RU2510862C1 - Stabilised quasiresonent converter - Google Patents

Stabilised quasiresonent converter Download PDF

Info

Publication number
RU2510862C1
RU2510862C1 RU2012137802/07A RU2012137802A RU2510862C1 RU 2510862 C1 RU2510862 C1 RU 2510862C1 RU 2012137802/07 A RU2012137802/07 A RU 2012137802/07A RU 2012137802 A RU2012137802 A RU 2012137802A RU 2510862 C1 RU2510862 C1 RU 2510862C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
circuits
power transformer
input
modulating
Prior art date
Application number
RU2012137802/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012137802A (en
Inventor
Валерий Владимирович Ваняев
Владимир Петрович Кириенко
Владимир Федорович Стрелков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" filed Critical Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники"
Priority to RU2012137802/07A priority Critical patent/RU2510862C1/en
Publication of RU2012137802A publication Critical patent/RU2012137802A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2510862C1 publication Critical patent/RU2510862C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention relates to converting equipment and it can be used for power supply systems of radar stations, radio-technical facilities, automatic and computer facilities. Stabilised quasiresonant converter contains two in-series charging MIS transistors, two series-connected recuperating diodes, two series-connected capacitors, series-connected resonant capacitor and choke, power transformer, two rectifiers, two voltage dividers, filter capacitor, load resistor, modulating MIS transistor, two single-ended PLM-controllers, two control transformers, time-setting RC-circuit, emitter follower, two differentiating RC-circuits. There is measuring winding of power transformer, the second modulating MIS transistor, two single-ended PLM-controllers, three time-setting RC-circuits, two differentiating RC-circuits, the second emitter follower, two summators, integrator, filter, clock-pulse generator, trigger, two logical AND components with respective relations.
EFFECT: improving operational performance of the converter, reducing its weight and dimensions, increasing efficiency factor, improving reliability and expanding its application scope due to exclusion of magnet flux direct component in power transformer.
1 dwg

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропитания радиолокационных станций, устройств радиотехники, автоматики и вычислительной техники.The invention relates to a conversion technique and can be used in power systems of radar stations, radio engineering devices, automation and computer technology.

Известен стабилизированный квазирезонансный преобразователь с широтно-импульсной модуляцией [1]. Преобразователь содержит положительную и отрицательную клеммы источника питания, два рекуперирующих диода, силовой трансформатор с первичной и двумя вторичными обмотками, два выпрямителя, резистор нагрузки, конденсатор фильтра, резонансный дроссель, резонансный конденсатор, два зарядных МДП-транзистора, два конденсатора, модулирующий МДП-транзистор, однотактный и двухтактный ШИМ-контроллеры [2], времязадающие резистор и конденсатор, цепь обратной связи по напряжению, управляющий трансформатор.Known stabilized quasi-resonant Converter with pulse-width modulation [1]. The converter contains the positive and negative terminals of the power source, two recuperating diodes, a power transformer with primary and two secondary windings, two rectifiers, a load resistor, a filter capacitor, a resonant inductor, a resonant capacitor, two charging MOS transistors, two capacitors, a modulating MOS transistor , single-cycle and push-pull PWM controllers [2], time-setting resistor and capacitor, voltage feedback circuit, control transformer.

Аналог имеет следующие недостатки:The analogue has the following disadvantages:

1. Наличие второй вторичной обмотки увеличивает габариты и массу трансформатора;1. The presence of a second secondary winding increases the size and weight of the transformer;

2. В режиме работы, когда на затвор модулирующего МДП-транзистора подается импульс максимальной длительности, трансформатор работает в режиме короткого замыкания. Ток зарядного контура протекает по первичной обмотке, второй вторичной обмотке трансформатора, второму выпрямителю, модулирующему МДП-транзистору, что снижает КПД преобразователя;2. In the operating mode, when a pulse of maximum duration is supplied to the gate of the modulating MOS transistor, the transformer operates in short circuit mode. The charging circuit current flows through the primary winding, the second secondary winding of the transformer, the second rectifier, modulating the MOS transistor, which reduces the efficiency of the converter;

3. Наличие второй вторичной обмотки приводит к образованию дополнительных паразитных «LC»-контуров, что приводит к увеличению уровня радиопомех;3. The presence of a second secondary winding leads to the formation of additional spurious "LC" circuits, which leads to an increase in the level of radio interference;

4. Обратная связь по напряжению осуществляется довольно сложной цепью и содержит много элементов, что снижает ее быстродействие и допустимую динамическую нестабильность выходного напряжения.4. Voltage feedback is carried out by a rather complex circuit and contains many elements, which reduces its speed and permissible dynamic instability of the output voltage.

Отмеченные недостатки ограничивают область применения схемы аналога.The noted disadvantages limit the scope of the analog circuit.

Наиболее близким по технической сущности является стабилизированный квазирезонансный преобразователь [3], принятый за прототип, который содержит источник питания, два последовательно соединенных зарядных МДП-транзистора, два последовательно соединенных рекуперирующих диода, два последовательно соединенных конденсатора, два выпрямителя, силовой трансформатор, последовательно соединенные резонансные конденсатор и дроссель, конденсатор фильтра, резистор нагрузки, модулирующий МДП-транзистор, два делителя напряжения, один двухтактный и два однотактных ШИМ-контроллера, времязадающие конденсатор и резистор, два управляющих трансформатора, эмиттерный повторитель, две дифференцирующие цепи.The closest in technical essence is a stabilized quasi-resonant converter [3], adopted for the prototype, which contains a power source, two series-connected charging MOS transistors, two series-connected recovery diodes, two series-connected capacitors, two rectifiers, a power transformer, series-connected resonant capacitor and inductor, filter capacitor, load resistor, modulating MOS transistor, two voltage dividers, one push-pull and two single-ended PWM controller, timing capacitor and resistor, two control transformer emitter follower, two differentiating circuits.

Недостаток вышеприведенных устройств состоит в том, что при стабилизации выходного напряжения преобразователя, в условиях циклически изменяющейся нагрузки, когда интервалы значительной (номинальной) нагрузки чередуются с интервалами незначительной нагрузки (режимы, близкие к холостому ходу), что имеет место в условиях применения преобразователей в радиолокационных станциях, происходит существенное изменение длительности проводящего состояния модулирующего транзистора и значений вольт-секундных интегралов напряжения на обмотках силового трансформатора.The disadvantage of the above devices is that when the output voltage of the converter is stabilized, under conditions of cyclically changing load, when intervals of a significant (nominal) load alternate with intervals of a small load (modes close to idling), which occurs under the conditions of application of converters in radar stations, there is a significant change in the duration of the conductive state of the modulating transistor and the values of volt-second voltage integrals on the windings with silt transformer.

При работе устройства на интервале большой нагрузки длительность проводящего состояния модулирующего транзистора невелика и напряжение к обмоткам трансформатора прикладывается в течение длительного интервала, вольт-секундные интегралы и приращения магнитной индукции трансформатора значительны.When the device is operating on a large load interval, the duration of the conductive state of the modulating transistor is small and the voltage to the transformer windings is applied for a long period, the volt-second integrals and increments of the magnetic induction of the transformer are significant.

На интервале малой нагрузки длительность проводящего состояния модулирующего транзистора значительна и напряжение к обмоткам трансформатора прикладывается в течение короткого интервала времени, вольт-секундные интегралы малы и магнитная индукция в трансформаторе меняется мало, сохраняя то значение, которое было на момент окончания предыдущего цикла. В результате в магнитопроводе трансформатора появляется постоянная составляющая индукции.In the low-load interval, the duration of the conducting state of the modulating transistor is significant and the voltage is applied to the transformer windings for a short time interval, the volt-second integrals are small, and the magnetic induction in the transformer changes little, maintaining the value that was at the time the previous cycle ended. As a result, a constant component of induction appears in the magnetic circuit of the transformer.

