RU2455746C2 - Two-stroke bridge converter - Google Patents
Two-stroke bridge converter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2455746C2 RU2455746C2 RU2010118703/07A RU2010118703A RU2455746C2 RU 2455746 C2 RU2455746 C2 RU 2455746C2 RU 2010118703/07 A RU2010118703/07 A RU 2010118703/07A RU 2010118703 A RU2010118703 A RU 2010118703A RU 2455746 C2 RU2455746 C2 RU 2455746C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- circuit
- winding
- capacitor
- windings
- load
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое устройство относится к силовой преобразовательной технике и предназначено для преобразования и регулирования энергии, потребляемой от источника постоянного тока, и передачи преобразованной энергии ее приемнику с использованием трансформаторной связи между цепями источника и приемника энергии.The proposed device relates to power converting equipment and is intended for converting and regulating the energy consumed from a direct current source, and transmitting the converted energy to its receiver using transformer coupling between the source and receiver energy circuits.
Известен двухтактный преобразователь, который содержит силовые управляемые ключи, соединенные по мостовой схеме, а также цепь, образованную соединенными последовательно первой обмоткой магнитного накопителя энергии, конденсатором и первичной обмоткой. Первичная обмотка связана магнитно с вторичной обмоткой, подключенной через выпрямительные диоды к нагрузке постоянного тока, шунтированной конденсатором фильтра (В.И.Мелешин. Транзисторная преобразовательная техника. - М.: Техносфера. 2005, рис.13.7-а, стр.295).A push-pull converter is known that contains power controlled keys connected by a bridge circuit, as well as a circuit formed in series by a first winding of a magnetic energy storage device, a capacitor and a primary winding. The primary winding is magnetically connected to the secondary winding connected through rectifier diodes to a DC load shunted by the filter capacitor (V.I. Meleshin. Transistor converter technology. - M.: Technosphere. 2005, Fig. 13.7-a, p. 295).
В известном устройстве для регулирования энергии, передаваемой потребителю, использованы резонансные явления, возникающие в LC-цепи, образованной обмоткой магнитного накопителя энергии и конденсатором, которые соединены друг с другом последовательно.In the known device for regulating the energy transmitted to the consumer, resonance phenomena occurring in an LC circuit formed by a winding of a magnetic energy storage device and a capacitor are used, which are connected to each other in series.
Недостатком известного устройства является существование принципиальной возможности нарастания энергии, накапливаемой в элементах LC-цепи, которое происходит от одного такта работы устройства к другому. Это нарастание характеризуется увеличением от такта к такту амплитуды напряжения на конденсаторе LC-цепи и амплитуды тока, протекающего по элементам LC-цепи, коммутируемого силовыми транзисторами. В процессе такого нарастания как амплитуда напряжения на конденсаторе, так и амплитуда тока могут достигать неопределенно больших значений. В частности, амплитуда напряжения на конденсаторе может многократно превзойти напряжение источника питания. Как следствие, снижается надежность работы устройства и ухудшается его энергетическая эффективность.A disadvantage of the known device is the existence of a fundamental possibility of increasing energy accumulated in the elements of the LC circuit, which occurs from one clock cycle of the device to another. This increase is characterized by an increase from step to step of the amplitude of the voltage across the capacitor of the LC circuit and the amplitude of the current flowing through the elements of the LC circuit, switched by power transistors. In the process of such an increase, both the voltage amplitude at the capacitor and the current amplitude can reach indefinitely large values. In particular, the amplitude of the voltage across the capacitor can many times exceed the voltage of the power source. As a result, the reliability of the device decreases and its energy efficiency deteriorates.
Накопление энергии в элементах LC-цепи, сопровождаемое нарастанием амплитуд напряжений на них и тока LC-цепи, подтверждается результатами моделирования импульсных процессов в известной схеме.The accumulation of energy in the elements of the LC circuit, accompanied by an increase in the amplitudes of the voltages on them and the current of the LC circuit, is confirmed by the results of simulation of pulsed processes in a known scheme.
Целью предлагаемых технических решений является повышение надежности работы преобразователя напряжения и улучшение его энергетических показателей.The aim of the proposed technical solutions is to increase the reliability of the voltage converter and improve its energy performance.
Поставленная цель достигается тем, что в двухтактный преобразователь, содержащий силовые управляемые ключи, соединенные по мостовой схеме, входная цепь которой подключена к шинам питания, и цепь, образованную включенными последовательно первой обмоткой магнитного накопителя энергии, конденсатором и первой первичной обмоткой, которая связана магнитно с вторичной обмоткой, подключенной к нагрузке, введены дополнительно диодная мостовая схема, вторая обмотка магнитного накопителя и вторая первичная обмотка, которая связана магнитно с вторичной обмоткой, подключенной к нагрузке. В предлагаемом устройстве:This goal is achieved by the fact that in a push-pull converter containing power controlled keys connected by a bridge circuit, the input circuit of which is connected to the power buses, and the circuit formed in series by the first winding of the magnetic energy storage device, the capacitor and the first primary winding, which is magnetically connected to secondary winding connected to the load, introduced an additional diode bridge circuit, a second winding of the magnetic storage and a second primary winding, which is magnetically connected to toric winding connected to the load. In the proposed device:
первый и второй выводы входной цепи диодной мостовой схемы соединены соответственно с первым и вторым выводами конденсатора, а выводы выходной цепи диодной мостовой схемы соединены с шинами питания устройства;the first and second terminals of the input circuit of the diode bridge circuit are connected respectively to the first and second terminals of the capacitor, and the outputs of the output circuit of the diode bridge circuit are connected to the power buses of the device;
первый вывод выходной цепи мостовой схемы, образованной силовыми управляемыми ключами, соединен с первым выводом конденсатора через первый двухполюсник, который содержит соединенные последовательно первую обмотку магнитного накопителя и первичную обмотку, связанную магнитно с вторичной обмоткой, подключенной к нагрузке;the first output of the output circuit of the bridge circuit formed by the power controlled keys is connected to the first output of the capacitor through the first two-terminal network, which contains the first winding of the magnetic storage device and the primary winding magnetically connected to the secondary winding connected to the load in series;
второй вывод конденсатора соединен со вторым выводом выходной цепи мостовой схемы, образованной силовыми управляемыми ключами, через второй двухполюсник, который содержит соединенные последовательно вторую обмотку магнитного накопителя и другую первичную обмотку, связанную магнитно с вторичной обмоткой, подключенной к нагрузке;the second terminal of the capacitor is connected to the second terminal of the output circuit of the bridge circuit formed by the power controlled keys through a second two-terminal device, which comprises a second winding of the magnetic storage device connected in series and another primary winding magnetically connected to the secondary winding connected to the load;
в последовательной цепи, образованной первым двухполюсником, конденсатором и вторым двухполюсником, первая и вторая первичные обмотки соединены согласно.in the series circuit formed by the first two-terminal, capacitor and second two-terminal, the first and second primary windings are connected according to.
