabilized voltage converters are single-circuit with a single transistor switch. A rectifier with a capacitive smoothing filter is used in the output circuit. The processes in such converters are significantly dependent on the magnitude of the load. In particular, when the load is reduced to zero, the switching frequency increases many times. In practice, such devices either use a rather powerful load, which reduces the efficiency, or a regime occurs with intermittent bursts of pulses. The latter increases the ripple of the output voltage [1].

Наиболее близким к предлагаемому является стабилизированный преобразователь напряжения, содержащий первый и второй транзисторные ключи, шунтированные антипараллельными диодами и подключенные к разнополярным выводам первичного источника питания, силовой трасформатор, выходные обмотки которого через выпрямитель подключены 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 силового трансформатора, второй вывод первичной обмотки силового трансформатора соединен с общей точкой транзисторных ключей, усилитель сигнала рассогласования, первый вывод которого соединен с выходом сглаживающего фильтра, второй - с источником опорного напряжения, выход усилителя - со входом элемента гальванической развязки, а выход последнего соединен с модулирующим входом второго формирователя, выходы первого и второго формирователей подключены соответственно к управляющим входам транзисторных ключей, задающий трансформатор, первичная обмотка которого через развязывающий конденсатор одним выводом подключена к первичному источнику питания, а другим - к средней точке последовательно соединенных транзисторных ключей, управляющие входы и первый вывод которых зашунтированы соответственно резисторами, первая и вторая вторичные обмотки подключены соответственно ко вторым выводам первого и второго транзисторных ключей и к входам питания первого и второго формирователя [2].Closest to the proposed one is a stabilized voltage converter containing the first and second transistor switches, shunted by antiparallel diodes and connected to the bipolar leads of the primary power source, a power transformer, the output windings of which are connected through a rectifier to a smoothing filter, the output of which is connected to the terminals for connecting the load, filter capacitor, the first output of which is connected to the output of the primary power source, and the second to the first output primary winding of the power transformer, the second output of the primary winding of the power transformer is connected to a common point of the transistor switches, an error signal amplifier, the first output of which is connected to the output of the smoothing filter, the second is connected to the source of the reference voltage, the output of the amplifier is connected to the input of the galvanic isolation element, and the output of the last connected to the modulating input of the second driver, the outputs of the first and second drivers are connected respectively to the control inputs of the transistor switches, defining transformer, the primary winding of which through an isolation capacitor with one output connected to the primary power source, and the other to the midpoint of the series-connected transistor switches, the control inputs and the first output of which are shunted by resistors respectively, the first and second secondary windings are connected respectively to the second terminals of the first and second transistor switches and to the power inputs of the first and second shaper [2].

Однако в этом преобразователе из-за введения второго трансформатора, подключенного через развязывающий конденсатор параллельно первичной цепи силового трансформатора, возникают дополнительные потери из-за тока намагничивания задающего трансформатора. Если первичный источник питания высоковольтный, например выпрямитель сети 220 В, то задающий трансформатор должен содержать значительное число витков, что делает технологически сложным обеспечение его миниатюрности и надежности.However, in this converter, due to the introduction of a second transformer connected through an isolation capacitor parallel to the primary circuit of the power transformer, additional losses occur due to the magnetization current of the master transformer. If the primary power source is high voltage, for example a 220 V rectifier, then the master transformer must contain a significant number of turns, which makes it technologically difficult to ensure its miniature and reliability.

Если в таком преобразователе используется выпрямитель с емкостным фильтром, то при изменении тока нагрузки в широком диапазоне значительного изменения скважности генерируемых импульсов не требуется. Если используется двухтактный выпрямитель с LC-фильтром, то при изменении тока нагрузки в широком диапазоне требуется очень большое изменение скважности. Оно еще более возрастает с учетом изменения напряжения первичного источника питания.If a rectifier with a capacitive filter is used in such a converter, then when the load current changes over a wide range, a significant change in the duty cycle of the generated pulses is not required. If a push-pull rectifier with an LC filter is used, then when the load current changes over a wide range, a very large change in duty cycle is required. It increases even more with the change in voltage of the primary power source.

В этом случае в известном преобразователе, при условии поддержания постоянной частоты коммутации, приходится использовать подгрузку выхода, что снижает КПД устройства. В таком автоколебательном преобразователе затруднительно формирование минимальной длительности импульса менее 0,5-1,0 мкс. При сохранении постоянной частоты переключений и устойчивой работы на холостом ходе период переключений должен составлять 12-15 мкс. Только в этом случае можно избежать значительной подгрузки. Однако такой период переключений в режиме полной нагрузки приводит к неоправданному возрастанию габаритов трансформатора и сглаживающего фильтра.In this case, in the known converter, while maintaining a constant switching frequency, it is necessary to use output loading, which reduces the efficiency of the device. In such a self-oscillating converter, it is difficult to form a minimum pulse duration of less than 0.5-1.0 μs. While maintaining a constant switching frequency and stable idling, the switching period should be 12-15 μs. Only in this case can significant overload be avoided. However, such a switching period in full load mode leads to an unjustified increase in the dimensions of the transformer and the smoothing filter.

Техническим результатом, получаемым при осуществлении изобретения, является упрощение и удешевление преобразователя при расширении диапазона изменения тока нагрузки и повышении КПД. Это достигается тем, что из схемы исключен задающий трансформатор и развязывающий конденсатор, введен детектор напряжения, выводом питания подключенный к выходу вспомогательного выпрямителя, общей точкой - к общей точке первого формирователя, а выходом - к точке соединения выхода времязадающей RC-цепи и входа первого формирователя, в силовой трансформатор введены первая и вторая дополнительные обмотки, которые соответственно подключены ко входам питания первого формирователя, вспомогательного выпрямителя и второго формирователя и их общим точкам, а силовой трансформатор выполнен с минимальной емкостной связью между первичной и вторичной обмотками.The technical result obtained by the implementation of the invention is to simplify and reduce the cost of the Converter while expanding the range of changes in the load current and increasing efficiency. This is achieved by the fact that the driving transformer and the decoupling capacitor are excluded from the circuit, a voltage detector is introduced, the power output connected to the output of the auxiliary rectifier, the common point to the common point of the first driver, and the output to the connection point of the output of the timing RC circuit and the input of the first driver , the first and second additional windings are introduced into the power transformer, which are respectively connected to the power inputs of the first driver, auxiliary rectifier and second driver and their General points, and the power transformer is made with minimal capacitive coupling between the primary and secondary windings.

Поставленная цель достигается также тем, что детектор напряжения содержит транзистор, к базе которого подключена средняя точка резистивного делителя напряжения, эмиттер транзистора и общая точка делителя объединены, коллектор через резистор соединен с выходом детектора напряжения, вход которого соединен с выводом делителя напряжения.This goal is also achieved by the fact that the voltage detector contains a transistor, the base of which is connected to the midpoint of the resistive voltage divider, the emitter of the transistor and the common point of the divider are combined, the collector is connected through the resistor to the output of the voltage detector, the input of which is connected to the output of the voltage divider.

Поставленная цель достигается тем, что силовой трансформатор выполнен с секционированной раздельной намоткой первичной и вторичной обмоток.This goal is achieved in that the power transformer is made with a partitioned separate winding of the primary and secondary windings.

На фиг.1 приведена схема предлагаемого преобразователя напряжения; на фиг.2 - эпюры, поясняющие работу схемы; на фиг.3 - вариант выполнения детектора напряжения и входных узлов формирователя.Figure 1 shows a diagram of the proposed voltage Converter; figure 2 - diagrams explaining the operation of the circuit; figure 3 is an embodiment of a voltage detector and input nodes of the shaper.