С началом нового цикла, на первом же полупериоде работы преобразователя с большой нагрузкой за счет уменьшения длительности проводящего состояния модулирующего транзистора и значительного увеличения вольт-секундных интегралов индукция магнитопровода трансформатора получает значительное приращение, которое суммируется с постоянной составляющей индукции от предыдущего цикла. В результате значение индукции превышает номинальное значение даже без учета возможного следования подряд друг за другом нескольких подобных циклов, когда происходит процесс непрерывного увеличения магнитной индукции.With the beginning of a new cycle, at the first half-period of operation of the converter with a large load due to a decrease in the duration of the conductive state of the modulating transistor and a significant increase in volt-second integrals, the induction of the transformer magnetic core receives a significant increment, which is summed with the constant component of the induction from the previous cycle. As a result, the induction value exceeds the nominal value even without taking into account the possible successive succession of several similar cycles, when there is a process of continuous increase in magnetic induction.

Появление постоянной составляющей индукции вызывает насыщение магнитопровода силового трансформатора и резкое увеличение тока первичной обмотки, что приводит к токовой перегрузке зарядных МДП-транзисторов и выходу их из строя. Снижается надежность квазирезонансного преобразователя.The appearance of a constant component of induction causes saturation of the magnetic circuit of the power transformer and a sharp increase in the current of the primary winding, which leads to current overloading of charging MOS transistors and their failure. The reliability of the quasi-resonant converter is reduced.

Для устранения эффекта насыщения в прототипе применяют магнитопроводы с небольшой крутизной кривой намагничивания. Такие магнитопроводы обладают малой магнитной проницаемостью, а трансформаторы с такими магнитопроводами - малой индуктивностью намагничивания и большим намагничивающим током. Поэтому для получения требуемого тока намагничивания в прототипе необходимо увеличение числа витков обмоток трансформатора, что, в свою очередь, приводит к увеличению его массы и габаритов, потерь в обмотках и снижению КПД.To eliminate the saturation effect in the prototype, magnetic cores with a small slope of the magnetization curve are used. Such magnetic cores have a low magnetic permeability, and transformers with such magnetic cores have a low magnetization inductance and a large magnetizing current. Therefore, to obtain the required magnetization current in the prototype, it is necessary to increase the number of turns of the transformer windings, which, in turn, leads to an increase in its mass and dimensions, losses in the windings and lower efficiency.

Технический результат изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик преобразователя (снижение массогабаритных показателей, увеличение КПД, повышение надежности, а также расширение области его применения) за счет исключения постоянной составляющей магнитного потока в магнитопроводе силового трансформатора квазирезонансного преобразователя.The technical result of the invention is the improvement of the operational characteristics of the converter (reducing overall dimensions, increasing efficiency, increasing reliability, as well as expanding the scope of its application) by eliminating the constant component of the magnetic flux in the magnetic core of the power transformer of the quasi-resonant converter.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемый стабилизированный квазирезонансный преобразователь, содержащий два последовательно соединенных зарядных МДП-транзистора, два последовательно соединенных рекуперирующих диода, два последовательно соединенных конденсатора, последовательно соединенные резонансные конденсатор и дроссель, силовой трансформатор, два выпрямителя, два делителя напряжения, конденсатор фильтра, резистор нагрузки, модулирующий МДП-транзистор, два однотактных ШИМ-контроллера, два управляющих трансформатора, времязадающую «КС»-цепь, эмиттерный повторитель, две дифференцирующие «КС»-цепи, дополнительно введены измерительная обмотка силового трансформатора, второй модулирующий МДП-транзистор, два однотактных ШИМ-контроллера, три времязадающие «КС»-цепи, две дифференцирующие «КС»-цепи, второй эмиттерный повторитель, два сумматора, интегратор, фильтр, генератор тактовых импульсов, триггер, два логических элемента «И».The technical result is achieved by the fact that the proposed stabilized quasi-resonant converter containing two series-connected charging MOS transistors, two series-connected recovery diodes, two series-connected capacitors, series-connected resonant capacitor and inductor, power transformer, two rectifiers, two voltage dividers, capacitor filter, load resistor, modulating MOS transistor, two single-cycle PWM controllers, two control transf a rimator, a “KS” circuit, an emitter follower, two differentiating “KS” circuits, an additional measuring transformer winding, a second modulating MOS transistor, two single-cycle PWM controllers, three “KS” circuits, two differentiating “KS” circuits are additionally introduced KS "-chains, the second emitter repeater, two adders, an integrator, a filter, a clock, a trigger, two logical elements" AND ".

При этом, как и в прототипе, в предлагаемом преобразователе сток первого зарядного МДП-транзистора, катод первого рекуперирующего диода и первый вывод первого конденсатора подключены к положительной клемме источника питания, а исток второго зарядного МДП-транзистора, анод второго рекуперирующего диода и второй вывод второго конденсатора подключены к отрицательной клемме источника питания, общая точка соединения зарядных МДП-транзисторов и рекуперирующих диодов через резонансный конденсатор и дроссель подключены к началу первичной обмотки силового трансформатора, конец которой подключен к общей точке соединения конденсаторов, а к вторичной обмотке силового трансформатора подключены первый выпрямитель, к выходу которого подключен резистор нагрузки, шунтированный конденсатором фильтра, и второй выпрямитель, к плюсовому выводу которого подключен сток модулирующего МДП-транзистора, а к минусовому, соединенному с минусовым выходом первого выпрямителя, - его исток, выходы первого и второго управляющих трансформаторов подключены к затворам первого и второго зарядных МДП-транзисторов. Кроме того, в отличие от прототипа, в предлагаемом преобразователе сток-исток второго модулирующего МДП-транзистора подключен к сток-истоку первого модулирующего МДП-транзистора, конец измерительной обмотки силового трансформатора соединен с минусовым выводом первого и второго выпрямителей, а начало - с входом интегратора, выход которого через фильтр соединен с первыми входами первого и второго сумматоров, выход первого делителя напряжения, вход которого подключен к плюсовому выводу первого выпрямителя, соединен с неинвертирующим входом «IN» [2, стр.4] (вход 2 - W2) четвертого ШИМ-контроллера и вторым входом первого сумматора, выход которого соединен с неинвертирующим входом «IN» третьего ШИМ-контроллера, вход второго делителя напряжения подключен к выходу «REF» третьего ШИМ-контроллера, а его выход подключен к инвертирующему входу «IN» [2, стр.4] (вход 1 - W1) третьего ШИМ-контроллера и ко второму входу второго сумматора, выход которого соединен с инвертирующим входом «IN» четвертого ШИМ-контроллера, выход генератора тактовых импульсов соединен с входом триггера и вторыми входами первого и второго логических элементов «И», первый и второй выходы триггера соединены с первыми входами первого и второго логических элементов «И», соответственно, выход первого логического элемента «И» через первый эмиттерный повторитель соединен с входами второй и четвертой дифференцирующих «RC»-цепей, а выход второго логического элемента «И» через второй эмиттерный повторитель соединен с входами первой и третьей дифференцирующих «RC»-цепей, выходы первой, второй, третьей и четвертой дифференцирующих «RC-цепей подключены к третьим выводам первой, второй, третьей и четвертой времязадающих «RC»-цепей, выводы 1, 2 которых соединены с выводами «R» и «С» первого, второго, третьего и четвертого ШИМ-контроллеров, соответственно, выходы «В» первого и второго ШИМ-контроллеров подключены к входам первого и второго управляющих трансформаторов, а выходы «В» третьего и четвертого ШИМ-контроллеров подключены к затворам первого и второго модулирующих МДП-транзисторов.In this case, as in the prototype, in the proposed converter, the drain of the first charging MOS transistor, the cathode of the first recovery diode and the first output of the first capacitor are connected to the positive terminal of the power supply, and the source of the second charging MOS transistor, the anode of the second recovery diode and the second output of the second capacitor connected to the negative terminal of the power source, the common connection point of the charging MOS transistors and recovery diodes through a resonant capacitor and inductor are connected to the beginning of the primary windings of the power transformer, the end of which is connected to the common point of the capacitors connection, and the first rectifier is connected to the secondary winding of the power transformer, the output of which is connected to a load resistor shunted by the filter capacitor, and the second rectifier, to the positive terminal of which is connected the drain of the modulating MOS transistor, and to the negative connected to the negative output of the first rectifier, its source, the outputs of the first and second control transformers are connected to the gates of the first and second charging DP-transistors. In addition, unlike the prototype, in the proposed converter, the drain-source of the second modulating MOS transistor is connected to the drain-source of the first modulating MOS transistor, the end of the measuring winding of the power transformer is connected to the negative terminal of the first and second rectifiers, and the beginning to the input of the integrator , the output of which through a filter is connected to the first inputs of the first and second adders, the output of the first voltage divider, the input of which is connected to the plus terminal of the first rectifier, is connected to a non-inverting input house “IN” [2, page 4] (input 2 - W2) of the fourth PWM controller and the second input of the first adder, the output of which is connected to the non-inverting input “IN” of the third PWM controller, the input of the second voltage divider is connected to the output of “REF »Of the third PWM controller, and its output is connected to the inverting input“ IN ”[2, p. 4] (input 1 - W1) of the third PWM controller and to the second input of the second adder, the output of which is connected to the inverting input“ IN ”of the fourth PWM controller, the output of the clock generator is connected to the input of the trigger and the second inputs p of the first and second logical elements “AND”, the first and second outputs of the trigger are connected to the first inputs of the first and second logical elements “And”, respectively, the output of the first logical element “And” through the first emitter repeater is connected to the inputs of the second and fourth differentiating “RC” -circuits, and the output of the second logical element “AND” through the second emitter follower is connected to the inputs of the first and third differentiating “RC” circuits, the outputs of the first, second, third and fourth differentiating “RC-circuits are connected to the third Am of the first, second, third and fourth time-setting “RC” circuits, pins 1, 2 of which are connected to the pins “R” and “C” of the first, second, third and fourth PWM controllers, respectively, the outputs “B” of the first and second PWM controllers are connected to the inputs of the first and second control transformers, and the outputs "B" of the third and fourth PWM controllers are connected to the gates of the first and second modulating MOS transistors.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого стабилизированного квазирезонансного преобразователя, где приняты следующие обозначения:The drawing shows a structural diagram of the proposed stabilized quasi-resonant transducer, where the following notation:

1, 2 - положительная и отрицательная клеммы источника питания;1, 2 - positive and negative terminals of the power source;

3, 4 - первый и второй зарядные МДП-транзисторы;3, 4 - the first and second charging MOS transistors;

5, 6 - первый и второй рекуперирующие диоды;5, 6 - the first and second recovery diodes;

7, 8 - первый и второй конденсаторы;7, 8 - the first and second capacitors;

9 - резонансный конденсатор;9 - resonant capacitor;

10 - резонансный дроссель;10 - resonant inductor;

11 - силовой трансформатор;11 - power transformer;

12 - измерительная обмотка силового трансформатора;12 - measuring winding of a power transformer;

13, 14 - первый и второй выпрямители;13, 14 - the first and second rectifiers;

15, 16 - первый и второй модулирующие МДП-транзисторы;15, 16 - the first and second modulating MOS transistors;

17 - первый делитель напряжения;17 - the first voltage divider;

18 - конденсатор фильтра;18 - filter capacitor;

19 - резистор нагрузки;19 - load resistor;

20, 21 - первый и второй сумматоры;20, 21 - the first and second adders;

22, 23 - первый и второй управляющие трансформаторы;22, 23 - the first and second control transformers;

24 - второй делитель напряжения;24 - the second voltage divider;

25, 26, 27, 28 - первый, второй, третий и четвертый ШИМ-контроллеры;25, 26, 27, 28 - the first, second, third and fourth PWM controllers;

29 - интегратор;29 - integrator;

30 - фильтр;30 - filter;

31, 32, 33, 34 - первая, вторая, третья и четвертая времязадающие «RC»-цепи;31, 32, 33, 34 - the first, second, third and fourth time-defining “RC” chains;

35, 36, 37, 38 - первая, вторая, третья и четвертая дифференцирующие «RC»-цепи;35, 36, 37, 38 — the first, second, third, and fourth differentiating “RC” chains;

39 - генератор тактовых импульсов;39 - clock generator;

40 - триггер;40 - trigger;

41, 42 - первый и второй логические элементы «И»;41, 42 - the first and second logical elements "AND";

43, 44 - первый и второй эмиттерные повторители.43, 44 - the first and second emitter repeaters.

Точками на схеме обозначены начала обмоток силового трансформатора 11.The dots in the diagram indicate the beginning of the windings of the power transformer 11.

Стабилизированный квазирезонансный преобразователь работает от двух источников питания, не показанных на чертеже. К клеммам 1, 2 первого источника питания подключены два последовательно соединенных зарядных МДП-транзистора 3, 4, два последовательно соединенных рекуперирующих диода 5, 6 и два последовательно соединенных конденсатора 7, 8. При этом сток первого зарядного МДП-транзистора 3, катод первого рекуперирующего диода 5 и первый вывод первого конденсатора 7 подключены к положительной клемме источника питания 1, а исток второго зарядного МДП-транзистора 4, анод второго рекуперирующего диода 6 и второй вывод второго конденсатора 8 - к отрицательной клемме источника питания 2. Общая точка соединения зарядных МДП-транзисторов 3, 4 и рекуперирующих диодов 5, 6 через резонансный конденсатор 9 и дроссель 10 соединены с началом первичной обмотки силового трансформатора 11, конец которой соединен с общей точкой соединения конденсаторов 7 и 8.The stabilized quasi-resonant converter is powered by two power sources not shown in the drawing. Two series-connected charging MOS transistors 3, 4, two series-connected recovery diodes 5, 6 and two series-connected capacitors 7, 8 are connected to the terminals 1, 2 of the first power source. In this case, the drain of the first charging MOS transistor 3, the cathode of the first regenerating diode 5 and the first output of the first capacitor 7 are connected to the positive terminal of the power source 1, and the source of the second charging MOS transistor 4, the anode of the second recovery diode 6 and the second output of the second capacitor 8 to the negative terminals e of the power source 2. The common connection point of the charging MOS transistors 3, 4 and the recovery diodes 5, 6 through the resonant capacitor 9 and the inductor 10 are connected to the beginning of the primary winding of the power transformer 11, the end of which is connected to the common connection point of the capacitors 7 and 8.

Вторичная обмотка силового трансформатора 11 подключена к входам выпрямителей 13 и 14, минусовые выходы которых соединены между собой. Параллельно выходу первого выпрямителя 13 подключены конденсатор фильтра 18 и резистор нагрузки 19.The secondary winding of the power transformer 11 is connected to the inputs of the rectifiers 13 and 14, the negative outputs of which are interconnected. In parallel with the output of the first rectifier 13, a filter capacitor 18 and a load resistor 19 are connected.