Предлагаемое устройство в варианте, где первая обмотка магнитного накопителя и вторая обмотка магнитного накопителя не имеют магнитной связи, представлено на фиг.2. Отсутствие магнитной связи между обмотками означает, что каждая из них представляется обмоткой отдельного дросселя. Целесообразно иметь примерное равенство индуктивностей обмоток этих дросселей. Условие иметь строгое равенство не является обязательным. Однако для упрощения описания физических процессов считается, что индуктивности одинаковы.The proposed device in the embodiment where the first winding of the magnetic storage device and the second winding of the magnetic storage device do not have magnetic coupling, is presented in figure 2. The absence of magnetic coupling between the windings means that each of them is represented by the winding of a separate inductor. It is advisable to have an approximate equality of the inductances of the windings of these chokes. The condition of strict equality is not mandatory. However, to simplify the description of physical processes, it is believed that the inductances are the same.
Целесообразно, чтобы отношение мгновенных значений напряжения на первой первичной обмотке и на вторичной обмотке, связанной с ней магнитно, было бы близким к отношению мгновенных значений напряжения на второй первичной обмотке и на вторичной обмотке, связанной с ней магнитно. Строгое равенство этих отношений не является обязательным. Однако для упрощения описания физических процессов в схеме считается, что указанные отношения для первой и второй первичных обмоток одинаковы.It is advisable that the ratio of the instantaneous voltage values on the first primary winding and on the secondary winding magnetically connected to it be close to the ratio of the instantaneous voltage values on the second primary winding and the secondary winding magnetically connected to it. Strict equality of these relations is not mandatory. However, to simplify the description of physical processes in the circuit, it is believed that these relations for the first and second primary windings are the same.
В предлагаемом устройстве на фиг.1 первая шина питания 1 соединена с отрицательным полюсом источника питания 2, а вторая шина 3 - с положительным полюсом. При описании процессов потенциал первой шины 1 считается равным нулю. Тогда потенциал второй шины 3 положителен.In the proposed device in figure 1, the first power bus 1 is connected to the negative pole of the
К шинам питания 3 и 1 подключена входная цепь мостовой схемы, образованной силовыми управляемыми ключами 4, 5, 6 и 7. На фиг.2, равно как и на остальных чертежах, относящихся к разным вариантам выполнения предлагаемого устройства, силовые управляемые ключи изображены в виде полевых транзисторов. Эти полупроводниковые приборы характеризуются управляемой проводимостью для токов прямого направления и постоянно присутствующей высокой проводимостью для токов инверсного направления. Управление прямой проводимостью обеспечивается сигналами, задаваемыми во входные цепи полевых транзисторов.The input circuit of the bridge circuit formed by power controlled
Независимо от реального вида применяемых в предлагаемом устройстве силовых управляемых ключей, обязательным условием является подобие их свойств указанным выше свойствам полевых транзисторов. Далее в описании, с целью сокращения, термин "силовой управляемый ключ" замещается термином "транзистор".Regardless of the actual form of power controlled keys used in the proposed device, a prerequisite is the similarity of their properties to the above properties of field-effect transistors. Further in the description, for the purpose of abbreviation, the term "power controlled key" is replaced by the term "transistor".
Первый вывод 8 выходной цепи транзисторной мостовой схемы образован точкой соединения транзисторов 4 и 5. Второй вывод 9 выходной цепи транзисторной мостовой схемы образован точкой соединения транзисторов 6 и 7.The
К шинам питания 3 и 1, кроме того, подключены выводы выходной цепи выпрямительной мостовой схемы, которая образована диодами 10, 11, 12 и 13. Первым выводом 14 входной цепи выпрямительной мостовой схемы является точка соединения диодов 10 и 11. Вторым выводом 15 входной цепи выпрямительной мостовой схемы является точка соединения диодов 12 и 13. Между выводами 14 и 15 включен конденсатор 16.To the
Между выводом 8 транзисторной мостовой схемы и выводом 14 выпрямительной мостовой схемы включен первый двухполюсник. Он выполнен в виде соединенных последовательно первой обмотки 17 магнитного накопителя энергии и первой первичной обмотки 18, которая связана магнитно с вторичной обмоткой. Вторичная обмотка содержит две секции 19 и 20. Они подключены к нагрузке 21, шунтированной конденсатором фильтра 22, через силовые выпрямительные диоды 23 и 24.Between
Между выводом 9 транзисторной мостовой схемы и выводом 15 выпрямительной мостовой схемы включен второй двухполюсник. Он выполнен в виде соединенных последовательно второй обмотки 25 магнитного накопителя энергии и второй первичной обмотки 26, которая связана магнитно с вторичной обмоткой.Between
Магнитная связь между первичной обмоткой 18, первичной обмоткой 26 и вторичной обмоткой (19, 20) обеспечена тем, что все эти обмотки совместно с магнитопроводом 27, который является общим для них, образуют единый силовой трансформатор.The magnetic connection between the
В последовательной цепи, которая образована обмоткой 17, обмоткой 18, конденсатором 16, обмоткой 25 и обмоткой 26, первичные обмотки 18 и 26 силового трансформатора включены согласно.In the series circuit, which is formed by winding 17, winding 18,
Принцип регулирования потока энергии, передаваемой от источника питания 2 в нагрузку 21, основан на использовании колебательного характера электрических процессов, возникающих при работе устройства и обусловленных присутствием в нем элементов LC-цепи в виде первой обмотки 17 магнитного накопителя энергии, конденсатора 16 и второй обмотки 25 магнитного накопителя энергии. В этой LC-цепи указанные элементы соединены последовательно.The principle of regulating the flow of energy transmitted from the
Силовые транзисторы 4 и 7 первой пары противолежащих плеч мостовой схемы действием сигналов, формируемых устройством управления, переводятся в состояние высокой проводимости во время нечетных тактов работы (1-й, 3-й, 5-й,…).
Силовые транзисторы 6 и 5 второй пары противолежащих плеч мостовой схемы действием сигналов, формируемых устройством управления, переводятся в состояние высокой проводимости во время четных тактов работы (2-й, 4-й, 6-й,…).
Длительности сигналов, управляющих силовыми транзисторами, почти совпадают с длительностью соответствующих тактов. Вариацией частоты повторения сигналов обеспечивается регулирование мощности, потребляемой от источника питания 2 и передаваемой силовым трансформатором в нагрузку 21. Нижняя граница диапазона варьируемой рабочей частоты выше, чем резонансная частота LC-цепи.The durations of the signals controlling the power transistors almost coincide with the duration of the corresponding clock cycles. By varying the signal repetition rate, the power consumed from the
Устройством управления обеспечивается "технологическая" задержка появления сигналов, формируемых в каждом данном такте, по отношению к завершению сигналов управления, сформированных в предшествующем такте.The control device provides a "technological" delay in the appearance of signals generated in each given clock cycle, in relation to the completion of the control signals generated in the previous clock cycle.
Окончанием сигналов обеспечивается запирание силовых транзисторов, которые в предыдущем такте были в состоянии высокой проводимости. Из-за "технологической" задержки появления сигналов, формируемых в очередном новом такте, образуется интервал, в течение которого все силовые транзисторы мостовой схемы заперты. Соответственно в начале этого интервала разрывается связь каждого из выводов выходной цепи мостовой транзисторной схемы с шинами питания 1 и 3.The end of the signals provides the locking of power transistors, which in the previous cycle were in a state of high conductivity. Due to the “technological” delay in the appearance of signals generated in the next new clock cycle, an interval is formed during which all the power transistors of the bridge circuit are locked. Accordingly, at the beginning of this interval, the connection of each of the outputs of the output circuit of the bridge transistor circuit with
Ток LC-цепи благодаря энергии, запасенной к моменту окончания предыдущего такта в магнитных накопителях LC-цепи, продолжает некоторое время протекать в том же направлении, какое было в момент запирания тех силовых транзисторов, что были в состоянии прямой проводимости в момент непосредственно перед окончанием сигналов управления в предыдущем такте. Этим током перезаряжаются емкости транзисторов.The current of the LC circuit, thanks to the energy stored at the end of the previous cycle in the magnetic storage devices of the LC circuit, continues to flow for some time in the same direction as it was when the power transistors were locked that were in the state of direct conduction at the moment immediately before the end of the signals controls in the previous measure. The capacitors of transistors are recharged with this current.