На фиг. и в тексте приняты следующие обозначения: 1 - первый транзисторный ключ, 2 - второй транзисторный ключ, 3, 4 - антипараллельные диоды, 5 - первичный источник питания, 6 - силовой трансформатор, 7 - выходная обмотка силового трансформатора, 8 - двухтактный выпрямитель, 9 - сглаживающий LC-фильтр, 10 - нагрузка, 11 - первичная обмотка силового трансформатора, 12 - фильтрующий конденсатор, 13 - первый формирователь, 14 - второй формирователь, 15 и 16 - пусковые резисторы, 17 - усилитель сигнала рассогласования, 18 - источник опорного напряжения, 19 - элемент гальванической развязки, 20 - первая дополнительная обмотка силового трансформатора, 21 - вторая дополнительная обмотка силового трансформатора, 22 - времязадающая RC-цепь, 23 - вспомогательный выпрямитель, 24 - детектор напряжения. Времязадающая RC-цепь 22 реализована на элементах R2, C1, вспомогательный выпрямитель 23 - на элементах VD1, C2, детектор напряжения 24 - на элементах VT3, R4, R5, R6.In FIG. and the following notation is used in the text: 1 - the first transistor switch, 2 - the second transistor switch, 3, 4 - antiparallel diodes, 5 - the primary power source, 6 - power transformer, 7 - output winding of the power transformer, 8 - push-pull rectifier, 9 - smoothing LC filter, 10 - load, 11 - primary winding of the power transformer, 12 - filtering capacitor, 13 - first shaper, 14 - second shaper, 15 and 16 - starting resistors, 17 - error signal amplifier, 18 - voltage reference source , 19 - galvanic cell junction 20 - the first additional winding of the power transformer 21 - the second additional winding of the power transformer 22 - RC-time-setting circuit 23 - auxiliary rectifier 24 - voltage detector. The timing RC circuit 22 is implemented on the elements R2, C1, the auxiliary rectifier 23 - on the elements VD1, C2, the voltage detector 24 - on the elements VT3, R4, R5, R6.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 транзисторные ключи, шунтированные антипараллельными диодами 3 и 4 и подключенные к разнополярным выводам первичного источника питания 5, силовой трансформатор 6, выходная обмотка которого 7 через двутактный выпрямитель 8 подключена к сглаживающему LC-фильтру 9, к выходу последнего и средней точке выходной обмотки 7 подключена нагрузка 10, первичная обмотка 11 силового трансформатора 6 первым выводом через фильтрующий конденсатор 12 подключена к выводу первичного источника питания 5, а вторым выводом подключена к средней точке последовательно соединенных транзисторных ключей 1 и 2, первый 13 и второй 14 формирователи, выходами соединенные с управляющими входами первого 1 и второго 2 транзисторных ключей, подключенных через пусковые резисторы 15, 16 к выводу первичного источника питания 5, первый формирователь 13, ко входу которого подключена времязадающая RC-цепь 22 и вспомогательный выпрямитель 23, соединенные с выводом первой дополнительной обмотки 20, детектор напряжения 24, вход которого подключен к выходу вспомогательного выпрямителя 23, выход - к точке соединения выхода времязадающей RC- цепи 22 и входа первого формирователя. Детектор напряжения 24 содержит транзистор VT3, к базе которого подключена средняя точка резистивного делителя напряжения R5, R6. Эмиттер транзистора VT3 и общая точка делителя R5,R6 объединены. Коллектор транзистора VT3 через резистор R4 соединен с выходом детектора напряжения 24. Вход детектора 24 соединен с выводом делителя R5, R6.The device contains first 1 and second 2 transistor switches, shunted by antiparallel diodes 3 and 4 and connected to bipolar leads of the primary power source 5, a power transformer 6, the output winding of which 7 through a push-pull rectifier 8 is connected to a smoothing LC filter 9, to the output of the last and the midpoint of the output winding 7 is connected to the load 10, the primary winding 11 of the power transformer 6 with the first output through the filter capacitor 12 is connected to the output of the primary power source 5, and the second output sub is connected to the midpoint of the transistor switches 1 and 2 connected in series, the first 13 and second 14 drivers, the outputs are connected to the control inputs of the first 1 and second 2 transistor switches connected through the starting resistors 15, 16 to the output of the primary power source 5, the first driver 13, to the input of which a timing RC circuit 22 and an auxiliary rectifier 23 are connected, connected to the output of the first additional winding 20, a voltage detector 24, the input of which is connected to the output of the auxiliary rectifier 23, the output is connection point RC- output of timing circuit 22 and the input of the first driver. The voltage detector 24 contains a transistor VT3, to the base of which is connected the midpoint of the resistive voltage divider R5, R6. The emitter of the transistor VT3 and the common point of the divider R5, R6 are combined. The collector of transistor VT3 through a resistor R4 is connected to the output of the voltage detector 24. The input of the detector 24 is connected to the output of the divider R5, R6.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Напряжение первичного источника питания 5 поступает на транзисторные ключи 1 и 2. Благодаря наличию высокоомных пусковых резисторов 15, 16 транзисторные ключи приоткрываются, и ток начинает протекать через фильтрующий конденсатор 12 и первичную обмотку 11 силового трансформатора 6. Это приводит к появлению напряжения на дополнительных обмотках 20, 21, что, в свою очередь, активирует формирователи 13, 14, а последнее приводит к периодическому поочередному отпиранию транзисторных ключей 1 и 2. Формирователи 13, 14 с помощью времязадающих RC-цепей определяют время открытого состояния каждого из транзисторных ключей 1 и 2.The voltage of the primary power source 5 is supplied to the transistor switches 1 and 2. Due to the presence of high-resistance starting resistors 15, 16, the transistor switches are opened, and the current begins to flow through the filter capacitor 12 and the primary winding 11 of the power transformer 6. This leads to the appearance of voltage on the additional windings 20 , 21, which, in turn, activates the shapers 13, 14, and the latter leads to a periodic alternate unlocking of the transistor switches 1 and 2. Shapers 13, 14 with the help of timing RC-circuits determine yayut time of open state of each of the transistor switches 1 and 2.

Импульсы напряжения на транзисторном ключе 2 показаны на фиг.2а. Импульсы напряжения, возникающие на первичной обмотке 11 силового трансформатора 6, поступают на его вторичную обмотку 7, далее на двухтактный выпрямитель 8 и сглаживающий LC-фильтр 9. На входе фильтра 9 образуются импульсы, имеющие различную амплитуду и длительность, но равную площадь (фиг.2в). На нагрузке 10 присутствует постоянное напряжение, равное среднему значению за период от вольтсекундной площади импульсов на входе фильтра 9. При этом ток в первичной обмотке протекает постоянно (фиг.2б), а энергия через трансформатор 6 передается на выход практически непрерывно.The voltage pulses on the transistor switch 2 are shown in figa. Voltage pulses arising on the primary winding 11 of the power transformer 6 are fed to its secondary winding 7, then to a push-pull rectifier 8 and a smoothing LC filter 9. At the input of the filter 9, pulses are formed having different amplitude and duration, but equal area (Fig. 2c). At load 10, there is a constant voltage equal to the average value for the period from the voltsecond area of the pulses at the input of the filter 9. In this case, the current in the primary winding flows continuously (Fig.2b), and energy is transmitted to the output almost continuously through the transformer 6.

Стабилизация выходного напряжения осуществляется с помощью усилителя сигнала рассогласования 17, который передает через элемент гальванической развязки 19 напряжение рассогласования на вход второго формирователя 14. Это напряжение воздействует на процессы во времязадающей RC-цепи 22 формирователя 14 и, следовательно, на длительность включенного состояния транзисторного ключа 1. Построение формирователей 13, 14 позволяет при уменьшении длительности импульса ключа 1 увеличивать длительность ключа 2. При этом длительность периода переключений поддерживается практически постоянной, если напряжение первичного источника питания 5 изменяется на (+10-15)%, и ток нагрузки изменяется в диапазоне (100-5)% от номинального значения.The output voltage is stabilized by means of a mismatch signal amplifier 17, which transmits a mismatch voltage through the galvanic isolation element 19 to the input of the second shaper 14. This voltage affects the processes during the RC master circuit 22 of the shaper 14 and, therefore, the duration of the on state of the transistor switch 1 The construction of the formers 13, 14 allows to reduce the duration of the pulse of the key 1 to increase the duration of the key 2. Moreover, the duration of the switching period it is maintained almost constant if the voltage of the primary power source 5 changes by (+ 10-15)%, and the load current changes in the range (100-5)% of the nominal value.

В этом преобразователе, так же как и в известном, осуществляется режим «мягкого переключения» транзисторных ключей при напряжении на них, близком к нулю, что резко снижает динамические потери и коммутационные помехи.In this converter, as well as in the known one, the mode of “soft switching” of transistor switches is carried out at a voltage close to zero, which dramatically reduces dynamic losses and switching noise.

При этом период коммутации выбирается оптимальным для минимизации объема трансформатора и элементов LC-фильтра, обеспечивающего заданный уровень пульсаций выходного напряжения.In this case, the switching period is chosen optimal to minimize the volume of the transformer and the elements of the LC filter, providing a given level of output voltage ripple.

Если ток нагрузки уменьшается от значения 5% до нуля, то изменение скважности генерируемых импульсов приводит к падению амплитуды положительных импульсов на дополнительной обмотке 20, что обнаруживается детектором напряжения 24, выход которого воздействует на выход времязадающей RC-цепи 22. Это приводит к возрастанию длительности открытого состояния транзисторного ключа 1, что, в свою очередь, приводит к дальнейшему снижению амплитуды положительных импульсов на обмотке 20. Благодаря возникновению положительной обратной связи в преобразователе скачкообразно устанавливается пониженная частота устойчивых переключений, что позволяет стабилизировать выходное напряжение при конечной длительности импульсов ключа 1 и избежать потерь мощности в подгрузке. Существенно, что, как и в известном преобразователе, во всем диапазоне изменения тока нагрузки автоматически поддерживается режим «мягкого переключения».If the load current decreases from 5% to zero, then the change in the duty cycle of the generated pulses leads to a decrease in the amplitude of the positive pulses on the additional winding 20, which is detected by the voltage detector 24, the output of which affects the output of the timing RC circuit 22. This leads to an increase in the duration of the open state of the transistor switch 1, which, in turn, leads to a further decrease in the amplitude of the positive pulses on the winding 20. Due to the positive feedback in the conversion hardly lowered abruptly set stable switching frequency that allows the output voltage to stabilize at a final key pulse duration 1 and avoid power loss in podgruzku. It is essential that, as in the known converter, the "soft switching" mode is automatically supported in the entire range of the load current.

Процессы в преобразователе при отсутствии нагрузки показаны на фиг.2 г, д, е.The processes in the Converter in the absence of load are shown in Fig.2 g, d, e.

При значительных токах нагрузки напряжения на конденсаторе С2 достаточно для поддержания транзистора VT3 в открытом состоянии. Переход база - эмиттер транзистора VT2 шунтирован резисторами R3, R4, включенными параллельно. При этом длительность импульсов формирователя 13 и транзисторного ключа 1 минимальна. Если ток нагрузки преобразователя приближается к нулю, то напряжение на конденсаторе С2 снижается, транзистор VT3 запирается, и резистор R4 отключается от цепи база - эмиттер транзистора VT2. Это приводит к возрастанию длительности открытого состояния транзистора VT2, силового транзисторного ключа VT1 и периода переключений всего преобразователя. Поскольку нет необходимости в точной фиксации момента перехода на увеличенное значение периода (он может колебаться от (3-5)% до (8-10)% от номинального значения тока), то температурная стабильность детектора напряжения на транзисторе VT3 не играет существенной роли.With significant load currents, the voltage across the capacitor C2 is sufficient to maintain the transistor VT3 in the open state. The transition base - emitter of transistor VT2 is shunted by resistors R3, R4, connected in parallel. In this case, the pulse duration of the driver 13 and the transistor switch 1 is minimal. If the load current of the converter approaches zero, then the voltage on the capacitor C2 decreases, the transistor VT3 is turned off, and the resistor R4 is disconnected from the base-emitter circuit of the transistor VT2. This leads to an increase in the duration of the open state of the transistor VT2, the power transistor switch VT1 and the switching period of the entire Converter. Since it is not necessary to accurately record the moment of transition to an increased period value (it can range from (3-5)% to (8-10)% of the nominal current value), the temperature stability of the voltage detector on the VT3 transistor does not play a significant role.

Генерировать устойчивые автоколебания в схеме преобразователя без задающего трансформатора оказалось возможным при условии выполнения силового трансформатора с минимизированной емкостной связью между первичной и вторичной обмотками. Это условие может быть выполнено или секционированной раздельной намоткой первичной и вторичной обмоток, или намоткой обмоток на разных стержнях магнитопровода. Предпочтительной является раздельная намотка обмоток в отдельные секции каркаса как наиболее технологичная и не приводящая к увеличению габаритов и стоимости трансформатора.It was possible to generate stable self-oscillations in the converter circuit without a master transformer provided that a power transformer with a minimized capacitive coupling between the primary and secondary windings is implemented. This condition can be fulfilled either by sectioned separate winding of the primary and secondary windings, or by winding the windings on different rods of the magnetic circuit. Separate winding of the windings into separate sections of the frame is preferable as the most technologically advanced and does not lead to an increase in the size and cost of the transformer.

В настоящее время разработан и испытан макетный образец стабилизированного преобразователя напряжения с входным напряжением ~220 В, 50 Гц, и выходными параметрами 5 В, 10А. Пульсации выходного напряжения <1% от Uвых, КПД=0,8. Период переключений под нагрузкой составляет 8 мкс, при холостом ходе возрастает до 14-15 мкс. Это позволяет уменьшить потери в подгрузке до 1% от выходной мощности.A prototype stabilized voltage converter with an input voltage of ~ 220 V, 50 Hz, and output parameters of 5 V, 10A has been developed and tested. Output voltage ripple <1% of Uout, efficiency = 0.8. The switching period under load is 8 μs, at idle increases to 14-15 μs. This reduces load losses by up to 1% of power output.

Источники информацииInformation sources

1. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Справочник под. ред. Г.С.Найвельта. М.: Радио и связь, 1985 г., стр.347.1. Sources of power for electronic equipment. Directory under. ed. G.S. Naivelt. M .: Radio and communications, 1985, p. 347.

2. Гутер Л.Р. Стабилизированный преобразователь напряжения. Патент РФ №2309520, Н02М 3/338. Бюллетень «Изобретения. Полезные модели» №30, 2007 г.2. Guter L.R. Stabilized voltage converter. RF patent No. 2309520, Н02М 3/338. Bulletin “Inventions. Utility Models ”No. 30, 2007

Claims (3)

1. Стабилизированный преобразователь напряжения, содержащий первый и второй транзисторные ключи, шунтированные антипараллельными диодами и подключенные к разнополярным выводам первичного источника питания, силовой трансформатор, выходная обмотка которого через двухтактный выпрямитель подключена к сглаживающему LC-фильтру, к выходу которого и средней точке выходной обмотки подключена нагрузка, фильтрующий конденсатор, первый вывод которого соединен с выводом первичного источника питания, а второй - с первым выводом первичной обмотки силового трансформатора, второй вывод первичной обмотки силового трансформатора соединен с общей точкой транзисторных ключей, первый и второй формирователи, выходами подключенные к управляющим входам соответственно первого и второго транзисторных ключей, ко входу первого формирователя подключена времязадающая RC-цепь, а в цепь питания его - вспомогательный выпрямитель, транзисторные ключи подключены через пусковые резисторы к выводу первичного источника питания, усилитель сигнала рассогласования, первый вывод которого соединен с выходом сглаживающего LC-фильтра, второй - с источником опорного напряжения, выход усилителя - со входом элемента гальванической развязки, а выход последнего соединен с модулирующим входом второго формирователя, отличающийся тем, что в него введен детектор напряжения, выводом питания подключенный к выходу вспомогательного выпрямителя, общей точкой - к общей точке первого формирователя, а выходом - к точке соединения выхода времязадающей RC-цепи и входа первого формирователя, в силовой трансформатор введены первая и вторая дополнительные обмотки, которые соответственно подключены ко входам питания первого формирователя, вспомогательного выпрямителя и второго формирователя и их общим точкам, а силовой трансформатор выполнен с минимальной емкостной связью между первичной и вторичной обмотками.1. A stabilized voltage converter containing the first and second transistor switches, shunted by antiparallel diodes and connected to the bipolar terminals of the primary power source, a power transformer, the output winding of which is connected through a push-pull rectifier to a smoothing LC filter, the output of which and the midpoint of the output winding are connected load filtering capacitor, the first output of which is connected to the output of the primary power source, and the second to the first output of the primary winding power transformer, the second terminal of the primary winding of the power transformer is connected to a common point of the transistor switches, the first and second drivers, outputs connected to the control inputs of the first and second transistor switches, an RC timing circuit is connected to the input of the first driver, and an auxiliary circuit is connected to its power supply rectifier, transistor switches connected via starting resistors to the output of the primary power source, an error signal amplifier, the first output of which is connected to with the smoothing LC filter, the second with a voltage reference source, the amplifier output with an input of a galvanic isolation element, and the output of the latter is connected to the modulating input of the second driver, characterized in that a voltage detector is inserted into it, the power output connected to the output of the auxiliary rectifier, common point - to the common point of the first shaper, and the output - to the connection point of the output of the timing RC circuit and the input of the first shaper, the first and second additional coils are introduced into the power transformer they are respectively connected to the power inputs of the first shaper, auxiliary rectifier and second shaper and their common points, and the power transformer is made with minimal capacitive coupling between the primary and secondary windings. 2. Стабилизированный преобразователь напряжения по п.1, в котором детектор напряжения содержит транзистор, к базе которого подключена средняя точка резистивного делителя напряжения, эмиттер транзистора и общая точка делителя объединены, коллектор через резистор соединен с выходом детектора напряжения, вход которого соединен с выводом делителя напряжения.2. The stabilized voltage converter according to claim 1, in which the voltage detector contains a transistor, to the base of which is connected the midpoint of the resistive voltage divider, the emitter of the transistor and the common point of the divider are combined, the collector through a resistor connected to the output of the voltage detector, the input of which is connected to the output of the divider voltage. 3. Стабилизированный преобразователь напряжения по п.1, в котором силовой трансформатор выполнен с секционированной раздельной намоткой первичной и вторичной обмоток. 3. The stabilized voltage converter according to claim 1, in which the power transformer is made with a partitioned separate winding of the primary and secondary windings.
RU2008126760/09A 2008-07-03 2008-07-03 Stabilised voltage converter RU2396686C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008126760/09A RU2396686C2 (en) 2008-07-03 2008-07-03 Stabilised voltage converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008126760/09A RU2396686C2 (en) 2008-07-03 2008-07-03 Stabilised voltage converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008126760A RU2008126760A (en) 2010-01-10
RU2396686C2 true RU2396686C2 (en) 2010-08-10

Family

ID=41643736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008126760/09A RU2396686C2 (en) 2008-07-03 2008-07-03 Stabilised voltage converter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2396686C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2474948C1 (en) * 2011-10-28 2013-02-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" Stabilised voltage converter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2474948C1 (en) * 2011-10-28 2013-02-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" Stabilised voltage converter

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008126760A (en) 2010-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3371962B2 (en) DC-DC converter
CN101350565B (en) Circuit device for implementing triode base current compesation and control method thereof
US7310249B2 (en) Switching power supply circuit
JP2961897B2 (en) Switching power supply
US4007413A (en) Converter utilizing leakage inductance to control energy flow and improve signal waveforms
US6906930B2 (en) Structure and method for an isolated boost converter
CN100481696C (en) Low noise power supply method and controller therefor
US4593347A (en) Blocking oscillator switched mode power supply
CN202183733U (en) Power converter capable of achieving constant voltage of input end
RU2396686C2 (en) Stabilised voltage converter
JP2001298949A (en) Switching power circuit
JP2001069750A (en) Chopper-type switching power supply
JP2007135337A (en) Power supply unit
CN117805690B (en) Method for detecting polarity reversal of double-active-bridge topological isolation transformer
SU1755353A1 (en) Dc voltage-to-dc voltage single-cycle reverse-operation converter
WO2002039570A1 (en) Switching mode power supply
RU2231900C2 (en) Device for electrical isolation of signals
JP2003339165A (en) Synchronous rectifying switching power unit
JP2990481B2 (en) Soft switching method by primary and secondary PWM control
SU1141543A1 (en) Two-step inverter
RU2014718C1 (en) Device for control over gating transistor
SU936280A1 (en) Stabilized one-cycle converter
SU1744775A1 (en) Single-ended voltage converter
SU1305843A1 (en) Transistor switch
RU1803958C (en) Constant voltage converter

Legal Events

Date Code Title Description
FA94 Acknowledgement of application withdrawn (non-payment of fees)

Effective date: 20100119

FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20100211

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100704

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20130727