К плюсовому выводу первого выпрямителя 13 подключен вход первого делителя напряжения 17, выход которого соединен с неинвертирующим входом «IN» четвертого ШИМ-контроллера 28, и входом 2 первого сумматора 20, выход которого соединен с неинвертирующим входом «IN» третьего ШИМ-контроллера 27. К плюсовому выводу второго выпрямителя 14 подключены стоки модулирующих МДП-транзисторов 15 и 16, а к минусовому выводу - их истоки.The input of the first voltage divider 17, the output of which is connected to the non-inverting input “IN” of the fourth PWM controller 28, and the input 2 of the first adder 20, the output of which is connected to the non-inverting input “IN” of the third PWM controller 27, is connected to the positive output of the first rectifier 13. The outputs of the modulating MOS transistors 15 and 16 are connected to the positive output of the second rectifier 14, and their sources are connected to the negative output.

Вход второго делителя напряжения 24 подключен к выводу «REF» третьего ШИМ-контроллера 27, а его выход подключен к инвертирующему входу «IN» третьего ШИМ-контроллера 27, а также ко второму входу второго сумматора 21, выход которого соединен с инвертирующим входом «IN» четвертого ШИМ-контроллера 28.The input of the second voltage divider 24 is connected to the output "REF" of the third PWM controller 27, and its output is connected to the inverting input "IN" of the third PWM controller 27, as well as to the second input of the second adder 21, the output of which is connected to the inverting input "IN "Fourth PWM controller 28.

Конец измерительной обмотки 12 подсоединен к минусовому выводу выпрямителей 13 и 14, а ее начало - к входу интегратора 29, выход которого через фильтр 30 подключен к первым входам сумматоров 20 и 21.The end of the measuring winding 12 is connected to the negative terminal of the rectifiers 13 and 14, and its beginning is connected to the input of the integrator 29, the output of which through the filter 30 is connected to the first inputs of the adders 20 and 21.

Затворы первого и второго зарядных МДП-транзисторов 3 и 4 через первый и второй управляющие трансформаторы 22 и 23 присоединены к неинвертирующим выходам «В» первого 25 и второго 26 ШИМ-контроллеров.The gates of the first and second charging MOS transistors 3 and 4 through the first and second control transformers 22 and 23 are connected to the non-inverting outputs "B" of the first 25 and second 26 PWM controllers.

Затворы первого 15 и второго 16 модулирующих МДП-транзисторов и присоединены к неинвертирующим выходам «В» третьего и четвертого ШИМ-контроллеров 27, 28.The gates of the first 15 and second 16 modulating MOS transistors are connected to the non-inverting outputs "B" of the third and fourth PWM controllers 27, 28.

Выход генератора тактовых импульсов 39 подключен к входу триггера 40 и ко вторым входам первого 41 и второго 42 логических элементов «И», первые входы которых соединены с первым и вторым выходами триггера 40, соответственно.The output of the clock generator 39 is connected to the input of the trigger 40 and to the second inputs of the first 41 and second 42 logic elements "And", the first inputs of which are connected to the first and second outputs of the trigger 40, respectively.

К выводам «R» и «С» первого 25, второго 26, третьего27 и четвертого 28 ШИМ-контроллеров подключены выводы 1, 2 первой 31, второй 32, третьей 33 и четвертой 34 времязадающих «RC» цепей. К третьим входам первой 31, второй 32, третьей 33 и четвертой 34 времязадающих «RC»-цепей подключены выходы первой 35, второй 36, третей 37 и четвертой 38 дифференцирующих «RC»-цепей. Входы первой 35 и третьей 37 дифференцирующих «RC»-цепей подключены к выходу второго эмиттерного повторителя 44, а входы второй 36 и четвертой 38 дифференцирующих «RC»-цепей - к выходу первого эмиттерного повторителя 43.The pins “R” and “C” of the first 25, second 26, third27 and fourth 28 PWM controllers are connected to pins 1, 2 of the first 31, second 32, third 33 and fourth 34 of the timing “RC” circuits. The outputs of the first 35, second 36, third 37, and fourth 38 differentiating “RC” circuits are connected to the third inputs of the first 31, second 32, third 33, and fourth 34 time-specifying “RC” circuits. The inputs of the first 35 and third 37 differentiating "RC" circuits are connected to the output of the second emitter follower 44, and the inputs of the second 36 and fourth 38 differentiating "RC" circuits are connected to the output of the first emitter follower 43.

Входы первого и второго эмиттерных повторителей 43 и 44 подключены к выходам первого и второго логических элементов «И» 41 и 42, соответственно.The inputs of the first and second emitter repeaters 43 and 44 are connected to the outputs of the first and second logic elements "And" 41 and 42, respectively.

Стабилизированный квазирезонансный преобразователь работает следующим образом.Stable quasi-resonant transducer operates as follows.

После подачи питания на активные устройства преобразователя от дополнительного источника, не показанного на чертеже, и подачи напряжения на клеммы 1, 2 начинает работать генератор тактовых импульсов 39, триггер 40, логические элементы «И» 41, 42, эмиттерные повторители 43, 44, ШИМ-контроллеры 25, 26, 27, 28, интегратор 29. Генератор 39 формирует тактовые импульсы требуемой частоты и длительности, примерно равной 1/10 периода их следования.After supplying power to the active devices of the converter from an additional source, not shown in the drawing, and supplying voltage to terminals 1, 2, the clock generator 39, trigger 40, logic elements “I” 41, 42, emitter repeaters 43, 44, PWM -controllers 25, 26, 27, 28, integrator 29. Generator 39 generates clock pulses of the required frequency and duration, approximately equal to 1/10 of their period.

С выхода генератора 39 формируемые импульсы подаются на вход триггера 40, вызывая его периодическое переключение. Одновременно импульсы с выхода генератора 39 подаются на вторые входы первого 41 и второго 42 логических элементов «И». С первого и второго выходов триггера 40 импульсы подаются на первые входы первого 41 и второго 42 логических элементов «И».From the output of the generator 39, the generated pulses are fed to the input of the trigger 40, causing its periodic switching. At the same time, pulses from the output of the generator 39 are fed to the second inputs of the first 41 and second 42 logical elements "AND". From the first and second outputs of the trigger 40 pulses are fed to the first inputs of the first 41 and second 42 logic elements "And".

С выхода первого логического элемента «И» 41 импульсы через первый эмиттерный повторитель 43 подаются на входы второй 36 и четвертой 38 дифференцирующих «RC»-цепей, с выходов которых импульсы подаются на третьи входы второй 32 и четвертой 34 времязадающих «RC»-цепей. Этим обеспечивается синхронная работа второго 26 и четвертого 28 ШИМ-контроллеров.From the output of the first logical element “AND” 41, the pulses through the first emitter follower 43 are fed to the inputs of the second 36 and fourth 38 differentiating “RC” circuits, the outputs of which pulses are fed to the third inputs of the second 32 and fourth 34 timing “RC” circuits. This ensures the synchronous operation of the second 26 and fourth 28 PWM controllers.

С выхода второго логического элемента «И» 42 импульсы через второй эмиттерный повторитель 44 подаются на входы первой 35 и третьей 37 дифференцирующих «RC»-цепей, с выходов которых импульсы подаются на третьи входы первой 31 и третьей 33 времязадающих «RC»-цепей. Этим обеспечивается синхронная работа первого 25 и третьего 27 ШИМ-контроллеров.From the output of the second logical element “AND” 42 pulses through the second emitter follower 44 are fed to the inputs of the first 35 and third 37 differentiating “RC” circuits, the outputs of which pulses are fed to the third inputs of the first 31 and third 33 timing “RC” circuits. This ensures the synchronous operation of the first 25 and third 27 PWM controllers.

С неинвертирующих выходов «В» первого 25 и второго 26 ШИМ-контроллеров через первый 22 и второй 23 управляющие трансформаторы импульсы требуемой длительности подаются на затворы первого 3 и второго 4 зарядных МДП-транзисторов, обеспечивая их поочередное включение. Длительность этих импульсов примерно равна 1/2 периода следования тактовых импульсов генератора.From the non-inverting outputs "B" of the first 25 and second 26 PWM controllers through the first 22 and second 23 control transformers, pulses of the required duration are fed to the gates of the first 3 and second 4 charging MOS transistors, ensuring their alternate switching on. The duration of these pulses is approximately equal to 1/2 the repetition period of the clock pulses of the generator.