На интервале перезаряда емкостей транзисторов в течение короткого промежутка времени происходит постепенное понижение потенциала того вывода выходной цепи транзисторной мостовой схемы, который в течение предыдущего такта был "привязан" к высокому потенциалу шины 3. Эта привязка была осуществлена через транзистор, подключенный к этой шине, который был в состоянии высокой проводимости в предыдущем такте. Например, если предыдущий такт был четным, то высокое значение потенциала в начале интервала перезаряда имеет место на выводе 9. Когда понижающийся потенциал этого вывода достигнет небольшого отрицательного значения, в состояние инверсной проводимости перейдет транзистор, выходная цепь которого находится между указанным выводом и шиной 1. Если предыдущий такт был четным, то таковым будет транзистор 7.In the interval of recharging the capacitance of the transistors for a short period of time, the potential of that output of the output circuit of the transistor bridge circuit, which during the previous cycle was “tied” to the high potential of
Одновременно с рассмотренным процессом на интервале перезаряда емкостей транзисторов в течение короткого промежутка времени происходит постепенное повышение потенциала того вывода выходной цепи транзисторной мостовой схемы, который в течение предыдущего такта был "привязан" к нулевому потенциалу шины 1. Эта привязка была осуществлена через транзистор, подключенный к этой шине, который был в состоянии высокой проводимости в предыдущем такте. Например, если предыдущий такт был четным, то низкое значение потенциала в начале интервала перезаряда имеет место на выводе 8. Когда повышающийся потенциал этого вывода незначительно превысит потенциал шины 3, в состояние инверсной проводимости перейдет транзистор, выходная цепь которого находится между указанным выводом и шиной 3. Если предыдущий такт был четным, то таковым будет транзистор 4.Simultaneously with the process under consideration, in the interval of transistor capacitance overcharge for a short period of time, the potential of that output of the output circuit of the transistor bridge circuit, which during the previous cycle was “tied” to the zero potential of bus 1, is gradually connected. This binding was made through a transistor connected to this bus, which was in a state of high conductivity in the previous cycle. For example, if the previous clock cycle was even, then a low potential value at the beginning of the recharge interval takes place at
Процесс перезаряда емкостей транзисторов занимает столь незначительное время в сравнении периодом работы, что длительностью этого процесса можно пренебречь. Поэтому без существенной погрешности можно считать, что практически сразу за запиранием одной пары транзисторов в состояние инверсной проводимости переходит другая пара.The process of recharging the capacitances of transistors takes such an insignificant time in comparison with the period of operation that the duration of this process can be neglected. Therefore, without a significant error, we can assume that almost immediately after the locking of one pair of transistors, another pair goes into the state of inverse conductivity.
В случае, если предыдущий такт был четным, в состояние проводимости (инверсной) переходит пара транзисторов 4 и 7. Проводящим состоянием этих транзисторов в момент t0 начинается нечетный такт очередного цикла (периода) работы схемы, который рассматривается далее. На протяжении этого такта вывод 8 "привязан" к высокому потенциалу шины 3, а вывод 9 - к равному нулю потенциалу шины 1. Если пренебречь падением напряжения на силовых транзисторах, то в новом нечетном такте потенциал вывода 8 равен напряжению питания, а потенциал вывода 9 - нулю.If the previous clock cycle was even, a pair of
Из-за малой продолжительности процесса перезаряда емкостей транзисторов можно считать, что в момент t0 не происходит существенного изменения состояния элементов LC-цепи по отношению к их состоянию на момент окончания предыдущего такта (четного).Due to the short duration of the process of recharging the capacities of transistors, we can assume that at time t 0 there is no significant change in the state of the elements of the LC circuit with respect to their state at the time of the end of the previous cycle (even).
Начальное для нового такта состояние элементов LC-цепи характеризуется тем, что ток конденсатора 16, протекающий по обмоткам 17 и 25, который определяется уровнем энергии, запасенной в первом и втором магнитных накопителях к моменту окончания предыдущего (четного) такта, направлен от вывода 15 к выводу 14. Током, который в том же направлении протекал в предыдущем такте (четном), конденсатор 16 был заряжен таким образом, что потенциал вывода 15 выше потенциала вывода 14.The initial state of the LC circuit elements for a new cycle is characterized by the fact that the current of the
Величина и направление тока, протекающего по первичным обмоткам трансформатора 27 в начале нового такта (нечетного), практически не претерпевают изменения по отношению к моменту завершению предыдущего такта (четного). Это означает, что на вторичной стороне трансформатора 27 ток продолжает протекать по вторичной обмотке 20. Она через силовой выпрямительный диод 24 оказывается подключенной параллельно конденсатору выходного фильтра 22. Поэтому полярность напряжения на обмотке 20: "плюс" - на конце обмотки, "минус" - на ее начале. Из-за магнитной связи между обмотками трансформатора 27 такая же полярность напряжений на всех его обмотках.The magnitude and direction of the current flowing through the primary windings of the
Для любых моментов времени, в том числе и для начального момента, мгновенные значения напряжений на первичных обмотках 18 и 26 одинаковы, если одинаковы коэффициенты пропорциональности между напряжениями на первичных обмотках 18 и 26 и напряжениями на вторичных обмотках 19, 20 (такое допущение было принято ранее).For any time, including the initial moment, the instantaneous voltage values on the
Для любых моментов времени, в том числе и для начального момента, мгновенные значения напряжений на обмотках 17 и 25 первого и второго магнитных накопителей одинаковы, если одинаковы индуктивности этих обмоток (такое допущение было принято ранее). Это обусловлено тем, что в рабочих режимах по обмоткам протекает один и тот же ток, поскольку диоды 10-13, соединенные по мостовой схеме, находятся в запертом состоянии. Что касается напряжений на обмотках магнитных накопителей, то они равны произведению двух сомножителей: первый - индуктивность обмотки, второй - производная по времени изменения тока, протекающего по обмотке.For any time, including the initial moment, the instantaneous voltage values on the
Равенство суммы мгновенных значений напряжений на обмотках 17,18 и суммы мгновенных значений напряжений на обмотках 25, 26 позволяет сделать следующий вывод. Для любых моментов времени, в том числе и для начального момента, разность потенциалов между шиной питания 3 и тем выводом конденсатора, на котором мгновенное значение потенциала выше, чем на втором его выводе, равно потенциалу этого второго вывода относительно равного нулю потенциала шины 1. Это означает, что зависимости от времени потенциалов выводов конденсатора представляются одинаковыми знакопеременными функциями, которые изменяются противофазно относительно уровня, равного половине напряжения питания.The equality of the sum of the instantaneous voltage values on the windings 17.18 and the sum of the instantaneous voltage values on the
В начале нового нечетного такта ток протекает по силовым транзисторам 4 и 7 в инверсном направлении. Этот ток замыкается по контуру, элементы которого далее перечисляются в соответствии с направлением тока. А именно: шина 1 источника питания 2; силовой транзистор 7; обмотка 25 магнитного накопителя; первичная обмотка 26 силового трансформатора 27; конденсатор 16; первичная обмотка 18 силового трансформатора 27; обмотка 17 магнитного накопителя; силовой транзистор 4; шина 3 источника питания 2; шина 1 источника питания 2.At the beginning of a new odd cycle, the current flows through the
В контуре, где замыкается инверсный ток силовых транзисторов 4 и 7, напряжения на всех его элементах, кроме обмоток 17 и 25, направлены навстречу протекающему току. Поэтому все элементы контура, кроме обмоток 17 и 25, являются приемниками энергии, а обмотки 17 и 25, наоборот, выступают как ее источники. Энергия, которая передается от обмоток 17 и 25 остальным элементам контура, где замыкается инверсный ток силовых транзисторов 4 и 7, обеспечивается расходом энергии, запасенной в магнитных накопителях к моменту окончания предыдущего такта работы устройства. Спад инверсного тока происходит быстро, что обусловлено высоким значением суммарного напряжения на обмотках 17 и 25. Оно равно сумме напряжения источника питания 2, напряжений на первичных обмотках 18 и 26 силового трансформатора 27, напряжения на конденсаторе 16, падений напряжения на силовых транзисторах 4 и 7.In the circuit where the inverse current of the
"Технологическая" задержка отпирания одной пары транзисторов по отношению к запиранию другой устанавливается такой, чтобы сигнал отпирания поступал бы до завершения интервала протекания инверсного тока. Поэтому реально падение напряжения на силовых транзисторах в инверсном направлении пренебрежимо мало в сравнении с остальными перечисленными выше слагаемыми.The “technological” delay of unlocking one pair of transistors with respect to locking the other is set so that the unlock signal arrives before the end of the inverse current flow interval. Therefore, in reality, the voltage drop across the power transistors in the inverse direction is negligible in comparison with the other terms listed above.
