RU2454781C2

RU2454781C2 - Two-directional down converter of alternating voltage to constant voltage

Info

Publication number: RU2454781C2
Application number: RU2010136794/07A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Степанович Зиновьев (RU); Геннадий Степанович Зиновьев; Леонид Григорьевич Зотов (RU); Леонид Григорьевич Зотов; Данила Сергеевич Ковелин (RU); Данила Сергеевич Ковелин
Priority date: 2010-09-02
Filing date: 2010-09-02
Publication date: 2012-06-27
Also published as: RU2010136794A

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: alternating-to-constant voltage converter with ratio of high voltage to amplitude of low voltage pulses, which is equal to N, where N - even number which is higher than two, includes 5-N+8 switches formed with opposite parallel connection of valve with complete control and diode, and N accumulating capacitors used at the same voltage polarity. Structure of the above AC-DC converter includes two types of key modules - CM and EM, and accumulating capacitors. Central modules (CM) consist of two pairs of in-series connected switches each, between the connection points of which the third switch is connected. Each of the end modules (EM) consists of four switches connected in series and in pairs by means of opposite outputs. CM modules are step-by-step connected to each other, and one EM end module is also connected at the beginning and at the end of that cascade, and output terminals of converter, which are located symmetrically relative to left and right parts of converter, are connected to the middle of that cascade. N capacitors are connected one-by-one between connection points of adjacent central CM modules to each other and to end modules. The second terminals of each end module are connected to each other and two obtained terminals form converter inputs to which there parallel connected is filter capacitor and input alternating voltage source.

EFFECT: improved mass and dimensions parameters, enlarged functional capabilities of controlling output voltage with high input power coefficient.

3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике, а именно к области полупроводниковой преобразовательной техники (силовой электроники), и может быть использовано в качестве высоковольтного двунаправленного понижающего AC-DC конвертора в системах электрооборудования постоянного тока, например, для электровозов переменно-постоянного тока 3 кВ при питания от контактной сети с переменным напряжением 25 (15) кВ.The present invention relates to electrical engineering, in particular to the field of semiconductor converting technology (power electronics), and can be used as a high-voltage bidirectional step-down AC-DC converter in DC electrical equipment, for example, for 3 kV AC electric locomotives powered by contact network with an alternating voltage of 25 (15) kV.

Известен понижающий преобразователь переменного напряжения в постоянное напряжение, содержащий однофазную мостовую схему на транзисторах, трансформатор и выпрямитель на его вторичной (Зиновьев Г.С. Основы силовой электроники. Новосибирск, НГТУ, изд.4, 2009, Рис.13.3.12 на стр.593).A known step-down converter of alternating voltage to direct voltage, containing a single-phase bridge circuit with transistors, a transformer and a rectifier on its secondary (G. Zinoviev, Fundamentals of Power Electronics. Novosibirsk, NSTU, ed. 4, 2009, Fig. 13.3.12 on page 593).

Однако указанный двунаправленный преобразователь имеет плохое использование транзисторов по напряжению, определяемому величиной напряжения питающей сети, а также плохие массогабаритные показатели устройства из-за наличия трансформатора.However, this bi-directional converter has poor use of transistors in terms of voltage, determined by the voltage of the supply network, as well as poor overall dimensions of the device due to the presence of a transformer.

Кроме того, известен понижающий преобразователь переменного напряжения в постоянное (В.А.Малютин, В.В.Литовченко и др. Анализ построения тягового и вспомогательного преобразовательного оборудования современного ЭПС, Электрическая тяга на рубеже веков; сб. науч. трудов под ред. А.Л.Лисицына. - М.: Интекст, 2000. - 256 с.), взятый за прототип, содержащий транзисторные коммутаторы по однофазным мостовым схемам (так называемые 4Q-S преобразователи) и накопительные конденсаторы на их выходах, причем коммутаторы по входу соединены последовательно и питаются от вторичных обмоток входного трансформатора, а по выходу коммутаторы соединены параллельно и обеспечивают на выходе нерегулируемое постоянное напряжение, которое в N раз меньше входного, где N - число последовательно включенных коммутаторов.In addition, a step-down converter of alternating voltage to DC is known (V.A. Malyutin, V.V. Litovchenko, etc. Analysis of the construction of traction and auxiliary converting equipment of modern EPS, Electric traction at the turn of the century; collection of scientific works, ed. A .L. Lisitsyna. - M .: Intekst, 2000. - 256 p.), Taken as a prototype, containing transistor switches using single-phase bridge circuits (the so-called 4Q-S converters) and storage capacitors at their outputs, the input switches being connected sequentially and pita tsya from the secondary windings of the input transformer and the output of switches connected in parallel and provided at the output of the unregulated DC voltage that is N times smaller in input, where N - number of series-connected switches.

Однако этот двунаправленный понижающий преобразователь напряжения имеет трансформатор на частоту 50 Гц или 16 и 2/3 Гц, что приводит к повышенным массогабаритным показателям преобразователя. Кроме того, он имеет ограниченные функциональные возможности, т.к. не позволяет регулировать выходное напряжение с высокими входным коэффициентом мощности.However, this bi-directional step-down voltage converter has a transformer at a frequency of 50 Hz or 16 and 2/3 Hz, which leads to increased overall dimensions of the converter. In addition, it has limited functionality, as It does not allow you to adjust the output voltage with a high input power factor.

Задачей предлагаемого изобретения является создание двунаправленного понижающего преобразователя переменного напряжения в постоянное напряжение с улучшенными массогабаритными показателями и с расширенными функциональными возможностями путем регулирования выходного напряжения с высоким входным коэффициентом мощности.The objective of the invention is the creation of a bi-directional step-down converter of alternating voltage to direct voltage with improved overall dimensions and enhanced functionality by adjusting the output voltage with a high input power factor.

Это достигается тем, что двунаправленный понижающий преобразователь переменного напряжения в постоянное содержит два вида ключевых модулей: центральный модуль (ЦМ) и оконечный модуль (ОМ). Каждый центральный модуль ЦМ состоит из двух пар последовательно соединенных транзисторов (ключей), в одной паре связанных эмиттерами транзисторов, а в другой паре связанных коллекторами транзисторов, сами транзисторы при этом шунтированы встречно-параллельно включенными диодами, причем между указанными точками соединения транзисторов первой и второй пары включен транзистор со встречно-параллельным диодом, анод которого связан с точкой соединения коллекторов, а катод связан с точкой соединения эмиттеров указанных пар транзисторов. Каждый центральный модуль, похожий видом на двутавр, имеет две пары внешних зажимов, а именно между коллекторами и эмиттерами указанных двух пар последовательно соединенных транзисторов. Каждый оконечный модуль ОМ состоит только из двух аналогичных пар транзисторов, включенных как в центральном модуле и шунтированных встречно-параллельными диодами. Оконечный модуль ОМ также имеет две пары внешних зажимов, образованных аналогично, как в центральном модуле ЦМ. Двунаправленный понижающий AC-DC преобразователь образован каскадным соединением в линейку N центральных модулей ЦМ, где N - четное число, определяющее коэффициент преобразования по напряжению, при этом одна пара выходных зажимов очередного модуля соединена с соответствующей парой входных зажимов следующего модуля, а между ними подключен еще накопительный конденсатор, а к первому и последнему модулям линейки подсоединены соответствующими одноименными зажимами (коллекторными и эмиттерными) по одному оконечному модулю, сюда же подключены также и накопительные конденсаторы, вторая пара внешних зажимов каждого такого модуля связана между собой. К полученным их соединениям подключается внешний источник переменного напряжения. Выходные зажимы преобразователя (место подключения нагрузки) расположены на соединениях между центральными модулями с номерами N/2 и (N/2+1). Параллельно входу преобразователя включен фильтровой конденсатор 22, к которому подключается контактная сеть, представленная источником переменного напряжения u₁ с фильтровым реактором, моделирующей индуктивность распределенной контактной сети. Нагрузка преобразователя представлена в виде источника постоянной противоэдс (якорная цепь машины постоянного тока в случае использования преобразователя для тяги) с последовательной индуктивностью сглаживающего реактора.This is achieved by the fact that the bidirectional buck converter of AC to DC contains two types of key modules: a central module (CM) and a terminal module (OM). Each central module of the digital module consists of two pairs of series-connected transistors (keys), in one pair of transistors connected by emitters, and in the other pair of transistors connected by collectors, the transistors themselves are shunted in parallel-parallel connected diodes, and between the indicated connection points of the first and second transistors the pair includes a transistor with an anti-parallel diode, the anode of which is connected to the connection point of the collectors, and the cathode is connected to the connection point of the emitters of the indicated pairs of transistors. Each central module, similar to a view of an I-beam, has two pairs of external terminals, namely between the collectors and emitters of these two pairs of series-connected transistors. Each OM terminal module consists of only two similar pairs of transistors, connected as in the central module and shunted by counter-parallel diodes. The OM terminal module also has two pairs of external terminals, formed in the same way as in the central module of the CM. A bidirectional step-down AC-DC converter is formed by cascading into a line of N central modules of the CM, where N is an even number that determines the voltage conversion coefficient, while one pair of output terminals of the next module is connected to the corresponding pair of input terminals of the next module, and another one is connected between them storage capacitor, and to the first and last modules of the line are connected by the corresponding terminals of the same name (collector and emitter), one terminal module, connected to the same also storage capacitors, the second pair of external terminals of each such module is interconnected. An external AC voltage source is connected to the received connections. Converter output terminals (load connection point) are located on the connections between the central modules with numbers N / 2 and (N / 2 + 1). In parallel with the input of the converter, a filter capacitor 22 is connected, to which a contact network is connected, represented by an alternating voltage source u ₁ with a filter reactor simulating the inductance of a distributed contact network. The load of the converter is presented as a source of constant counter-emf (anchor circuit of a DC machine in the case of using a converter for traction) with a series inductance of a smoothing reactor.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого двунаправленного понижающего преобразователя переменного напряжения в постоянное для варианта с отношением величины высокого напряжения к амплитуде импульсов низкого напряжения, равным К, на фиг.2 показана эта же схема для К=6, на фиг.3 - временные диаграммы напряжений и токов, поясняющие принцип работы предлагаемого двунаправленного понижающего преобразователя переменного напряжения в постоянное, выполненного по схеме фиг.2.Figure 1 presents a diagram of the proposed bidirectional step-down converter of alternating voltage to constant voltage for a variant with the ratio of the high voltage to the amplitude of the low voltage pulses equal to K, figure 2 shows the same circuit for K = 6, figure 3 is a timing chart voltages and currents, explaining the principle of operation of the proposed bidirectional buck converter AC to DC, made according to the scheme of figure 2.

Предлагаемый двунаправленный понижающий преобразователь переменного напряжения в постоянное (фиг.1) содержит два вида ключевых модулей: центральный модуль (ЦМ) 1 и оконечный модуль 2 (ОМ). Каждый центральный модуль ЦМ состоит из двух пар последовательно соединенных транзисторов (ключей) 3, 4 и 5, 6, в одной паре связанных эмиттерами транзисторов 3 и 4, а в другой паре связанных коллекторами транзисторов 5 и 6, сами транзисторы 3, 4 при этом шунтированы встречно-параллельно включенными диодами 7 и 8, а транзисторы 5 и 6 при этом шунтированы встречно-параллельно включенными диодами 9 и 10, причем между указанными точками соединения транзисторов первой и второй пары включен транзистор 11 со встречно-параллельным диодом 12, анод которого связан с точкой соединения коллекторов, а катод связан с точкой соединения эмиттеров указанных пар транзисторов. Каждый центральный модуль вида двутавр, имеет две пары внешних зажимов. А именно между коллекторами и эмиттерами указанных двух пар последовательно соединенных транзисторов. Каждый оконечный модуль ОМ состоит только из двух идентичных пар транзисторов 13, 14 и 15, 16, включенных как в центральном модуле и шунтированных встречно-параллельными диодами 17, 18 и 19. 20 соответственно. Оконечный модуль ОМ также имеет две пары внешних зажимов, образованных аналогично, как в центральном модуле ЦМ.The proposed bidirectional step-down converter of alternating voltage to DC (Fig. 1) contains two types of key modules: a central module (CM) 1 and a terminal module 2 (OM). Each central module of the CM consists of two pairs of series-connected transistors (keys) 3, 4 and 5, 6, in one pair of transistors 3 and 4 connected by emitters, and in the other pair of transistors 5 and 6 connected by collectors, transistors 3, 4 themselves diodes 7 and 8 are shunted in opposite parallel-connected fashion, and transistors 5 and 6 are shunted in parallel-diode 9 and 10 parallel-connected, and between these points of connection of the transistors of the first and second pair a transistor 11 is connected with a counter-parallel diode 12, the anode of which is connected en with the point of the collectors of the compound and a cathode connected to the junction point between the emitters of said pairs of transistors. Each central module is an I-beam type, has two pairs of external clamps. Namely, between the collectors and emitters of these two pairs of series-connected transistors. Each OM terminal module consists of only two identical pairs of transistors 13, 14 and 15, 16, connected as in the central module and shunted by counter-parallel diodes 17, 18 and 19. 20, respectively. The OM terminal module also has two pairs of external clamps formed in the same way as in the central module of the CM.

Предлагаемый двунаправленный понижающий AC-DC преобразователь образован каскадным соединением в линейку N центральных модулей ЦМ, где N - четное число, определяющее коэффициент преобразования по напряжению, при этом одна пара выходных зажимов очередного модуля соединена с соответствующей парой входных зажимов следующего модуля и между ними подключен еще накопительный конденсатор 21, а к первому и последнему модулям линейки подсоединены соответствующими одноименными зажимами (коллекторными и эмиттерными) по одному оконечному модулю ОМ также с параллельно включенным накопительным конденсатором 21, вторая пара внешних зажимов каждого такого модуля связана между собой. К полученным их соединениям подключается внешний источник переменного напряжения. Выходные зажимы преобразователя (место подключения нагрузки с сглаживающим реактором) расположены на соединениях между центральными модулями с номерами N/2 и (N/2+1). Параллельно входу преобразователя включен фильтровой конденсатор 22, к которому подключается контактная сеть, представленная источником переменного напряжения u₁ 23 с фильтровым реактором 24, моделирующим индуктивность распределенной контактной сети. Нагрузка преобразователя представлена в виде источника постоянной противоэдс 25 (якорная цепь машины постоянного тока в случае использования преобразователя для тяги) с последовательной индуктивностью сглаживающего реактора 26.The proposed bidirectional step-down AC-DC converter is formed by cascading into a line of N central modules of the CM, where N is an even number that determines the voltage conversion coefficient, while one pair of output terminals of the next module is connected to the corresponding pair of input terminals of the next module and is connected between them storage capacitor 21, and to the first and last modules of the line are connected by corresponding terminals of the same name (collector and emitter) via one terminal module OM t kzhe included in parallel with the storage capacitor 21, the second pair of external terminals of each such module associated with each other. An external AC voltage source is connected to the received connections. Converter output terminals (load connection point with smoothing reactor) are located on the connections between the central modules with numbers N / 2 and (N / 2 + 1). In parallel with the input of the converter, a filter capacitor 22 is connected, to which a contact network is connected, which is represented by an alternating voltage source u ₁ 23 with a filter reactor 24 simulating the inductance of a distributed contact network. The load of the converter is presented as a source of constant counter-emf 25 (anchor circuit of a DC machine in the case of using the converter for traction) with a series inductance of the smoothing reactor 26.

Предлагаемый двунаправленный понижающий преобразователь постоянного напряжения для случая N - четное число (фиг.1, фиг.2) работает следующим образом. Конденсаторы 21 одинаковой емкости используются при одной полярности напряжения. Во время положительной полуволны переменного напряжения на левом зажиме входа, на интервале заряда накопительных конденсаторов все N=6 конденсаторов 21 через соответствующие открытые ключи модулей ЦМ и ОМ соединяются последовательно и подключаются к зажимам входного источника высокого напряжения u₁. Контур заряда накопительных конденсаторов включает транзистор 13 и диод 18 верхней пары ключей левого оконечного модуля ОМ, затем конденсатор 21 на выходе этого модуля, затем диод 9, диод 12 и диод 8 левого центрального модуля ЦМ, затем накопительный конденсатор 21 на выходе этого модуля, затем диод 9, диод 12 и диод 8 следующего от левого центрального модуля ЦМ, затем снова накопительный конденсатор 21, также на выходе этого модуля, затем диод 9, транзистор 6 нижней пары ключей следующего центрального модуля, расположенного слева от выходных зажимов преобразователя, затем диод 9, диод 12 и диод 8 центрального модуля, расположенного уже справа от выходных зажимов преобразователя, затем конденсатор 21 также на выходе этого центрального модуля, затем диод 9, диод 12 и диод 8 следующего центрального модуля, затем снова конденсатор 21, также как и все предыдущие в направлении сверху (плюс) вниз (минус), затем диод 9, диод 12 и диод 8 последнего справа центрального модуля ЦМ и завершается контур заряда шести последовательно включенных накопительных конденсаторов через диод 19 и транзистор 16 нижней пары ключей правого оконечного модуля ОМ, а затем другой зажим входного источника. Ток активно-индуктивной нагрузки на выходе замыкается при заряде накопительных конденсаторов через диоды 9, 12 и 7 центрального модуля, примыкающего справа к выходным зажимам преобразователя, обеспечивая нулевую паузу напряжения на нагрузке.The proposed bidirectional step-down DC-DC converter for the case N is an even number (Fig. 1, Fig. 2) works as follows. Capacitors 21 of the same capacitance are used with the same voltage polarity. During the positive half-wave of alternating voltage on the left input terminal, on the charge interval of the storage capacitors, all N = 6 capacitors 21 are connected in series and connected to the terminals of the high voltage input source u ₁ through the corresponding public keys of the CM and OM modules. The storage capacitor charge circuit includes a transistor 13 and a diode 18 of the upper key pair of the left terminal OM module, then a capacitor 21 at the output of this module, then a diode 9, diode 12 and diode 8 of the left central CM module, then a storage capacitor 21 at the output of this module, then diode 9, diode 12 and diode 8 next from the left central module of the CM, then again the storage capacitor 21, also at the output of this module, then diode 9, transistor 6 of the lower key pair of the next central module, located to the left of the output terminals converter, then diode 9, diode 12 and diode 8 of the central module located to the right of the output terminals of the converter, then a capacitor 21 also at the output of this central module, then diode 9, diode 12 and diode 8 of the next central module, then again the capacitor 21, as well as all the previous ones in the direction from the top (plus) down (minus), then the diode 9, diode 12 and diode 8 of the last central module CM on the right and the charge circuit of six series-connected storage capacitors through the diode 19 and the transistor 16 of the lower pair is completed keys of the right terminal module OM, and then another clip of the input source. The current of the active-inductive load at the output is closed when the storage capacitors are charged through the diodes 9, 12 and 7 of the central module, adjacent to the output terminals of the converter to the right, providing zero voltage pause at the load.

В силу зеркальной симметрии схемы преобразователя относительно плоскости, проходящей через сечение по выходным зажимам преобразователя, аналогичные процессы заряда всех накопительных конденсаторов схемы в той же полярности будут обеспечены при смене полярности полуволны входного переменного напряжения 23. Проводящие ключи определяются при зеркальном отражении левой половины схемы на правую половину, а правой половины схемы - на левую половину.Due to the mirror symmetry of the converter circuit relative to the plane passing through the cross section through the output terminals of the converter, similar charge processes of all storage capacitors of the circuit in the same polarity will be ensured by changing the polarity of the input AC voltage half-wave 23. The conductive keys are determined when the left half of the circuit is mirrored half, and the right half of the circuit - to the left half.

Формирование импульса напряжения на выходных зажимах преобразователя обеспечивается разрядом параллельно включаемых накопительных конденсаторов сначала одной половины схемы, а затем другой половины. Это достигается включением всех верхних и нижних пар ключей центральных модулей сначала одной (соответствующей) половины схемы, затем другой половины схемы.The formation of a voltage pulse at the output terminals of the Converter is ensured by the discharge of parallel-connected storage capacitors, first one half of the circuit, and then the other half. This is achieved by including all the upper and lower key pairs of the central modules, first one (corresponding) half of the circuit, then the other half of the circuit.

На фиг.3 показаны временные диаграммы процессов в предлагаемом двунаправленном понижающем AC-DC преобразователе, выполненном по схеме фиг.2 для N=6.Figure 3 shows the timing diagrams of the processes in the proposed bidirectional step-down AC-DC Converter, made according to the scheme of figure 2 for N = 6.

На первой диаграмме показаны выходное напряжение u₂ и ток i₂ преобразователя, на второй диаграмме показаны исходная синусоида напряжения сети u₁ в режиме холостого хода и под нагрузкой с учетом индуктивности сети и конденсатора фильтра, необходимого на входе преобразователя для обеспечения его электромагнитной совместимости с сетью. На третьей диаграмме показано типовое напряжение на одном из накопительных конденсаторов, примыкающих к центральным модулям ЦМ, а на четвертой диаграмме показан входной ток преобразователя и ток контактной сети при наличии входного фильтрового конденсатора 22, обеспечивающего непрерывный квазисинусоидальный характер тока сети. На пятой диаграмме показаны импульсы управления соответствующими транзисторами на этапе заряда конденсаторов, эти транзисторы были перечислены выше. На шестой диаграмме показаны импульсы управления на соответствующие транзисторы на этапе параллельного разряда сначала накопительных конденсаторов одной половинки схемы (первый импульс в двойке соседних импульсов), а затем - на соответствующие транзисторы, обеспечивающие разряд накопительных конденсаторов второй половинки схемы. Изменением соотношения времен разряда конденсаторов и нулевой паузы можно регулировать среднее значение выходного напряжения, что необходимо при тяговых двигателях постоянного тока, питающихся от преобразователя.The first diagram shows the output voltage u ₂ and current i _{2 of the} converter, the second diagram shows the initial sine wave of the network voltage u ₁ in idle mode and under load, taking into account the inductance of the network and the filter capacitor required at the input of the converter to ensure its electromagnetic compatibility with the network . The third diagram shows the typical voltage at one of the storage capacitors adjacent to the central modules of the CM, and the fourth diagram shows the input current of the converter and the current of the contact network in the presence of the input filter capacitor 22, which provides a continuous quasi-sinusoidal nature of the network current. The fifth diagram shows the control pulses of the corresponding transistors at the stage of charging the capacitors, these transistors were listed above. The sixth diagram shows the control pulses to the corresponding transistors at the stage of parallel discharge, first of the storage capacitors of one half of the circuit (the first pulse in a pair of neighboring pulses), and then to the corresponding transistors that discharge the storage capacitors of the second half of the circuit. By changing the ratio of capacitor discharge times and zero pause, you can adjust the average value of the output voltage, which is necessary with DC traction motors powered by a converter.

Рекуперация электрической энергии имеет место в режиме генераторного торможения, когда ЭДС тяговой машины, подключенной последовательно со сглаживающим реактором к зажимам выходного напряжения, оказывается больше среднего значения напряжения последовательности импульсов конвертора u₂. Ток в цепи машины во время действия импульса спадает, заряжая накопительные конденсаторы 21 конвертора, включенные параллельно. Во время нулевой паузы последовательности импульсов u₂ ток машины нарастает, накапливая энергию в индуктивности сглаживающего реактора. Накопительные конденсаторы 21 при этом включаются последовательно и, имея результирующее напряжение больше напряжения контактной сети u₁ на зажимах высокого напряжения, разряжаются на сеть, возвращая в нее энергию.The recovery of electrical energy takes place in generator braking mode, when the EMF of the traction machine, connected in series with the smoothing reactor to the terminals of the output voltage, is greater than the average voltage of the pulse train u ₂ . The current in the circuit of the machine decreases during the pulse, charging the storage capacitors 21 of the converter, connected in parallel. During the zero pause of the pulse train u _{2, the} current of the machine rises, accumulating energy in the inductance of the smoothing reactor. The storage capacitors 21 are turned on in series and, having a resulting voltage greater than the voltage of the contact network u ₁ at the high voltage terminals, are discharged to the network, returning energy to it.

Таким образом, предлагаемый двунаправленный понижающий преобразователь переменного напряжения в постоянное по сравнению с прототипом имеет лучшие массогабаритные показатели, т.к. понижение напряжения обеспечивается без использования трансформатора сетевого напряжения. Кроме того, преобразователь обеспечивает расширение функциональных возможностей путем регулирования выходного напряжения с высоким входным коэффициентом мощности.Thus, the proposed bidirectional step-down converter of alternating voltage to constant in comparison with the prototype has the best overall dimensions, because Undervoltage is provided without using a mains voltage transformer. In addition, the converter provides enhanced functionality by adjusting the output voltage with a high input power factor.

Claims

A bi-directional step-down AC to DC converter containing storage capacitors and key modules, each of which consists of series-connected transistors, shunted by counter-parallel diodes, characterized in that two types of key modules are introduced into it - a central module and a terminal module, while each central module consists of two pairs of transistors (keys) connected in series, in one pair of transistors connected by emitters, and in another pair of connected collectors of transistors, the transistors themselves are shunted with on-parallel connected diodes, and between the indicated connection points of the transistors of the first and second pairs an additional transistor is connected with a counter-parallel diode, the anode of which is connected to the connection point of the collectors, and the cathode is connected to the connection point of the emitters of these pairs of transistors , each central module has two pairs of external terminals, namely between the collectors and emitters of these two pairs of series-connected transistors , each terminal module consists of only two identical pairs of transistors connected as in the central module and shunted by counter-parallel diodes, while the terminal module also has two pairs of external terminals formed in the same way as in the central module, and N central modules are cascaded in a ruler, where N is an even number that determines the voltage conversion coefficient between the input and output of the converter, while one pair of output terminals of the next module is connected to the corresponding pair of input terminals of the next module, and storage capacitors are connected between them, and the first and last modules of the line are connected by the corresponding terminals of the same name (collector and emitter), one terminal module also connected in parallel with the storage capacitor on these terminals, the second pair of external terminals of each such module is connected between by itself, the input filter capacitor and an external AC voltage source with a serial filter p factor, and the output terminals of the converter (the place where the load is connected with a smoothing reactor) are located on the connections between the central modules with numbers N / 2 and (N / 2 + 1).