С неинвертирующих выходов «В» третьего 27 и четвертого 28 ШИМ-контроллеров импульсы управления подаются на затворы первого 15 и второго 16 модулирующих МДП-транзисторов, обеспечивая их поочередное включение.From the non-inverting outputs “B” of the third 27 and fourth 28 PWM controllers, control pulses are fed to the gates of the first 15 and second 16 modulating MOS transistors, ensuring their alternate switching on.

Величина напряжения на резисторе нагрузки 19 при постоянном ее сопротивлении определяется величиной напряжения на выходах первого 17 и второго 24 делителей напряжения. Эти же напряжения определяют длительность импульсов на неинвертирующих выходах «В» третьего 27 и четвертого 28 ШИМ-контроллеров и, следовательно, длительность проводящего состояния первого 15 и второго 16 модулирующих МДП-транзисторов. При увеличении длительности проводящего состояния первого 15 и второго 16 модулирующих МДП-транзисторов напряжение на резисторе нагрузки 19 уменьшается.The magnitude of the voltage across the load resistor 19 with its constant resistance is determined by the magnitude of the voltage at the outputs of the first 17 and second 24 voltage dividers. The same voltages determine the duration of the pulses at the non-inverting outputs "B" of the third 27 and fourth 28 PWM controllers and, therefore, the duration of the conductive state of the first 15 and second 16 modulating MOS transistors. With increasing duration of the conductive state of the first 15 and second 16 modulating MOS transistors, the voltage across the load resistor 19 decreases.

После включения питания в первый момент времени третий 27 и четвертый 28 ШИМ-контроллеры обеспечивают плавный пуск преобразователя, формируя на своих выходах «В» импульсы максимальной длительности. Модулирующие МДП-транзисторы 15, 16 открыты, и через выпрямитель 14 замыкают вторичную обмотку силового трансформатора 11. На первичной обмотке силового трансформатора 11 напряжение практически равно нулю, так как приведенное активное сопротивление резонансного контура равно нулю. Напряжение на выходе выпрямителя 13 и, следовательно, на резисторе нагрузки 19 также равно нулю.After turning on the power at the first moment of time, the third 27 and fourth 28 PWM controllers provide a smooth start-up of the converter, forming pulses of maximum duration at their outputs "B". The modulating MOS transistors 15, 16 are open, and through the rectifier 14 they close the secondary winding of the power transformer 11. At the primary winding of the power transformer 11, the voltage is almost zero, since the reduced resistance of the resonant circuit is zero. The voltage at the output of the rectifier 13 and, therefore, at the load resistor 19 is also equal to zero.

При включении первого зарядного МДП-транзистора 3 прямой ток резонансного контура протекает по цепи: положительная клемма 1, сток-исток МДП-транзистора 3, резонансный конденсатор 9, резонансный дроссель 10, первичная обмотка силового трансформатора 11, конденсатор 8, отрицательная клемма 2. Поскольку активное сопротивление резонансного контура практически равно нулю, возникает обратный ток, который протекает по цепи: отрицательная клемма 2, конденсатор 8, первичная обмотка силового трансформатора 11, резонансный дроссель 10, резонансный конденсатор 9, рекуперирующий диод 5, положительная клемма 1. Происходит рекуперация энергии в цепь питания преобразователя.When you turn on the first charging MOS transistor 3, the direct current of the resonant circuit flows through the circuit: positive terminal 1, drain-source of the MOS transistor 3, resonant capacitor 9, resonant inductor 10, primary winding of the power transformer 11, capacitor 8, negative terminal 2. Since the active resistance of the resonant circuit is almost zero, there is a reverse current that flows through the circuit: negative terminal 2, capacitor 8, primary winding of the power transformer 11, resonant inductor 10, resonant condenser Sator 9, recovery diode 5, positive terminal 1. Energy is recovered to the converter power circuit.

При включении второго зарядного МДП-транзистора 4 прямой ток резонансного контура протекает по цепи: положительная клемма 1, конденсатор 7, первичная обмотка силового трансформатора 11, резонансный дроссель 10, резонансный конденсатор 9, сток-исток МДП-транзистора 4, отрицательная клемма 2. Поскольку активное сопротивление резонансного контура практически равно нулю, возникает обратный ток, который протекает по цепи: отрицательная клемма 2, рекуперирующий диод 6, резонансный конденсатор 9, резонансный дроссель 10, первичная обмотка силового трансформатора 11, конденсатор 7, положительная клемма 1. Происходит рекуперация энергии в цепь питания преобразователя.When the second charging MOS transistor 4 is turned on, the direct current of the resonant circuit flows through the circuit: positive terminal 1, capacitor 7, primary winding of the power transformer 11, resonant inductor 10, resonant capacitor 9, drain-source of the MOS transistor 4, negative terminal 2. Since the active resistance of the resonant circuit is almost zero, a reverse current arises that flows through the circuit: negative terminal 2, recovery diode 6, resonant capacitor 9, resonant inductor 10, primary winding of the power supply descriptor 11, capacitor 7, positive terminal 1. Energy is being recovered to the converter power circuit.

В процессе пуска на неинвертирующих выходах «В» третьего 27 и четвертого 28 ШИМ-контроллеров постепенно уменьшается длительность импульсов управления. Образуются интервалы времени, где выпрямитель 14 не замыкает вторичную обмотку силового трансформатора 11. Через первичную обмотку силового трансформатора 11 начинает протекать ток. На выходе выпрямителя 13 и, следовательно, на резисторе нагрузки 19 появляется напряжение.During start-up at the non-inverting outputs “B” of the third 27 and fourth 28 PWM controllers, the duration of the control pulses gradually decreases. Time intervals are formed where the rectifier 14 does not close the secondary winding of the power transformer 11. A current flows through the primary winding of the power transformer 11. The output of the rectifier 13 and, therefore, the load resistor 19 appears voltage.

По мере заряда конденсатора фильтра 18 и возрастания напряжения на резисторе нагрузки 19 приведенное активное сопротивление цепи резонансного контура возрастает, величина обратного тока уменьшается и далее протекает только прямой ток.As the filter capacitor 18 charges and the voltage across the load resistor 19 increases, the reduced active resistance of the resonant circuit increases, the return current decreases and then only forward current flows.

Плавный пуск продолжается до момента времени, когда напряжение на резисторе нагрузки 19 достигнет номинального значения. Начинает работать обратная связь по напряжению. Преобразователь переходит в режим стабилизации напряжения на резисторе нагрузки 19.Soft start continues until the time when the voltage across the load resistor 19 reaches the rated value. Voltage feedback starts to work. The converter goes into voltage stabilization mode on the load resistor 19.

Напряжение на резисторе нагрузки 19 через делитель напряжения 17 цепи обратной связи по напряжению подается на неинвертирующие входы «IN» третьего 27 и четвертого 28 ШИМ-контроллеров. Происходит изменение длительности импульсов с неинвертирующих выходов «В» третьего 27 и четвертого 28 ШИМ-контроллеров, которое обеспечивает поддержание постоянства напряжения на резисторе нагрузки 19.The voltage across the load resistor 19 through the voltage divider 17 of the voltage feedback circuit is supplied to the non-inverting inputs “IN” of the third 27 and fourth 28 PWM controllers. There is a change in the duration of the pulses from the non-inverting outputs “B” of the third 27 and fourth 28 PWM controllers, which ensures that the voltage across the load resistor 19 is constant.