Среди перечисленных слагаемых суммарного напряжения на обмотках 17 и 25 все они, кроме напряжения на конденсаторе 16, неизменны. Что касается напряжения на конденсаторе 16, то оно продолжает нарастать, поскольку током контура в конденсатор передается энергия. Сопротивления потерь в контуре незначительны (схема преобразователя обычно характеризуется высоким значением кпд). Поэтому спад тока в контуре описывается синусоидальной функцией. Ее частота равна резонансной частоте LC-цепи.Among the listed components of the total voltage on the
Когда модуль спадающего по синусоидальному закону инверсного тока силовых транзисторов снизится до значения, равного амплитудному значению тока намагничивания силового трансформатора (отрицательного по знаку), изменится направление тока вторичных обмоток. Теперь на вторичной стороне ток начнет протекать по обмотке 19. При этом на обмотках трансформатора возникнет напряжение положительной полярности.When the modulus of the inverse current of the power transistors decreasing according to the sinusoidal law decreases to a value equal to the amplitude value of the magnetizing current of the power transformer (negative in sign), the direction of the current of the secondary windings will change. Now, on the secondary side, current will begin to flow through winding 19. In this case, a positive polarity voltage will appear on the transformer windings.
Всегда в реальных условиях суммарное напряжение на первичных обмотках 18 и 26 силового трансформатора меньше, чем напряжение источника питания. Поэтому перемена полярности напряжений на обмотках трансформатора, хотя и приведет к уменьшению суммарного напряжения на обмотках 17 и 25 магнитных накопителей энергии, но эти напряжения по-прежнему будут направленными навстречу току в упоминавшемся выше контуре инверсного тока силовых транзисторов. В этом контуре, следовательно, магнитные накопители продолжают выполнять функцию источников энергии, т.е. процесс отдачи ранее запасенной в них энергии продолжается, хотя и с уменьшенной скоростью. Спадающий инверсный ток, как и до этого, описывается синусоидальной функцией. Ее частота по-прежнему равна резонансной частоте LC-цепи, но амплитуда ниже, чем на предыдущем интервале, когда полярность на обмотках трансформатора была отрицательной.Always in real conditions, the total voltage on the
Когда уменьшающийся по абсолютной величине инверсный ток транзисторов снизится до нуля, закончатся два происходивших до этого процесса. Во-первых, прекратится возврат энергии в источник питания инверсным током силовых транзисторов. Во-вторых, прекратится накопление энергии в конденсаторе 16, и, соответственно, разность потенциалов между его выводами достигнет амплитудного значения.When the inverse current of the transistors decreases in absolute value, it decreases to zero, the two processes that occurred before this end will end. Firstly, the return of energy to the power source by the inverse current of the power transistors will stop. Secondly, the energy storage in the
Моментом t1 спада до нуля тока силовых транзисторов начинается новый этап процессов в схеме. Он характеризуется тем, что ток силовых транзисторов начинает протекать через них в прямом направлении. Этот ток замыкается по контуру, элементы которого далее перечисляются в соответствии с направлением тока. А именно: шина 3 источника питания 2; силовой транзистор 4; обмотка 17 магнитного накопителя; первичная обмотка 18 силового трансформатора 27; конденсатор 16; первичная обмотка 26 силового трансформатора; обмотка 25 магнитного накопителя; силовой транзистор 7; шина 1 источника питания 2; шина 3 источника питания 2.At the time t 1 of the decay to zero of the current of the power transistors, a new stage of the processes in the circuit begins. It is characterized by the fact that the current of power transistors begins to flow through them in the forward direction. This current closes along the circuit, the elements of which are further listed in accordance with the direction of the current. Namely:
Для режимов передачи в нагрузку мощности, не превышающей номинального значения, контур тока силовых транзисторов 4 и 7 является неразветвленным. Это обусловлено тем, что в любой момент времени потенциалы выводов 14 и 15 конденсатора LC-цепи удовлетворяют неравенствам 0<φ14<Е, 0<φ15<Е, где Е - напряжение источника питания 2. Выполнение указанных неравенств означает, что диоды 10-13 находятся в запертом состоянии, и в них не происходит ответвление тока из контура. Таким образом, ток силовых транзисторов 4 и 7 равен току, протекающему по элементам LC-цепи.For modes of transmission to the load of power not exceeding the nominal value, the current loop of
Для замкнутого контура тока LC-цепи характерны следующие сочетания между направлением тока и полярностью напряжений на элементах контура.For a closed current loop of an LC circuit, the following combinations are characteristic between the direction of the current and the polarity of the voltages on the circuit elements.