При минимально допустимом напряжении на клеммах 1, 2 на затворы первого 15 и второго 16 модулирующих МДП-транзисторов подаются импульсы с выходов «В» третьего 27 и четвертого 28 ШИМ-контроллеров минимальной длительности.At the minimum allowable voltage at terminals 1, 2, the gates of the first 15 and second 16 modulating MOS transistors are supplied with pulses from the “B” outputs of the third 27 and fourth 28 PWM controllers of minimum duration.

При коротком замыкании в нагрузке ток в резонансном контуре преобразователя ограничивается его волновым сопротивлением.With a short circuit in the load, the current in the resonant circuit of the converter is limited by its wave impedance.

При постоянной величине сопротивления нагрузки 19 вольт-секундные интегралы напряжения, прикладываемого к обмоткам трансформатора 11, неизменны. При этом кривая индукции магнитопровода трансформатора 11 и напряжение на выходе интегратора 29 содержат только переменную составляющую и не имеют постоянной составляющей, а напряжение фильтра 30 равно нулю, то есть обратная связь по постоянной составляющей индукции не работает.With a constant value of the load resistance 19 volt-second integrals of the voltage applied to the windings of the transformer 11 are unchanged. Moreover, the induction curve of the magnetic core of the transformer 11 and the voltage at the output of the integrator 29 contain only a variable component and do not have a constant component, and the voltage of the filter 30 is zero, that is, the feedback on the constant component of the induction does not work.

При динамической нагрузке, характеризующейся чередованием интервалов времени с большим и малым сопротивлением нагрузки 19, вольт-секундные интегралы напряжения, прикладываемого к обмоткам трансформатора 11, имеют различные значения, что вызывает появление постоянной составляющей индукции, а также напряжения на выходе интегратора 29 и на выходе фильтра 30. Начинает работать обратная связь по постоянной составляющей индукции.With a dynamic load, characterized by alternating time intervals with large and small load resistance 19, the volt-second integrals of the voltage applied to the windings of the transformer 11 have different values, which causes the appearance of a constant component of induction, as well as the voltage at the output of the integrator 29 and at the output of the filter 30. Feedback begins on the constant component of induction.

При работе устройства на интервале большой нагрузки длительность вольт-секундных интегралов и приращения магнитной индукции трансформатора значительны.When the device is operating on a heavy load interval, the duration of the volt-second integrals and the increments of the magnetic induction of the transformer are significant.

На интервале малой нагрузки вольт-секундные интегралы малы и магнитная индукция в трансформаторе меняется мало, сохраняя то значение, которое было на момент окончания предыдущего цикла. В результате в магнитопроводе трансформатора появляется постоянная составляющая индукции.In the low-load interval, the volt-second integrals are small and the magnetic induction in the transformer changes little, maintaining the value that was at the time the previous cycle ended. As a result, a constant component of induction appears in the magnetic circuit of the transformer.

Появление постоянной составляющей индукции вызывает насыщение магнитопровода силового трансформатора и резкое увеличение тока первичной обмотки, что приводит к токовой перегрузке зарядных МДП-транзисторов и выходу их из строя.The appearance of a constant component of induction causes saturation of the magnetic circuit of the power transformer and a sharp increase in the current of the primary winding, which leads to current overloading of charging MOS transistors and their failure.

Длительность импульсов на неинвертирующем выходе «В» третьего 27 и четвертого 28 ШИМ-контроллеров и длительность проводящего состояния первого 15 и второго 16 модулирующих МДП-транзисторов зависит также от сопротивления резистора во втором делителе 24 и выходного напряжения фильтра 30.The pulse duration at the non-inverting output "B" of the third 27 and fourth 28 PWM controllers and the duration of the conductive state of the first 15 and second 16 modulating MOS transistors also depends on the resistance of the resistor in the second divider 24 and the output voltage of the filter 30.

При показанном на чертеже соединении элементов схемы транзисторы 3 и 15 работают при положительном напряжении на обмотках силового трансформатора 11, когда потенциал начала каждой обмотки трансформатора 11 положителен относительно ее конца, а транзисторы 4 и 16 работают при отрицательном напряжении.With the connection of the circuit elements shown in the drawing, transistors 3 and 15 operate at a positive voltage on the windings of the power transformer 11, when the potential of the beginning of each winding of the transformer 11 is positive relative to its end, and transistors 4 and 16 operate at a negative voltage.

Переменное напряжение, снимаемое с измерительной обмотки 12, поступает на вход интегратора 29, выходное напряжение которого пропорционально индукции магнитопровода силового трансформатора 11, и далее - на вход фильтра 30. Выходное напряжение фильтра 30 пропорционально постоянной составляющей индукции магнитопровода силового трансформатора 11.The alternating voltage taken from the measuring winding 12 is supplied to the input of the integrator 29, the output voltage of which is proportional to the induction of the magnetic circuit of the power transformer 11, and then to the input of the filter 30. The output voltage of the filter 30 is proportional to the constant component of the induction of the magnetic circuit of the power transformer 11.

При нулевом значении постоянной составляющей индукции магнитопровода силового трансформатора 11 выходное напряжение фильтра 30 равно нулю. При этом на инвертирующие входы «IN» третьего 27 и, через сумматор 21, четвертого 28 ШИМ-контроллеров подано напряжение со второго делителя 24, определяющее величину выходного напряжения преобразователя. На неинвертирующие входы «IN» третьего 27 и четвертого 28 ШИМ-контроллеров подано напряжение с выхода первого делителя 17, которое является сигналом обратной связи.When the value of the constant component of the induction of the magnetic core of the power transformer 11 is zero, the output voltage of the filter 30 is zero. At the same time, the voltage from the second divider 24, which determines the value of the output voltage of the converter, is applied to the inverting inputs “IN” of the third 27 and, through the adder 21, the fourth 28 of PWM controllers. The non-inverting inputs “IN” of the third 27 and fourth 28 PWM controllers are supplied with voltage from the output of the first divider 17, which is a feedback signal.

Полярность выходного напряжения фильтра 30 определяется разностью суммарных вольт-секундных интегралов, которые обеспечиваются первым 3 и вторым 4 зарядными МДП-транзисторами при работе преобразователя на интервале большой нагрузки.The polarity of the output voltage of the filter 30 is determined by the difference of the total volt-second integrals, which are provided by the first 3 and second 4 charging MOS transistors when the converter is operating on a heavy load interval.

Если положительный вольт-секундный интеграл, обусловленный работой зарядного МДП-транзистора 3, больше отрицательного вольт-секундного интеграла, обусловленного работой МДП-транзистора 4, то по окончании интервала большой нагрузки потенциал начала каждой обмотки трансформатора 11 положителен относительно ее конца. При этом выходное напряжение фильтра 30 положительно, выходное напряжение сумматоров 20 и 21 возрастает.If the positive volt-second integral due to the operation of the charging MOS transistor 3 is greater than the negative volt-second integral due to the operation of the MOS transistor 4, then at the end of the heavy load interval, the potential of the beginning of each winding of the transformer 11 is positive relative to its end. In this case, the output voltage of the filter 30 is positive, the output voltage of the adders 20 and 21 increases.

Увеличивается напряжение на неинвертирующем входе «IN» первого ШИМ-контроллера 27. За счет этого длительность его импульса на выходе «В» увеличивается. Возрастает также длительность проводящего состояния МДП-транзистора 15 и продолжительность шунтирования обмотки трансформатора 11 на положительном полупериоде напряжения на ней.The voltage at the non-inverting input “IN” of the first PWM controller 27 increases. Due to this, the duration of its pulse at the output “B” increases. The duration of the conducting state of the MOS transistor 15 and the duration of the shunting of the winding of the transformer 11 on the positive half-cycle of the voltage on it also increase.