Направление тока LC-цепи, протекающего через источник питания 2, и полярность напряжения этого источника совпадают. Это означает, что источник питания 2 работает в режиме источника энергии, а не ее приемника, как это было ранее на интервале между моментами времени t0, t1.The current direction of the LC circuit flowing through
После момента t1 в первичные обмотки 18 и 26 трансформируется напряжение положительной полярности величиной из вторичной обмотки 19. Положительная полярность напряжений на первичных обмотках 18 и 26 означает, что эти напряжения направлены навстречу току LC-цепи, протекающему по обмоткам. Поэтому первичные обмотки трансформатора выступают в роли приемников энергии.After the moment t 1, the voltage of positive polarity is transformed into the
Напряжение на вторичной обмотке 19, которая через силовой выпрямительный диод 23 передает ток в нагрузку 21, шунтированную конденсатором 22 выходного фильтра, равно сумме (Vout+ΔVrect) где Vout - напряжение на конденсаторе выходного фильтра, ΔVrect - падение напряжения на выпрямительном диоде, включенном последовательно с вторичной обмоткой.The voltage on the secondary winding 19, which transmits current through the
Обычно пренебрежимо мала пульсация напряжения на конденсаторе выходного фильтра, и, кроме того, выполняется неравенство ΔVrect<<Vout. Поэтому напряжение на вторичной обмотке, равно как и напряжение , трансформируемое в первичную обмотку, практически неизменны во времени.Usually negligible voltage ripple on the capacitor of the output filter, and, in addition, the inequality ΔV rect << V out . Therefore, the voltage on the secondary winding, as well as the voltage , transformed into the primary winding, are practically unchanged in time.
В момент времени t1, когда ток LC-цепи стал равным нулю, конденсатор 16 этой цепи накопил максимальный заряд. Напряжение на нем равно амплитудному значению VC,max. Полярность этого напряжения совпадает с направлением тока LC-цепи. Это означает, что в момент времени t1, а также на протяжении некоторого промежутка времени после этого момента, конденсатор 16 выступает в роли источника энергии. Током LC-цепи этот конденсатор разряжается, причем процесс разряда имеет колебательный характер.At time t 1 , when the current of the LC circuit has become equal to zero, the
В момент времени t1, когда ток LC-цепи стал равным нулю, к обмоткам 17 и 25 магнитных накопителей этой цепи приложено напряжение, равное . Поскольку всегда выполняется неравенство , напряжение, приложенное к обмоткам 17 и 25, положительно, т.е. оно направлено навстречу току LC-цепи. Это означает, что в момент времени t1, а также на протяжении некоторого промежутка времени после этого момента, обмотки выступают в роли приемников энергии. Она запасается в магнитном поле, создаваемым током LC-цепи, протекающим по обмоткам.At time t 1 , when the current of the LC circuit became equal to zero, a voltage equal to the voltage applied to the
Изменение тока LC-цепи на интервале, который начинается моментом времени t1, когда ток LC-цепи равен нулю, описывается известными выражениямиThe change in the current of the LC circuit in the interval that begins at time t 1 when the current of the LC circuit is zero is described by well-known expressions
гдеWhere
В выражениях (1) и (2): L - сумма индуктивностей обмоток 17 и 25 магнитных накопителей LC-цепи; С - емкость конденсатора 16 этой цепи.In the expressions (1) and (2): L is the sum of the inductances of the
Регулирование мощности, потребляемой от источника питания и передаваемой трансформатором в нагрузку, осуществляется путем изменения частоты коммутации силовых транзисторов. При этом нижняя граница диапазона варьируемых частот выше резонансной частоты LC-цепи, равной The power consumed from the power source and transmitted by the transformer to the load is controlled by changing the switching frequency of the power transistors. The lower limit of the range of variable frequencies is higher than the resonant frequency of the LC circuit, equal to
При понижении частоты коммутации силовых транзисторов, что сопровождается увеличением интервала между моментами t1 и t2, возрастает заряд, который передается в первичные обмотки силового трансформатора на интервале, когда ток LC-цепи сохраняет данное направление (положительное или отрицательное). Длительность этого интервала составляет половину периода работы устройства. Соответственно возрастает энергия, передаваемая трансформатором в нагрузку, т.е. путем изменения рабочей частоты осуществляется регулирование потока энергии в нагрузку.When lowering the switching frequency of the power transistors, which is accompanied by an increase in the interval between the moments t 1 and t 2 , the charge increases, which is transmitted to the primary windings of the power transformer in the interval when the current of the LC circuit maintains this direction (positive or negative). The duration of this interval is half the period of operation of the device. Accordingly, the energy transmitted by the transformer to the load increases, i.e. by changing the operating frequency, the flow of energy into the load is regulated.
При понижении частоты коммутации силовых транзисторов, что сопровождается увеличением интервала между моментами t1 и t2, возрастает заряд, который передается в конденсатор LC-цепи на интервале, когда ток этой цепи сохраняет данное направление (положительное или отрицательное). Соответственно возрастает изменение напряжения на конденсаторе между крайними его значениями (минимальным и максимальным). Таким образом, возрастание мощности, передаваемой в нагрузку, сопровождается увеличением амплитуды переменного напряжения на конденсаторе LC-цепи.When lowering the switching frequency of the power transistors, which is accompanied by an increase in the interval between the moments t 1 and t 2 , the charge increases, which is transmitted to the capacitor of the LC circuit in the interval when the current of this circuit maintains this direction (positive or negative). Accordingly, the change in voltage across the capacitor between its extreme values (minimum and maximum) increases. Thus, an increase in the power transmitted to the load is accompanied by an increase in the amplitude of the alternating voltage on the capacitor of the LC circuit.
Существует два положительных свойства, присущих предлагаемому устройству.There are two positive properties inherent in the proposed device.
Во-первых, в процессе работы схемы потенциалы выводов конденсатора LC-цепи изменяются во времени симметрично и противофазно относительно уровня, равного половине напряжения питания. Это означает, что реализуется максимально возможный диапазон энергетически эффективного регулирования, при котором диоды 10-13 заперты. Запертому состоянию диодов соответствует сохранение колебательного характера процессов в схеме, благодаря которому снижаются коммутационных потери в силовых транзисторах и потери, связанные с инерционностью силовых выпрямительных диодов.Firstly, during the operation of the circuit, the potentials of the terminals of the capacitor of the LC circuit change in time symmetrically and out of phase with respect to a level equal to half the supply voltage. This means that the maximum possible range of energy-efficient regulation is implemented, in which the diodes 10-13 are locked. The locked state of the diodes corresponds to the conservation of the oscillatory nature of the processes in the circuit, due to which the switching losses in power transistors and losses associated with the inertia of the power rectifier diodes are reduced.
Во-вторых, возрастание амплитуды напряжения на конденсаторе LC-цепи, которое имеет место при повышении тока этой цепи и соответственно тока первичных и вторичных обмоток силового трансформатора, ограничено неравенством Secondly, the increase in the amplitude of the voltage across the capacitor of the LC circuit, which occurs with increasing current of this circuit and, accordingly, the current of the primary and secondary windings of the power transformer, is limited by the inequality
. .
Выполнение неравенства обеспечивается сочетанием отмеченной симметричности изменения во времени потенциалов на выводах конденсатора и присутствием в предлагаемом устройстве мостовой схемы, образованной диодами 10-13. Их отпирание реализует ограничение напряжения на конденсаторе.The inequality is ensured by a combination of the marked symmetry of the time variation of the potentials at the terminals of the capacitor and the presence in the proposed device of a bridge circuit formed by diodes 10-13. Their unlocking implements a voltage limitation on the capacitor.
Ограничение амплитуды напряжения на конденсаторе 16 имеет своим следствием ограничение амплитуды тока LC-цепи, который протекает через выходные цепи силовых транзисторов, что следует из (1) и (2). Одновременно ограничивается ток, передаваемый вторичными обмотками в нагрузку. Все это в целом обеспечивает выполнение поставленной цели, - повышение надежности устройства.The limitation of the amplitude of the voltage across the
Симметричность изменения во времени потенциалов на выводах конденсатора LC-цепи и противофазный характер этого изменения обусловлены равенством мгновенных значений разности потенциалов между выводами первого и второго двухполюсников. Отличие от равенства может быть вызвано тем, что коэффициент пропорциональности между напряжениями первой и второй первичной обмоток трансформатора отличается от единицы, или тем, что индуктивность первой обмотки магнитного накопителя не равна индуктивности второй обмотки магнитного накопителя.The symmetry of the time variation of the potentials at the terminals of the LC circuit capacitor and the antiphase nature of this change are due to the equality of the instantaneous values of the potential difference between the terminals of the first and second two-terminal devices. The difference from equality may be due to the fact that the proportionality coefficient between the voltages of the first and second primary windings of the transformer is different from unity, or because the inductance of the first winding of the magnetic storage device is not equal to the inductance of the second winding of the magnetic storage device.
Моделирование процессов в преобразователе показывает, что отличие мгновенных значений разности потенциалов между выводами первого и второго двухполюсников (несимметрия двухполюсников) проявляется в появлении скачкообразных изменений потенциалов выводов конденсатора относительно потенциалов шин питания. Эти скачки тем меньше, чем меньше несимметрия. Присутствие скачков несколько уменьшает диапазон регулирования, при котором диоды 10-13 остаются в запертом состоянии, но положительные свойства предлагаемого устройства в целом сохраняются.Modeling of processes in the converter shows that the difference in the instantaneous values of the potential difference between the terminals of the first and second two-terminal devices (asymmetry of two-terminal devices) is manifested in the appearance of spasmodic changes in the potentials of the capacitor terminals relative to the potentials of the power supply buses. These jumps are the smaller, the smaller the asymmetry. The presence of jumps somewhat reduces the regulation range in which the diodes 10-13 remain in a locked state, but the positive properties of the proposed device as a whole are preserved.
Положительные качества предлагаемого устройства сохраняются, а само устройство упрощается, если первая обмотка магнитного накопителя и вторая обмотка магнитного накопителя объединены общим магнитопроводом 28, т.е. связаны магнитно, и, кроме того, в последовательной цепи, образованной первым двухполюсником, конденсатором и вторым двухполюсником, эти обмотки соединены согласно, что реализовано во втором варианте схемы.The positive qualities of the proposed device are preserved, and the device itself is simplified if the first winding of the magnetic storage device and the second winding of the magnetic storage device are combined by a common
Схема устройства по варианту 2 представлена на фиг.2.The scheme of the device according to
Принцип действия второго варианта схемы целиком совпадает с принципом действия схемы, изображенной на фиг.1. Положительным качеством второго варианта схемы по отношению к первому, помимо упрощения, является простота обеспечения симметрии первого и второго двухполюсников. Для этого достаточно, чтобы были бы равны единице коэффициенты пропорциональности между напряжениями на первичных обмотках 18 и 26, а также были бы равны единице коэффициенты пропорциональности между напряжениями на обмотках 17 и 25. Имея в виду, что эти обмотки объединены общим магнитопроводом 28, равенство единице коэффициентов пропорциональности между напряжениями на обмотках 17 и 25 достигается равенством чисел их витков.The principle of operation of the second variant of the circuit fully coincides with the principle of operation of the circuit depicted in figure 1. The positive quality of the second variant of the circuit with respect to the first, in addition to simplification, is the simplicity of ensuring the symmetry of the first and second two-terminal devices. For this it is enough that the proportionality coefficients between the voltages on the
Положительные качества предлагаемого устройства сохраняются, а само устройство может быть выполнено с лучшими массогабаритными или энергетическими показателями, если каждая из двух первичных обмоток и связанная с ней вторичная обмотка, подключенная к нагрузке, объединены отдельным магнитопроводом, образуя отдельный трансформатор. В этом случае энергия в нагрузку передается двумя трансформаторами параллельно.The positive qualities of the proposed device are preserved, and the device itself can be performed with the best overall dimensions or energy performance if each of the two primary windings and the associated secondary winding connected to the load are combined by a separate magnetic circuit, forming a separate transformer. In this case, energy is transferred to the load by two transformers in parallel.
Передача энергии двумя трансформаторами, во-первых, позволяет их выполнить в меньших габаритах, поскольку каждый передает половинную мощность. Это часто является предпосылкой возможного уменьшения габаритов блока, где трансформаторы размещены (например, путем снижения высоты блока).The transfer of energy by two transformers, firstly, allows them to be performed in smaller dimensions, since each transmits half the power. This is often a prerequisite for a possible reduction in the dimensions of the unit where the transformers are located (for example, by reducing the height of the unit).
Во-вторых, при передаче половинной мощности каждым трансформатором могут быть снижены тепловые потери в обмотках.Secondly, when half the power is transmitted by each transformer, heat losses in the windings can be reduced.
Тепловые потери пропорциональны квадрату тока обмотки. Поэтому во вторичной обмотке каждого из трансформаторов потери снижаются в четыре раза, а общие тепловые потери во вторичных обмотках двух трансформаторов уменьшаются в два раза.Heat losses are proportional to the square of the winding current. Therefore, in the secondary winding of each of the transformers, losses are reduced four times, and the total heat loss in the secondary windings of the two transformers is halved.
При заданной мощности, передаваемой в нагрузку, ток первичных обмоток трансформаторов, через которые эта мощность передается, не зависит от числа трансформаторов. Однако каждая из двух первичных обмоток содержит половинное число витков относительно их общего числа в двух первичных обмотках. Поэтому, хотя и не уменьшается суммарная мощность тепловых потерь в первичных обмотках двух трансформаторов, сумма мощностей тепловых потерь, выделяющихся в обмотках каждого из них, уменьшается в число раз, которое больше двух. Этим облегчается тепловой режим трансформаторов, что повышает надежность работы устройства.For a given power transmitted to the load, the current of the primary windings of the transformers through which this power is transmitted does not depend on the number of transformers. However, each of the two primary windings contains half the number of turns relative to their total number in the two primary windings. Therefore, although the total heat loss power in the primary windings of the two transformers does not decrease, the sum of the heat loss power released in the windings of each of them decreases by a factor of more than two. This facilitates the thermal regime of transformers, which increases the reliability of the device.
Схема устройства по варианту 3, реализующая передачу энергии двумя трансформаторами параллельно, представлена на фиг.3.The scheme of the device according to
Третий вариант отличается от второго тем, что первая первичная обмотка 18 и связанная с ней магнитно вторичная обмотка (29, 30) объединены общим магнитопроводом 31, образуя отдельный (первый) силовой трансформатор. Вторичная обмотка первого трансформатора подключена к нагрузке 21, шунтированной конденсатором 22, через силовые выпрямительные диоды 32, 33.The third option differs from the second in that the first primary winding 18 and the magnetically secondary winding associated with it (29, 30) are combined by a common
Вторая первичная обмотка 26 и связанная с ней магнитно вторичная обмотка (34, 35) объединены общим магнитопроводом 36, образуя другой отдельный силовой трансформатор (второй). Вторичная обмотка второго трансформатора подключена к нагрузке 21, шунтированной конденсатором 22, через силовые выпрямительные диоды 37, 38.The second primary winding 26 and the associated magnetically secondary winding (34, 35) are combined by a common
Принцип действия третьего варианта схемы целиком совпадает с принципом действия схем, изображенных на фиг.1, 2.The principle of operation of the third variant of the circuit fully coincides with the principle of operation of the circuits shown in figures 1, 2.
При передаче тока вторичными обмотками двух трансформаторов через выпрямительные диоды в общую нагрузку мгновенные значения напряжений на этих обмотках различаются на разность падений напряжений на выпрямительных диодах, т.е. несущественно в сравнении с напряжением на нагрузке. Поэтому с незначительной погрешностью можно считать, что мгновенные значения напряжений на вторичных обмотках двух трансформаторов одинаковы. При одинаковых коэффициентах трансформации первого и второго трансформаторов будут одинаковыми также напряжения, трансформируемые в первую и вторую первичные обмотки. Необходимость равенства этих напряжений для достижения положительного эффекта от применения предлагаемых технических решений была уже рассмотрена.When current is transferred by the secondary windings of two transformers through rectifier diodes to the common load, the instantaneous voltage values on these windings differ by the difference in voltage drops across the rectifier diodes, i.e. insignificant in comparison with the voltage at the load. Therefore, with a slight error, we can assume that the instantaneous voltage values on the secondary windings of the two transformers are the same. With the same transformation ratios of the first and second transformers, the voltages transformed into the first and second primary windings will be the same. The need for the equality of these stresses to achieve a positive effect from the application of the proposed technical solutions has already been considered.
Положительные качества предлагаемого устройства сохраняются, если вторичная обмотка, с которой магнитно связаны первая и вторая первичные обмотки, подключена к нагрузке непосредственно. В этом случае энергия в нагрузку передается переменным током. Пример схемы с непосредственным подключением вторичной обмотки к нагрузке представлен на фиг.4. Положительным качеством этого варианта выполнения устройства является простота обеспечения симметрии первого и второго двухполюсников. Для этого достаточно, чтобы были бы равны числа витков первичных обмоток 18 и 26, объединенных общим магнитопроводом 27, а также одинаковы числа витков обмоток 17 и 25, которые объединены общим магнитопроводом 28.The positive qualities of the proposed device are preserved if the secondary winding, with which the first and second primary windings are magnetically connected, is directly connected to the load. In this case, energy is transferred to the load by alternating current. An example of a circuit with a direct connection of the secondary winding to the load is presented in figure 4. A positive quality of this embodiment of the device is the simplicity of ensuring the symmetry of the first and second two-terminal devices. For this it is enough that the number of turns of the
Положительные качества предлагаемого устройства сохраняются, если вторичная обмотка (например, 29), с которой магнитно связана первая первичная обмотка 18, объединенная с ней общим магнитопроводом 31, а также вторичная обмотка (например, 34), с которой магнитно связана первая первичная обмотка 26, объединенная с ней общим магнитопроводом 36, подключены к нагрузке непосредственно. В этом случае энергия в нагрузку передается переменным током двумя трансформаторами параллельно. Пример схемы с непосредственным подключением вторичных обмоток двух трансформаторов к нагрузке представлен на фиг.5. Положительным качеством этого варианта схемы является простота обеспечения симметрии первого и второго двухполюсников. Для этого достаточно, чтобы оба силовых трансформатора были бы одинаковы по конструкции, а также были бы равны числа витков обмоток 17 и 25, которые объединены общим магнитопроводом 28.The positive qualities of the proposed device are preserved if the secondary winding (for example, 29), with which the first primary winding 18 is magnetically coupled, connected to it by a common
Для преобразователя, принцип действия которого основан на использовании резонансных процессов в LC-цепи при коммутации тока этой цепи силовыми транзисторами мостовой схемы, характерно накопление к концу каждого из тактов значительной энергии в магнитном поле, создаваемом током LC-цепи, протекающим по обмоткам 17 и 25. Это обстоятельство делает возможным и целесообразным введение дополнительной конденсаторной цепи, выполненной, например, в виде конденсатора, которая шунтирует выходную цепь мостовой транзисторной схемы. Перезаряд конденсатора этой цепи в каждом такте осуществляется так же, как перезаряд емкости силовых транзисторов (см. текст описания, стр.3-4). Отличием является то, что для осуществления перезаряда затрачивается большая энергия (достаточная ее порция оказывается запасенной в магнитном поле, которое создано током обмоток 17 и 25), а сам процесс перезаряда более продолжителен.A converter whose operation principle is based on the use of resonant processes in an LC circuit when switching the current of this circuit by power transistors of a bridge circuit is characterized by the accumulation of significant energy at the end of each clock cycle in the magnetic field created by the LC circuit current flowing through
Во время перезаряда силовые транзисторы должны находиться в непроводящем состоянии, что означает необходимость увеличения "технологической" задержки между окончанием импульсов управления в предыдущем такте и их появлением в данном такте. Отпирание транзисторов сигналом управления не должно происходить до завершения процесса перезаряда конденсатора, шунтирующего выходную цепь транзисторной мостовой схемы. Это означает, что транзисторы, которые в очередном такте должны быть в состоянии проводимости, должны до этого успеть перейти в состояние инверсной проводимости, пропуская ток LC-цепи, "оставшийся от предыдущего такта" (см. текст описания, стр.3, 4). "Преждевременное" отпирание транзисторов сигналом управления будет сопровождаться значительными выбросами их токов и возрастанием мощности тепловых потерь.During the recharge, the power transistors must be in a non-conductive state, which means the need to increase the "technological" delay between the end of the control pulses in the previous cycle and their appearance in this cycle. Unlocking of the transistors by the control signal should not occur until the process of recharging the capacitor shunting the output circuit of the transistor bridge circuit is completed. This means that transistors, which in the next cycle must be in a state of conduction, must have time to switch to the state of inverse conduction before, passing the current of the LC circuit "remaining from the previous cycle" (see the description text,
Введением дополнительной конденсаторной цепи достигается снижение скорости нарастания напряжения на силовых транзисторах в процессе их запирания. Это позволяет сократить коммутационные тепловые потери в транзисторах при запирании, что повышает надежность их работы. Кроме того, понижение темпа нарастания напряжений в первичном контуре преобразователя способствует уменьшению уровня помех, возникающих в моменты коммутаций.By introducing an additional capacitor circuit, a decrease in the slew rate of the voltage across the power transistors is achieved during their locking. This allows you to reduce the switching heat loss in the transistors when locking, which increases the reliability of their work. In addition, a decrease in the rate of increase in voltage in the primary circuit of the converter helps to reduce the level of interference arising during switching times.
Применение конденсаторных цепей возможно в любой из рассмотренных схем.The use of capacitor circuits is possible in any of the schemes considered.
В качестве варианта выполнения конденсаторной цепи может быть шунтирование конденсаторами выходных цепей каждого из силовых транзисторов мостовой схемы.As an embodiment of the capacitor circuit, there may be shunting by the capacitors of the output circuits of each of the power transistors of the bridge circuit.
Пример использования конденсаторной цепи в виде конденсатора, шунтирующего выходную цепь мостовой схемы, образованной силовыми транзисторами, представлен на фиг.6.An example of the use of a capacitor circuit in the form of a capacitor shunting the output circuit of a bridge circuit formed by power transistors is shown in FIG. 6.
В схеме на фиг.6 конденсатор 39 включен между выводами 8 и 9 мостовой схемы, образованной силовыми транзисторами.In the circuit of FIG. 6, a
Пример использования конденсаторной цепи в виде конденсаторов, шунтирующих выходные цепи силовых транзисторов, представлен на фиг.7.An example of the use of a capacitor circuit in the form of capacitors shunting the output circuits of power transistors is presented in Fig.7.
В схеме на фиг.7 конденсатор 40, 41, 42 и 43 шунтируют выходные цепи силовых транзисторов 4, 5, 6 и 7 соответственно..In the circuit of FIG. 7, a
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010118703/07A RU2455746C2 (en) | 2010-05-12 | 2010-05-12 | Two-stroke bridge converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010118703/07A RU2455746C2 (en) | 2010-05-12 | 2010-05-12 | Two-stroke bridge converter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010118703A RU2010118703A (en) | 2011-11-20 |
RU2455746C2 true RU2455746C2 (en) | 2012-07-10 |
Family
ID=45316318
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010118703/07A RU2455746C2 (en) | 2010-05-12 | 2010-05-12 | Two-stroke bridge converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2455746C2 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2534749C1 (en) * | 2013-08-08 | 2014-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Судовые электротехнические системы" (ООО "НПЦ "СЭС") | Reversible frequency converter |
RU2593148C1 (en) * | 2015-04-07 | 2016-07-27 | Борис Александрович Глебов | Resonance bridge voltage converter |
RU174024U1 (en) * | 2016-12-21 | 2017-09-26 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") | Push-pull transformer pulse converter |
RU2717232C1 (en) * | 2019-05-27 | 2020-03-19 | Борис Александрович Глебов | Two-cycle resonance dc-dc converter |
RU2717234C1 (en) * | 2019-04-03 | 2020-03-19 | Борис Александрович Глебов | Two-stroke resonance voltage converter |
RU2818295C1 (en) * | 2024-01-15 | 2024-05-02 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Инпут Трансформейшн Аутпут Корпорейшн" | Quasi-push-pull single-step dc voltage converter |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2020505A (en) * | 1978-05-03 | 1979-11-14 | California Inst Of Techn | Push-pull switchingbamplifier |
RU5054U1 (en) * | 1996-07-23 | 1997-09-16 | Бахтияр Газиевич Шамсиев | DEVICE FOR CONSTANT VOLTAGE VOLTAGE TO SINUSOIDAL VOLTAGE OF LOW FREQUENCY WITH INTERMEDIATE CONVERTER AT HIGH FREQUENCY |
RU2251786C2 (en) * | 2003-01-08 | 2005-05-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственно- конструкторское предприятие "ИРИС" | Voltage converter and its control process |
RU2267218C1 (en) * | 2004-07-12 | 2005-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" | Constant voltage transformer |
EP1624561A2 (en) * | 2004-08-02 | 2006-02-08 | Flying Mole Corporation | Push-pull switching power converter |
WO2008020629A1 (en) * | 2006-08-17 | 2008-02-21 | Shanghai Jiao Tong University | Insulation boost type push-pull soft-switching dc/dc converter |
-
2010
- 2010-05-12 RU RU2010118703/07A patent/RU2455746C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2020505A (en) * | 1978-05-03 | 1979-11-14 | California Inst Of Techn | Push-pull switchingbamplifier |
RU5054U1 (en) * | 1996-07-23 | 1997-09-16 | Бахтияр Газиевич Шамсиев | DEVICE FOR CONSTANT VOLTAGE VOLTAGE TO SINUSOIDAL VOLTAGE OF LOW FREQUENCY WITH INTERMEDIATE CONVERTER AT HIGH FREQUENCY |
RU2251786C2 (en) * | 2003-01-08 | 2005-05-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственно- конструкторское предприятие "ИРИС" | Voltage converter and its control process |
RU2267218C1 (en) * | 2004-07-12 | 2005-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" | Constant voltage transformer |
EP1624561A2 (en) * | 2004-08-02 | 2006-02-08 | Flying Mole Corporation | Push-pull switching power converter |
US7154763B2 (en) * | 2004-08-02 | 2006-12-26 | Flying Mole Corporation | Push-pull switching power converter |
WO2008020629A1 (en) * | 2006-08-17 | 2008-02-21 | Shanghai Jiao Tong University | Insulation boost type push-pull soft-switching dc/dc converter |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2534749C1 (en) * | 2013-08-08 | 2014-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Судовые электротехнические системы" (ООО "НПЦ "СЭС") | Reversible frequency converter |
RU2593148C1 (en) * | 2015-04-07 | 2016-07-27 | Борис Александрович Глебов | Resonance bridge voltage converter |
RU174024U1 (en) * | 2016-12-21 | 2017-09-26 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") | Push-pull transformer pulse converter |
RU2717234C1 (en) * | 2019-04-03 | 2020-03-19 | Борис Александрович Глебов | Two-stroke resonance voltage converter |
RU2717232C1 (en) * | 2019-05-27 | 2020-03-19 | Борис Александрович Глебов | Two-cycle resonance dc-dc converter |
RU2818293C1 (en) * | 2024-01-02 | 2024-05-02 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Инпут Трансформейшн Аутпут Корпорейшн" | Push-pull dc voltage converter |
RU2818294C1 (en) * | 2024-01-04 | 2024-05-02 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Инпут Трансформейшн Аутпут Корпорейшн" | Push-pull dc voltage converter with current doubling |
RU2818295C1 (en) * | 2024-01-15 | 2024-05-02 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Инпут Трансформейшн Аутпут Корпорейшн" | Quasi-push-pull single-step dc voltage converter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010118703A (en) | 2011-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102301576B (en) | DC/DC converter and AC/DC converter | |
JP3514552B2 (en) | DC-DC converter | |
US9219421B2 (en) | Forward boost power converters and methods | |
TWI472140B (en) | DC-DC converter | |
US9509221B2 (en) | Forward boost power converters with tapped transformers and related methods | |
CN102047544A (en) | Fixed-frequency LLC resonant power regulator | |
CN103595260A (en) | Push-pull - flexible switching converter with serial-connected resonance unit | |
RU2455746C2 (en) | Two-stroke bridge converter | |
US20100328971A1 (en) | Boundary mode coupled inductor boost power converter | |
KR20120067571A (en) | Power converter integrating flyback converter | |
CN105024551A (en) | Resonance circuit, charger and uninterrupted power supply | |
JP6241334B2 (en) | Current resonance type DCDC converter | |
CN105634149A (en) | AC/AC injection type inductance coupling type wireless energy transmission apparatus | |
CN110299849A (en) | A kind of interleaving shunt-wound two-transistor forward power converter of phase shifting control | |
CN205610356U (en) | ACAC injection type inductive coupling formula wireless energy transmission device | |
RU2593148C1 (en) | Resonance bridge voltage converter | |
CN209389954U (en) | Tri-level half-bridge code converter | |
RU2510864C1 (en) | Bridge voltage converter | |
RU2717232C1 (en) | Two-cycle resonance dc-dc converter | |
CN109713908A (en) | Reconstruct the resonance converter of line modulation | |
CN106385179A (en) | Secondary side resonant isolation power supply conversion device | |
KR100998064B1 (en) | DC-DC converter using leakage inductor for Zero Current Swithching | |
RU2564679C1 (en) | Voltage converter of resonant type | |
RU148287U1 (en) | QUASI-RESONANT BRIDGE CONVERTER | |
CN100388602C (en) | DC-DC power convertor with low output ripple and low stresses of parts |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120625 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130720 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190513 |