Одновременно увеличивается напряжение, подаваемое на инвертирующий вход «IN» второго ШИМ-контроллера 28, что приводит к уменьшению длительности его импульса на неинвертирующем выходе «В». Уменьшается длительность проводящего состояния МДП-транзистора 16, и продолжительности шунтирования обмотки трансформатора 11 на отрицательном полупериоде напряжения на ней.At the same time, the voltage supplied to the inverting input “IN” of the second PWM controller 28 increases, which leads to a decrease in the duration of its pulse at the non-inverting output “B”. The duration of the conducting state of the MOS transistor 16, and the duration of the shunting of the winding of the transformer 11 on the negative half-cycle of the voltage on it are reduced.

Все это вызывает уменьшение положительного вольт-секундного интеграла, увеличение отрицательного вольт-секундного интеграла и снижение постоянной составляющей индукции магнитопровода силового трансформатора 11 до нуля.All this causes a decrease in the positive volt-second integral, an increase in the negative volt-second integral and a decrease in the constant component of the induction of the magnetic core of the power transformer 11 to zero.

За счет реализуемой таким образом обратной связи по постоянной составляющей индукции в начале каждого интервала большой нагрузки изменение индукции происходит с нулевого значения ее постоянной составляющей, что исключает насыщение магнитопровода силового трансформатора 11 и токовую перегрузку зарядных МДП-транзисторов 3, 4.Due to the feedback implemented in this way on the constant component of the induction at the beginning of each interval of a large load, the change in the induction occurs from a zero value of its constant component, which eliminates the saturation of the magnetic circuit of the power transformer 11 and the current overload of the charging MIS transistors 3, 4.

Исключение насыщения магнитопровода силового трансформатора позволяет:The exception of saturation of the magnetic core of the power transformer allows you to:

- реализовать трансформатор при малом сечении магнитопровода и небольшом количестве витков, что обеспечивает уменьшение массы и габаритов преобразователя в целом, повышение его КПД;- implement a transformer with a small cross section of the magnetic circuit and a small number of turns, which ensures a reduction in the mass and dimensions of the transducer as a whole, and an increase in its efficiency;

- предотвратить резкое увеличение тока первичной обмотки, токовую перегрузку зарядных МДП-транзисторов и выход их из строя при работе предлагаемого квазирезонансного преобразователя на динамическую нагрузку, что приводит к увеличению надежности изобретения;- to prevent a sharp increase in the current of the primary winding, the current overload of the charging MOS transistors and their failure during operation of the proposed quasi-resonant converter to dynamic load, which increases the reliability of the invention;

- реализовать работу трансформатора преобразователя при различных режимах работы нагрузки, что обеспечивает расширение области его применения.- realize the operation of the transformer of the converter under various operating modes of the load, which ensures the expansion of its scope.

Таким образом, за счет введения новых элементов и связей между ними обеспечивается:Thus, due to the introduction of new elements and the relationships between them, it is ensured:

- повышение надежности во всех режимах работы нагрузки и КПД преобразователя в целом;- improving reliability in all operating modes of the load and efficiency of the Converter as a whole;

- уменьшение его массы и габаритов;- reduction of its mass and dimensions;

- расширение области применения предлагаемого квазирезонансного преобразователя за счет возможности его использования при динамической нагрузке.- expanding the scope of the proposed quasi-resonant converter due to the possibility of its use under dynamic load.

Источники информацииInformation sources

1. Патент на изобретение РФ №2385526, Стабилизированный квазирезонансный преобразователь / Кириенко В.П., Стрелков В.Ф., Бюл. №9, 2010 г.1. Patent for the invention of the Russian Federation No. 2385526, Stabilized quasi-resonant transducer / Kirienko VP, Strelkov VF, Bull. No 9, 2010

2. Схемы ШИМ-контроллеров 1156ЕУ2,3. // Научно-технический центр схемотехники и интегральных технологий. - г.Брянск, 2000,22 с.2. Schemes of PWM controllers 1156EU2.3. // Scientific and technical center of circuitry and integrated technologies. - Bryansk, 2000.22 s.

3. Патент на изобретение РФ №2418355, Стабилизированный квазирезонансный преобразователь / Кириенко В.П., Стрелков В.Ф., Ваняев В.В., Бюл. №13, 2011 г.3. Patent for the invention of the Russian Federation No. 2418355, Stabilized quasi-resonant transducer / Kirienko VP, Strelkov VF, Vanyaev VV, Bull. No.13, 2011

Claims (1)

Стабилизированный квазирезонансный преобразователь, содержащий два последовательно соединенных зарядных МДП-транзистора, два последовательно соединенных рекуперирующих диода, два последовательно соединенных конденсатора, последовательно соединенные резонансные конденсатор и дроссель, силовой трансформатор с первичной и вторичной обмотками, два выпрямителя, конденсатор фильтра, резистор нагрузки, модулирующий МДП-транзистор, два делителя напряжения, два однотактных ШИМ-контроллера, два управляющих трансформатора, времязадающую «RC»-цепь, эмиттерный повторитель, две дифференцирующие «RC»-цепи, при этом сток первого зарядного МДП-транзистора, катод первого рекуперирующего диода и первый вывод первого конденсатора подключены к положительной клемме источника питания, а исток второго зарядного МДП-транзистора, анод второго рекуперирующего диода и второй вывод второго конденсатора подключены к отрицательной клемме источника питания, общая точка соединения зарядных МДП-транзисторов и рекуперирующих диодов через резонансный конденсатор и дроссель подключены к началу первичной обмотки силового трансформатора, конец которой подключен к общей точке соединения конденсаторов, а к вторичной обмотке силового трансформатора подключены первый выпрямитель, к выходу которого подключен резистор нагрузки, шунтированный конденсатором фильтра, и второй выпрямитель, к плюсовому выводу которого подключен сток модулирующего МДП-транзистора, а к минусовому, соединенному с минусовым выходом первого выпрямителя, - его исток, выходы первого и второго управляющих трансформаторов подключены к затворам первого и второго зарядных МДП-транзисторов, отличающийся тем, что введены измерительная обмотка силового трансформатора, второй модулирующий МДП-транзистор, третий и четвертый однотактные ШИМ-контроллеры, вторая, третья и четвертая времязадающие «RC»-цепи, третья и четвертая дифференцирующие «RC»-цепи, второй эмиттерный повторитель, первый и второй сумматоры, интегратор, фильтр, генератор тактовых импульсов, триггер, первый и второй логические элементы «И», причем сток-исток второго модулирующего МДП-транзистора подключен к сток-истоку первого модулирующего МДП-транзистора, конец измерительной обмотки силового трансформатора соединен с минусовым выводом первого и второго выпрямителей, а начало - с входом интегратора, выход которого через фильтр соединен с первыми входами первого и второго сумматоров, выход первого делителя напряжения, вход которого подключен к плюсовому выводу первого выпрямителя, соединен с неинвертирующим входом «IN» четвертого ШИМ-контроллера и вторым входом первого сумматора, выход которого соединен с неинвертирующим входом «IN» третьего ШИМ-контроллера, вход второго делителя напряжения подключен к выходу «REF» третьего ШИМ-контроллера, а выход второго делителя напряжения - к инвертирующему входу «IN» третьего ШИМ-контроллера и ко второму входу второго сумматора, выход которого соединен с инвертирующим входом «IN» четвертого ШИМ-контроллера, выход генератора тактовых импульсов соединен с входом триггера и вторыми входами первого и второго логических элементов «И», первый и второй выходы триггера соединены с первыми входами первого и второго логических элементов «И», соответственно, выход первого логического элемента «И» через первый эмиттерный повторитель соединен с входами второй и четвертой дифференцирующих «RC»-цепей, а выход второго логического элемента «И» через второй эмиттерный повторитель соединен с входами первой и третьей дифференцирующих «RC»-цепей, выходы первой, второй, третьей и четвертой дифференцирующих «RC»-цепей подключены к третьим выводам первой, второй, третьей и четвертой времязадающих «RC»-цепей, выводы 1, 2 которых соединены с выводами «R» и «С» первого, второго, третьего и четвертого однотактных ШИМ-контроллеров, соответственно, выходы «В» первого и второго ШИМ-контроллеров подключены к входам первого и второго управляющих трансформаторов, а выходы «В» третьего и четвертого ШИМ-контроллеров подключены к затворам первого и второго модулирующих МДП-транзисторов. A stabilized quasi-resonant converter containing two series-connected charging MOS transistors, two series-connected recovery diodes, two series-connected capacitors, series-connected resonant capacitor and inductor, a power transformer with primary and secondary windings, two rectifiers, a filter capacitor, a load resistor, a modulating MPD -transistor, two voltage dividers, two single-cycle PWM controllers, two control transformers, timing RC "circuit, emitter follower, two differentiating" RC "circuits, with the drain of the first charging MOS transistor, the cathode of the first recovery diode and the first output of the first capacitor connected to the positive terminal of the power source, and the source of the second charging MIS transistor, anode the second recovery diode and the second output of the second capacitor are connected to the negative terminal of the power source, the common connection point of the charging MOS transistors and recovery diodes through a resonant capacitor and inductor are connected to the beginning at the primary winding of the power transformer, the end of which is connected to a common point of connection of the capacitors, and the first rectifier is connected to the secondary winding of the power transformer, the output of which is connected a load resistor shunted by the filter capacitor, and a second rectifier, to the positive terminal of which is connected the drain of the modulating MOS transistor and to the negative connected to the negative output of the first rectifier, its source, the outputs of the first and second control transformers are connected to the gates of the first and second of charging MOS transistors, characterized in that the measuring winding of the power transformer, the second modulating MOS transistor, the third and fourth single-cycle PWM controllers, the second, third and fourth timing RC “circuits, the third and fourth differentiating RC” are introduced circuit, second emitter follower, first and second adders, integrator, filter, clock, trigger, first and second logic gates "And", and the drain-source of the second modulating MOS transistor is connected to the drain-source of the first module MOS transistor, the end of the measuring winding of the power transformer is connected to the negative terminal of the first and second rectifiers, and the beginning is connected to the input of the integrator, the output of which through the filter is connected to the first inputs of the first and second adders, the output of the first voltage divider, the input of which is connected to the positive terminal the first rectifier, connected to the non-inverting input “IN” of the fourth PWM controller and the second input of the first adder, the output of which is connected to the non-inverting input “IN” of the third PWM controller, input the second voltage divider is connected to the output "REF" of the third PWM controller, and the output of the second voltage divider is connected to the inverting input "IN" of the third PWM controller and to the second input of the second adder, the output of which is connected to the inverting input "IN" of the fourth PWM controller , the output of the clock generator is connected to the input of the trigger and the second inputs of the first and second logic elements "And", the first and second outputs of the trigger are connected to the first inputs of the first and second logic elements "And" of the logical element "And" through the first emitter follower is connected to the inputs of the second and fourth differentiating "RC" circuits, and the output of the second logical element "And" through the second emitter follower is connected to the inputs of the first and third differentiating "RC" circuits, the outputs of the first , the second, third and fourth differentiating “RC” circuits are connected to the third terminals of the first, second, third and fourth time-setting “RC” circuits, the terminals 1, 2 of which are connected to the terminals “R” and “C” of the first, second, third and the fourth single-cycle PWM counter respectively, the outputs “B” of the first and second PWM controllers are connected to the inputs of the first and second control transformers, and the outputs “B” of the third and fourth PWM controllers are connected to the gates of the first and second modulating MOS transistors.
RU2012137802/07A 2012-09-04 2012-09-04 Stabilised quasiresonent converter RU2510862C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012137802/07A RU2510862C1 (en) 2012-09-04 2012-09-04 Stabilised quasiresonent converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012137802/07A RU2510862C1 (en) 2012-09-04 2012-09-04 Stabilised quasiresonent converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012137802A RU2012137802A (en) 2014-03-10
RU2510862C1 true RU2510862C1 (en) 2014-04-10

Family

ID=50191558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012137802/07A RU2510862C1 (en) 2012-09-04 2012-09-04 Stabilised quasiresonent converter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2510862C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2572002C1 (en) * 2014-06-26 2015-12-27 Борис Александрович Глебов Voltage converter control method
RU172407U1 (en) * 2016-12-23 2017-07-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича" (СПбГУТ) CONTROLLED RESONANT CURRENT INVERTER

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US644559A (en) * 1899-02-09 1900-02-27 Vincent W Lewis Coupling-fastener for door-knobs, &c.
US6304473B1 (en) * 2000-06-02 2001-10-16 Iwatt Operating a power converter at optimal efficiency
RU2385526C1 (en) * 2009-03-23 2010-03-27 Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" Stabilised quasi-resonant converter
RU99254U1 (en) * 2010-05-12 2010-11-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (НГТУ) 2-PULSE CONVERTER WITH PULSE LOAD
RU2418355C1 (en) * 2010-05-27 2011-05-10 Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" Stabilised quasiresonant converter

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US644559A (en) * 1899-02-09 1900-02-27 Vincent W Lewis Coupling-fastener for door-knobs, &c.
US6304473B1 (en) * 2000-06-02 2001-10-16 Iwatt Operating a power converter at optimal efficiency
RU2385526C1 (en) * 2009-03-23 2010-03-27 Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" Stabilised quasi-resonant converter
RU99254U1 (en) * 2010-05-12 2010-11-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (НГТУ) 2-PULSE CONVERTER WITH PULSE LOAD
RU2418355C1 (en) * 2010-05-27 2011-05-10 Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" Stabilised quasiresonant converter

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2572002C1 (en) * 2014-06-26 2015-12-27 Борис Александрович Глебов Voltage converter control method
RU172407U1 (en) * 2016-12-23 2017-07-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича" (СПбГУТ) CONTROLLED RESONANT CURRENT INVERTER

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012137802A (en) 2014-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11349398B2 (en) Switched mode power converter controller with ramp time modulation
US6016258A (en) Full bridge DC-DC converters
US11349404B2 (en) Power conversion circuit and power conversion apparatus with same
US9041372B2 (en) Wide output voltage range switching power converter
US20040037100A1 (en) DC converters
US11025174B2 (en) Converter with soft switching function
CN108923639B (en) Circuit for eliminating audio noise of primary side feedback switching power supply
CN107834822B (en) Controller for switch mode power converter and power converter
US10574148B1 (en) Self-adjusting current injection technology
JP2014103725A (en) Three-level power conversion device and control method thereof
US11689094B2 (en) Inductive flying capacitor converters and control techniques therefor
US11349399B2 (en) DC-DC converter
Chen et al. A novel full-bridge converter achieving ZVS over wide load range with a passive auxiliary circuit
RU2510862C1 (en) Stabilised quasiresonent converter
US7796409B2 (en) Multilevel push pull power converter
RU2385526C1 (en) Stabilised quasi-resonant converter
RU2418355C1 (en) Stabilised quasiresonant converter
Chakraborty et al. An improved asymmetric half-bridge converter with zero DC offset of magnetizing current
RU99254U1 (en) 2-PULSE CONVERTER WITH PULSE LOAD
RU158535U1 (en) CONSTANT VOLTAGE CONVERTER TO CONSTANT
RU2417510C1 (en) Stabilised quasi-resonent converter
RU2581600C1 (en) Two-stroke flyback dc-to-dc converter
RU2783343C1 (en) Multi-channel boost switching dc voltage regulator
RU2741969C1 (en) Single-cycle voltage converter
Li et al. A pulse density modulation method for ZVS full-bridge converters in wireless power transfer systems

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner