RU2700291C1 - Secondary pulse power supply of fiber-optic gyroscope - Google Patents

Secondary pulse power supply of fiber-optic gyroscope Download PDF

Info

Publication number
RU2700291C1
RU2700291C1 RU2018143316A RU2018143316A RU2700291C1 RU 2700291 C1 RU2700291 C1 RU 2700291C1 RU 2018143316 A RU2018143316 A RU 2018143316A RU 2018143316 A RU2018143316 A RU 2018143316A RU 2700291 C1 RU2700291 C1 RU 2700291C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
voltage
power supply
power
Prior art date
Application number
RU2018143316A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Николаевич Гудов
Виталий Иванович Гуськов
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ")
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 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом"), Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Priority to RU2018143316A priority Critical patent/RU2700291C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2700291C1 publication Critical patent/RU2700291C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/02Rotary gyroscopes
    • G01C19/04Details
    • G01C19/06Rotors
    • G01C19/08Rotors electrically driven
    • G01C19/10Power supply
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

FIELD: physics; instrumentation.
SUBSTANCE: invention relates to the field of gyroscopic instrument-making and is intended to provide power to fiber-optic gyroscopes (FOG), which are part of gimballess inertial navigation systems (GINS) of aircrafts. FOG secondary pulse power supply relates to "DC-DC" class of converters. Secondary pulse power supply of fiber-optic gyroscope comprises input filter, pulse voltage stabilizer, first and second converters, first and second power pulse transformers, pulse transformer, start-up circuit, first, second, third, fourth, fifth and sixth rectifiers, first, second, third, fourth, fifth and sixth output filters, first, second, third, fourth, fifth and sixth linear stabilizers.
EFFECT: technical result is higher reliability and interference immunity of circuit.
1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области гироскопического приборостроения и предназначено для обеспечения питания волоконно-оптических гироскопов (ВОГ), входящих в состав бесплатформенных инерциальных навигационных систем летательных аппаратов (ЛА). Вторичный импульсный источник питания ВОГ относится к классу «DC - DC» преобразователей или блоку питания вторичному.The invention relates to the field of gyroscopic instrumentation and is intended to provide power to fiber optic gyroscopes (FOG), which are part of the strapdown inertial navigation systems of aircraft (LA). The secondary VOG switching power supply belongs to the class of “DC-DC” converters or the secondary power supply.

ВОГ состоит из двух функциональных узлов - оптического блока и блока обработки. Оптический блок предназначен для преобразования одной физической величины - угловой скорости вращения, в другую - электрический сигнал. Блок обработки формирует фазовый модулирующий сигнал для управления оптическим блоком, детектирует полезную составляющую выходного сигнала оптического блока, преобразует его амплитуду в цифровой код и производит коррекцию кода для повышения точности измерения угловой скорости.VOG consists of two functional units - an optical unit and a processing unit. The optical unit is designed to convert one physical quantity - the angular velocity of rotation, into another - an electrical signal. The processing unit generates a phase modulating signal for controlling the optical unit, detects the useful component of the output signal of the optical unit, converts its amplitude to a digital code and performs code correction to improve the accuracy of measuring angular velocity.

Известно устройство питания ВОГ на основе преобразователя напряжения ПН9С (Преобразователь напряжения ПН9С. Схема электрическая принципиальная. ПИКВ.436731.020Э3. ПНППК, Пермь, 2016). Данное устройство обеспечивает питание оптического блока и блока обработки ВОГ. Преобразователь напряжения выполнен на основе унифицированных модулей питания (на микросхемах) для блока обработки и линейного интегрального стабилизатора для оптического блока. Для развязки друг от друга источников питания оптического блока и блока обработки по цепи запуска с целью повышения помехоустойчивости работы схемы используется оптопара, которая срабатывает после снятия сигнала OFF_PWR из оптического блока.A VOG power supply device based on the PN9S voltage converter is known (PN9S voltage converter. Schematic diagram. PIKV.436731.020E3. PNPPK, Perm, 2016). This device provides power to the optical unit and the FOG processing unit. The voltage converter is made on the basis of unified power modules (on microcircuits) for the processing unit and a linear integral stabilizer for the optical unit. To decouple from each other the power sources of the optical unit and the processing unit along the start-up circuit in order to increase the noise immunity of the circuit, an optocoupler is used, which is triggered after the OFF_PWR signal is removed from the optical unit.

Недостатком данного устройства является наличие непосредственной связи между входными и выходными шинами, что, в целом, снижает помехоустойчивость устройства.The disadvantage of this device is the presence of a direct connection between the input and output buses, which, in general, reduces the noise immunity of the device.

Наиболее близким аналогом является вторичный импульсный источник питания (International Rectifier ARM28XXT series hybrid - high reliability 1 mega-rad hardened DC/DC converter, www.irf.com), содержащий входной фильтр, высокочастотный преобразователь с функцией стабилизации напряжения, узел обратной связи по напряжению с гальванической развязкой, силовой трансформатор, три канальных выпрямителя, три выходных фильтра.The closest analogue is a secondary switching power supply (International Rectifier ARM28XXT series hybrid - high reliability 1 mega-rad hardened DC / DC converter, www.irf.com) containing an input filter, a high-frequency converter with voltage stabilization function, a voltage feedback node with galvanic isolation, power transformer, three channel rectifiers, three output filters.

Данное устройство реализовано в унифицированных модулях питания отечественного (например, серия МДМ «Александер электрик») и зарубежного производства ("International Rectifier" серия ARM28XXT). Однако известному устройству присущи недостатки в связи с тем, что в нем использован метод групповой стабилизации напряжения (сигнал обратной связи снимается только с выхода основного канала). Главным недостатком такой структуры является низкая стабильность напряжения дополнительных каналов. В зависимости от тока нагрузки основного канала выходное напряжение остальных каналов может существенно меняться за счет изменения падения напряжения на диодах выпрямителя и обмотках трансформатора. Кроме того унифицированные преобразователи работают на разных частотах генерации, что повышает уровень пульсаций выходных напряжений и снижает помехоустойчивость схемы.This device is implemented in unified power modules of domestic (for example, MDM series “Alexander Electric”) and foreign production (“International Rectifier” series ARM28XXT). However, the known device has inherent disadvantages due to the fact that it uses the method of group voltage stabilization (feedback signal is removed only from the output of the main channel). The main disadvantage of this structure is the low voltage stability of the additional channels. Depending on the load current of the main channel, the output voltage of the remaining channels can vary significantly due to changes in the voltage drop across the rectifier diodes and transformer windings. In addition, unified converters operate at different generation frequencies, which increases the level of output voltage ripples and reduces the noise immunity of the circuit.

Для функционирования блока обработки ВОГ требуется пять источников напряжений, не связанных по общим шинам с питанием оптического блока.For the operation of the FOG processing unit, five voltage sources are required that are not connected via common buses to the power supply of the optical unit.

Оптический блок выдает электрический сигнал на включение питания блока обработки только после прогрева лазерного модуля (в оптическом блоке) до требуемой температуры. Так как величина импульсов входного тока усилителя не превышает единиц наноампер, длительностью около двух десятков наносекунд и частотой не менее сотни мегагерц, то необходимо обеспечить высокую помехоустойчивость работы электрической схемы оптического блока и гальванически разделить питания оптического блока и блока обработки.The optical unit provides an electrical signal to turn on the power of the processing unit only after the laser module has been warmed up (in the optical unit) to the required temperature. Since the magnitude of the pulses of the input current of the amplifier does not exceed a few nanoamperes, of a duration of about two tens of nanoseconds and a frequency of at least hundreds of megahertz, it is necessary to ensure high noise immunity of the electrical circuit of the optical unit and to galvanically separate the power supply of the optical unit and the processing unit.

Техническая проблема заключается в создании надежного и помехоустойчивого вторичного источника питания ВОГ импульсного типа в условиях воздействия внешних факторов ионизирующего излучения на ЛА.The technical problem lies in the creation of a reliable and noise-resistant secondary pulse-type FOG power supply under the influence of external factors of ionizing radiation on the aircraft.

Техническими результатами, на достижение которых направлено изобретение, являются повышения надежности работы и помехоустойчивости, с гальванически разделенными питаниями оптического блока и блока обработки.The technical results to which the invention is directed are to increase the reliability and noise immunity, with galvanically separated power supply of the optical unit and the processing unit.

Данные технические результаты достигаются тем, что во вторичном импульсном источнике питания ВОГ, содержащем входной фильтр, вход которого является первым входом вторичного импульсного источника питания ВОГ, последовательно соединенные первый силовой импульсный трансформатор, первый выпрямитель и первый выходной фильтр, последовательно соединенные вторые выпрямитель и выходной фильтр, последовательно соединенные третьи выпрямитель и выходной фильтр, новым является то, что дополнительно введены второй силовой импульсный трансформатор, импульсный трансформатор, первый и второй преобразователи напряжения, схема запуска, четвертые, пятые и шестые выпрямители и выходные фильтры, первый, второй, третий, четвертый пятый и шестой линейные стабилизаторы, импульсный стабилизатор напряжения, вход которого соединен с выходом входного фильтра, а выход соединен через первый преобразователь напряжения с входом первого силового импульсного трансформатора и с первым входом второго преобразователя напряжения, выход которого соединен с входом второго силового импульсного трансформатора, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно с входами второго, третьего, четвертого, пятого и шестого выпрямителей, выходы четвертого, пятого и шестого выпрямителей соединены соответственно с входами четвертого, пятого и шестого выходных фильтров, выходы первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого выходных фильтров соединены соответственно с входами первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого линейных стабилизаторов, выходы которых являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым выходами вторичного импульсного источника питания ВОГ, при этом выход первого линейного стабилизатора соединен с первым входом схемы запуска, второй вход которой соединен со вторым выходом первого силового импульсного трансформатора, а третий вход - является вторым входом вторичного импульсного источника питания ВОГ, выход схемы запуска соединен через импульсный трансформатор со вторым входом второго преобразователя напряжения.These technical results are achieved in that in the secondary VOG switching power supply containing an input filter, the input of which is the first input of the secondary VOG switching power supply, the first power pulse transformer, the first rectifier and the first output filter, the second rectifier and the output filter connected in series connected in series with the third rectifier and output filter, it is new that a second impulse power transform is additionally introduced torus, pulse transformer, first and second voltage converters, starting circuit, fourth, fifth and sixth rectifiers and output filters, first, second, third, fourth fifth and sixth linear stabilizers, a pulse voltage regulator, the input of which is connected to the output of the input filter, and the output is connected through the first voltage converter to the input of the first power pulse transformer and to the first input of the second voltage converter, the output of which is connected to the input of the second power pulse trans a formator, the first, second, third, fourth and fifth outputs of which are connected respectively to the inputs of the second, third, fourth, fifth and sixth rectifiers, the outputs of the fourth, fifth and sixth rectifiers are connected respectively to the inputs of the fourth, fifth and sixth output filters, the outputs of the first, the second, third, fourth, fifth and sixth output filters are connected respectively to the inputs of the first, second, third, fourth, fifth and sixth linear stabilizers, the outputs of which are respectively the first m, the second, third, fourth, fifth and sixth outputs of the secondary VOG pulse power supply, while the output of the first linear stabilizer is connected to the first input of the start-up circuit, the second input of which is connected to the second output of the first power pulse transformer, and the third input is the second input VOG secondary switching power supply, the output of the starting circuit is connected via a pulse transformer to the second input of the second voltage converter.

Для обеспечения гальванической развязки выходных каналов от первичного источника питания, в состав вторичного импульсного источника питания ВОГ входит высокочастотное звено преобразования постоянного напряжения в переменное: первый и второй силовые импульсные трансформаторы. Обратное преобразование (выпрямление и фильтрация напряжения) осуществляется на выходе трансформатора.To ensure galvanic isolation of the output channels from the primary power source, the secondary VOG switching power supply includes a high-frequency link for converting direct voltage to alternating current: the first and second power pulse transformers. The inverse transformation (rectification and voltage filtering) is carried out at the transformer output.

Первый выход вторичного импульсного источника питания ВОГ предназначен для питания оптического блока. Остальные выходы вторичного импульсного источника питания ВОГ предназначены для питания блока обработки.The first output of the secondary VOG switching power supply is designed to power the optical unit. The remaining outputs of the secondary switching power supply VOG are designed to power the processing unit.

С целью обеспечения питания блока обработки дополнительно введены импульсный стабилизатор напряжения, второй силовой импульсный трансформатор, импульсный трансформатор (маломощный, развязывающий), первый и второй преобразователи напряжения, схема запуска, четвертые, пятые и шестые выпрямители и выходные фильтры, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой линейные стабилизаторы, с выходов которых формируются пять напряжений питания для блока обработки. Включение питания блока обработки осуществляет схема запуска, на которую приходят напряжение питания с выхода первого линейного стабилизатора, прямоугольные импульсы с первого силового трансформатора и сигнал включения питания (Вкл) из оптического блока.In order to provide power to the processing unit, an additional voltage stabilizer, a second power pulse transformer, a pulse transformer (low-power, decoupling), first and second voltage converters, a starting circuit, fourth, fifth and sixth rectifiers and output filters, first, second, third, the fourth, fifth and sixth linear stabilizers, from the outputs of which five supply voltages are formed for the processing unit. The power supply to the processing unit is switched on by a start-up circuit, to which the supply voltage comes from the output of the first linear stabilizer, rectangular pulses from the first power transformer and the power-on signal (On) from the optical unit.

Повышение надежности работы вторичного импульсного источника питания ВОГ достигается применением импульсных трансформаторных развязок между входными и выходными цепями оптического блока и блока обработки по общим шинам и сигналу запуска, за счет чего уменьшается амплитуда напряжений высокочастотных помех в цепях питания микросхем и тем самым повышается помехоустойчивость работы ВОГ.Improving the reliability of the secondary VOG switching power supply is achieved by using pulsed transformer junctions between the input and output circuits of the optical unit and the processing unit via common buses and a start signal, thereby reducing the amplitude of high-frequency noise voltages in the microcircuit power supply circuits, and thereby increasing the noise immunity of VOG operation.

Питания оптического блока и блока обработки развязаны, причем, подаются последовательно друг за другом. При подаче входного напряжения 27 В сначала формируется напряжение для оптического блока, а затем при поступлении внешнего сигнала управления (после нагрева лазерного модуля в оптическом блоке) вторичное питающее напряжение поступает в блок обработки.The power supply of the optical unit and the processing unit are decoupled, moreover, are supplied sequentially one after another. When the input voltage of 27 V is applied, the voltage for the optical unit is first generated, and then, when an external control signal is received (after heating the laser module in the optical unit), the secondary supply voltage is supplied to the processing unit.

Улучшение качества стабилизации выходных напряжений достигается за счет применения нескольких последовательно включенных друг за другом схем. На входе источника питания ВОГ установлен входной фильтр, далее последовательно включен понижающий импульсный стабилизатор напряжения, уменьшающий пульсации входного напряжения и увеличивающий ток в нагрузке. Затем для обеспечения гальванической развязки входа от выхода использован первый преобразователь напряжения, нагруженный на первый силовой импульсный трансформатор, с выходной обмотки которого импульсное напряжение преобразуется выпрямителями, выходным фильтром в постоянное напряжение. Окончательную стабилизацию напряжений выполняют выходные линейные стабилизаторы. Для развязки питания оптического блока и блока обработки по цепи включения использован третий маломощный импульсный трансформатор, управляемый схемой запуска. Все это в совокупности повышает надежность устройства.Improving the quality of stabilization of the output voltages is achieved through the use of several circuits sequentially connected one after another. An input filter is installed at the input of the VOG power supply, then a step-down switching voltage regulator is included in series, which reduces the ripple of the input voltage and increases the current in the load. Then, to ensure galvanic isolation of the input from the output, the first voltage converter is used, loaded on the first power pulse transformer, from the output winding of which the pulse voltage is converted by rectifiers, the output filter into a constant voltage. The final voltage stabilization is performed by the output linear stabilizers. To isolate the power supply of the optical unit and the processing unit along the switching circuit, a third low-power pulse transformer controlled by a start-up circuit was used. All this together increases the reliability of the device.

На фиг. 1 приведена структурная схема вторичного импульсного источника питания ВОГ. На фиг. 2 приведен вариант реализации схемы входного фильтра и импульсного стабилизатора напряжения, на фиг, 3 приведен вариант реализации схемы первых преобразователя напряжения и силового импульсного трансформатора, на фиг. 4 приведен вариант реализации схемы вторых преобразователя напряжения и силового импульсного трансформатора, на фиг. 5 приведен вариант реализации схемы третьего маломощного импульсного трансформатора и схемы запуска, на фиг. 6 приведен вариант реализации схемы каждого выпрямителя, каждого выходного фильтра и каждого линейного стабилизатора.In FIG. 1 is a structural diagram of a secondary switching power supply of VOG. In FIG. 2 shows an embodiment of an input filter circuit and a pulse voltage stabilizer; FIG. 3 shows an embodiment of a circuit of the first voltage converter and a power pulse transformer; FIG. 4 shows an embodiment of a circuit of a second voltage converter and a power pulse transformer; FIG. 5 shows an embodiment of a circuit of a third low-power pulse transformer and a starting circuit, FIG. 6 shows an embodiment of the circuit of each rectifier, each output filter and each linear stabilizer.

Вторичный импульсный источника питания ВОГ (фиг. 1) содержит входной фильтр 1, импульсный стабилизатор 2 напряжения, первый 3 и второй 4 преобразователи напряжения, первый 5 и второй 6 силовые, импульсные трансформаторы, импульсный трансформатор 7, схема 8 запуска, первый 9, второй 10, третий 11, четвертый 12, пятый 13 и шестой 14 выпрямители, первый 15, второй 16, третий 17, четвертый 18, пятый 19 и шестой 20 выходные фильтры, первый 21, второй 22, третий 23, четвертый 24, пятый 25 и шестой 26 линейные стабилизаторы.The secondary switching power supply VOG (Fig. 1) contains an input filter 1, a pulse voltage regulator 2, the first 3 and second 4 voltage converters, the first 5 and second 6 power, pulse transformers, pulse transformer 7, start-up circuit 8, first 9, second 10, third 11, fourth 12, fifth 13 and sixth 14 rectifiers, first 15, second 16, third 17, fourth 18, fifth 19 and sixth 20 output filters, first 21, second 22, third 23, fourth 24, fifth 25 and sixth 26 linear stabilizers.

Вход (Пит) входного фильтра 1 является первым входом вторичного импульсного источника питания ВОГ, а выход соединен с входом импульсного стабилизатора 2 напряжения, выход которого соединен с входом первого преобразователя 3 напряжения и с первым входом второго преобразователя 4 напряжения. Выход первого преобразователя 3 напряжения соединен с последовательно соединенными первым силовым импульсным трансформатором 5, первым выпрямителем 9, первым выходным фильтром 15 и первым линейным стабилизатором 21, выход которого соединен с первым входом (U1) схемы 8 запуска. Второй вход (F1) схемы 8 запуска соединен со вторым выходом первого силового импульсного трансформатора 5. Третий вход (Вкл) схемы 8 запуска является вторым входом вторичного импульсного источника питания ВОГ, а выход схемы 8 запуска соединен через импульсный трансформатор 7 со вторым входом второго преобразователя 4 напряжения, выход которого соединен с входом второго силового импульсного трансформатора 6. Первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы второго силового импульсного трансформатора 6 соединены соответственно с входами второго 10, третьего 11, четвертого 12, пятого 13 и шестого 14 выпрямителей. Выходы второго 10, третьего 11, четвертого 12, пятого 13 и шестого 14 выпрямителей соединены соответственно с входами второго 16, третьего 17, четвертого 18, пятого 19 и шестого 20 выходных фильтров, выходы которых соединены соответственно с входами второго 22, третьего 23, четвертого 24, пятого 25 и шестого 26 линейных стабилизаторов. Выходы первого 21, второго 22, третьего 23, четвертого 24, пятого 25 и шестого 26 линейных стабилизаторов являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым, выходами вторичного импульсного источника питания ВОГ.The input (Pit) of the input filter 1 is the first input of the secondary VOG switching power supply, and the output is connected to the input of the pulse voltage stabilizer 2, the output of which is connected to the input of the first voltage converter 3 and to the first input of the second voltage converter 4. The output of the first voltage converter 3 is connected to the first connected pulse power transformer 5, the first rectifier 9, the first output filter 15 and the first linear stabilizer 21, the output of which is connected to the first input (U1) of the triggering circuit 8. The second input (F1) of the start-up circuit 8 is connected to the second output of the first power pulse transformer 5. The third input (On) of the start-up circuit 8 is the second input of the secondary VOG switching power supply, and the output of the start-up circuit 8 is connected via the pulse transformer 7 to the second input of the second converter 4 voltage, the output of which is connected to the input of the second power pulse transformer 6. The first, second, third, fourth and fifth outputs of the second power pulse transformer 6 are connected respectively to the inputs of the second about 10, third 11, fourth 12, fifth 13 and sixth 14 rectifiers. The outputs of the second 10, third 11, fourth 12, fifth 13 and sixth 14 rectifiers are connected respectively to the inputs of the second 16, third 17, fourth 18, fifth 19 and sixth 20 output filters, the outputs of which are connected respectively to the inputs of the second 22, third 23, fourth 24, fifth 25 and sixth 26 linear stabilizers. The outputs of the first 21, second 22, third 23, fourth 24, fifth 25 and sixth 26 linear stabilizers are respectively the first, second, third, fourth, fifth and sixth outputs of the secondary switching power supply VOG.

Входной фильтр 1 (фиг. 2) может быть выполнен на конденсаторах С1-С11, трансформаторе Т1 и дросселе L1. Входной фильтр 1 предназначен для снижения амплитуды пульсаций входного напряжения ВОГ.The input filter 1 (Fig. 2) can be performed on capacitors C1-C11, transformer T1 and inductor L1. The input filter 1 is designed to reduce the amplitude of the ripple of the input voltage of the VOG.

Импульсный стабилизатор 2 напряжения (фиг. 2) может включать резисторы R1-R19, транзисторы VT1, VT2, диоды VD1 - VD4, транзисторные сборки D1 - D3, конденсаторы С12 - С17, дроссели L2, L3, стабилитрон VD5. Импульсный стабилизатор 2 напряжения понижает входное напряжение до 12 В и увеличивает допустимый ток нагрузки.Switching voltage stabilizer 2 (Fig. 2) may include resistors R1-R19, transistors VT1, VT2, diodes VD1 - VD4, transistor assemblies D1 - D3, capacitors C12 - C17, chokes L2, L3, Zener diode VD5. Switching voltage stabilizer 2 reduces the input voltage to 12 V and increases the allowable load current.

Первый преобразователь 3 напряжения (фиг. 3) может быть выполнен на дросселе L4, микросхеме DA1, резисторах R14, R20 - R22, R29 - R31, R37 - R40, конденсаторах С18, С20, С22, С24, С26, С28, С30 - С35, транзисторах VT2, VT3. Первый преобразователь 3 осуществляет преобразование постоянного напряжения в импульсное для обеспечения гальванической развязки питаний оптического блока и блока обработки.The first voltage converter 3 (Fig. 3) can be performed on the L4 inductor, DA1 chip, resistors R14, R20 - R22, R29 - R31, R37 - R40, capacitors C18, C20, C22, C24, C26, C28, C30 - C35 transistors VT2, VT3. The first converter 3 converts the DC voltage to the pulse to provide galvanic isolation of the power supply of the optical unit and the processing unit.

Первый силовой импульсный трансформатор 5 (фиг. 3) выполнен на трансформаторе Т2 из ферритового кольца М2500НМ7-58 размером К16×10×4,5 мм. Первичные обмотки Т2 содержит по 80 витков проводов, каждая диаметром 0,35 мм, а вторичные - по 30 витков, каждая диаметром по 0,35 мм.The first power pulse transformer 5 (Fig. 3) is made on transformer T2 from a ferrite ring M2500NM7-58 K16 × 10 × 4.5 mm in size. The primary windings of T2 contain 80 turns of wires, each with a diameter of 0.35 mm, and secondary - 30 turns, each with a diameter of 0.35 mm.

Вторые преобразователь 4 напряжения и силовой импульсный трансформатор 6 (фиг. 4) могут быть выполнены на дросселе L5, резисторах R15, R32, R33, конденсаторах С19, С21, С23, С25, С27, С29, транзисторах VT4, VT5 и трансформаторе Т4 из ферритового кольца М2500НМ7-58 К28×16×9 мм. Первичные обмотки Т4 содержит по 80 витков проводов, каждая диаметром 0,35 мм, а все вторичные - по 60 витков, каждая диаметром по 0,25 мм. Второй преобразователь 4 осуществляет преобразование постоянного напряжения в импульсное для обеспечения гальванической развязки питаний оптического блока и блока обработки.The second voltage converter 4 and the pulse power transformer 6 (Fig. 4) can be performed on the inductor L5, resistors R15, R32, R33, capacitors C19, C21, C23, C25, C27, C29, transistors VT4, VT5 and transformer T4 made of ferrite rings М2500НМ7-58 К28 × 16 × 9 mm. The primary windings of T4 contain 80 turns of wires, each with a diameter of 0.35 mm, and all secondary windings of 60 turns, each with a diameter of 0.25 mm. The second Converter 4 converts the DC voltage to pulse to provide galvanic isolation of the power supply of the optical unit and the processing unit.

Схема 8 запуска и маломощный импульсный трансформатор 7 (фиг. 5). могут быть выполнены на: транзисторных сборках D4, D5, диодах VD6 - VD9, резисторах R23 - R28, R34 - R36 и трансформаторе Т3 типа ТИЛ3В. Схема запуска 8 включает питание блока обработки и обеспечивает гальваническую развязку оптического блока и блока обработки по цепи управления.Startup circuit 8 and low-power pulse transformer 7 (Fig. 5). can be performed on: transistor assemblies D4, D5, diodes VD6 - VD9, resistors R23 - R28, R34 - R36 and transformer T3 type TIL3V. The start-up circuit 8 includes power to the processing unit and provides galvanic isolation of the optical unit and the processing unit through the control circuit.

Каждый (первый 9, второй 10, третий 11, четвертый 12, пятый 13 и шестой 14) выпрямитель (фиг. 6) может включать: диоды VD10, VD11, резисторы R42, R48, конденсаторы С37. Каждый выпрямитель предназначен для преобразования переменного напряжения в постоянное напряжение.Each (first 9, second 10, third 11, fourth 12, fifth 13 and sixth 14) rectifier (Fig. 6) may include: diodes VD10, VD11, resistors R42, R48, capacitors C37. Each rectifier is designed to convert AC voltage to DC voltage.

Каждый (первый 15, второй 16, третий 17, четвертый 18, пятый 19 и шестой 20) выходной фильтр (фиг. 6) может быть выполнен на конденсаторах С43, С49. Каждый фильтр уменьшает пульсации выходного напряжения.Each (first 15, second 16, third 17, fourth 18, fifth 19 and sixth 20) output filter (Fig. 6) can be performed on capacitors C43, C49. Each filter reduces output voltage ripple.

Каждый (первый 21, второй 22, третий 23, четвертый 24, пятый 25 и шестой 26) линейный стабилизатор (фиг. 6) может быть выполнен на микросхеме DA3, резисторах R54, R60, конденсаторах С55, С61. Каждый линейный стабилизатор устанавливает амплитуду выходного напряжения и допустимый ток нагрузки, а также дополнительно уменьшает пульсации выходного напряжения.Each (first 21, second 22, third 23, fourth 24, fifth 25 and sixth 26) linear stabilizer (Fig. 6) can be performed on a DA3 chip, resistors R54, R60, capacitors C55, C61. Each linear stabilizer sets the amplitude of the output voltage and the permissible load current, and also additionally reduces the ripple of the output voltage.

Вторичный импульсный источник питания ВОГ работает следующим образом.The secondary switching power supply VOG works as follows.

С входного фильтра 1 напряжение питания 27 В подается на импульсный стабилизатор 2 напряжения. Импульсный стабилизатор 2 напряжения формирует стабильное выходное напряжение 12 В, которое подается на первый 3 и второй 4 преобразователи напряжения. Первый 3 и второй 4 преобразователи напряжения обеспечивают питание оптического блока и блока обработки, соответственно. Транзисторы VT2, VT3 первого преобразователя 3 напряжения попеременно подключают первичные обмотки первого силового импульсного трансформатора 5 к выходу импульсного стабилизатора 2 напряжения, обеспечивая преобразование, постоянного напряжения в переменное. Со второго силового трансформатора 5 переменное напряжение поступает на первый выпрямитель 9, далее на первый выходной фильтр 15 и первый линейный стабилизатор 21. Таким образом, после подачи внешнего напряжения формируется питание оптического блока. Второй преобразователь 4 напряжения находится в режиме ожидания (питание блока обработки не формируется).From the input filter 1, a supply voltage of 27 V is supplied to the pulse voltage regulator 2. Switching voltage stabilizer 2 generates a stable output voltage of 12 V, which is supplied to the first 3 and second 4 voltage converters. The first 3 and second 4 voltage converters provide power to the optical unit and the processing unit, respectively. Transistors VT2, VT3 of the first voltage converter 3 alternately connect the primary windings of the first power pulse transformer 5 to the output of the pulse voltage stabilizer 2, providing the conversion of DC voltage to AC. From the second power transformer 5, the alternating voltage is supplied to the first rectifier 9, then to the first output filter 15 and the first linear stabilizer 21. Thus, after applying an external voltage, the power of the optical unit is formed. The second voltage converter 4 is in standby mode (power to the processing unit is not generated).

При подаче внешнего постоянного сигнала (Вкл) на включение питания блока обработки в схеме 8 запуска открываются транзисторы D4.A, D5.A, и питание оптического бока (U1) подается на среднюю точку первичной обмотки маломощного импульсного трансформатора 7, необходимого для обеспечения гальванической развязки питания оптического блока и блока обработки по цепи запуска. Со второго выхода первого силового импульсного трансформатора 5 на второй вход схемы 8 запуска поступает последовательность прямоугольных импульсов (F1). Запускающие импульсы через схему 8 запуска поступают на маломощный, импульсный трансформатор 7. В результате чего с маломощного импульсного трансформатора 7 импульсные сигналы управления через резисторы R32, R33 поступают на второй вход второго преобразователя 4 напряжения - затворы транзисторов VT4 и VT5. Второй преобразователь 4 напряжения обеспечивает попеременное подключение первичных обмоток второго силового импульсного трансформатора 6 к выходу импульсного стабилизатора 2 напряжения, вследствие чего на вторичных обмотках второго силового импульсного трансформатора 6 формируется переменное напряжение. Второй силовой импульсный трансформатор 6 содержит необходимое количество вторичных обмоток, с которых переменное напряжение поступает на выпрямители 10, …, 14, выходные фильтры 16, …, 20 и линейные стабилизаторы 22, …, 26.When applying an external constant signal (On) to turn on the power of the processing unit in the start-up circuit 8, transistors D4.A, D5.A open, and the power of the optical side (U1) is supplied to the midpoint of the primary winding of a low-power pulse transformer 7, which is necessary for galvanic isolation power supply of the optical unit and the processing unit along the trigger circuit. From the second output of the first power pulse transformer 5, a sequence of rectangular pulses (F1) is supplied to the second input of the triggering circuit 8. Triggering pulses through the triggering circuit 8 are supplied to a low-power, pulse transformer 7. As a result, from the low-power pulse transformer 7, the control pulses through resistors R32, R33 are supplied to the second input of the second voltage converter 4 - gates of transistors VT4 and VT5. The second voltage converter 4 provides an alternating connection of the primary windings of the second power pulse transformer 6 to the output of the pulse voltage stabilizer 2, as a result of which an alternating voltage is formed on the secondary windings of the second power pulse transformer 6. The second power pulse transformer 6 contains the required number of secondary windings from which the alternating voltage is supplied to the rectifiers 10, ..., 14, output filters 16, ..., 20 and linear stabilizers 22, ..., 26.

Claims (1)

Вторичный импульсный источник питания волоконно-оптического гироскопа, содержащий входной фильтр, вход которого является первым входом вторичного импульсного источника питания волоконно-оптического гироскопа, последовательно соединенные первый силовой импульсный трансформатор, первый выпрямитель и первый выходной фильтр, последовательно соединенные вторые выпрямитель и выходной фильтр, последовательно соединенные третьи выпрямитель и выходной фильтр, отличающийся тем, что дополнительно введены второй силовой импульсный трансформатор, импульсный трансформатор, первый и второй преобразователи напряжения, схема запуска, четвертые, пятые и шестые выпрямители и выходные фильтры, первый, второй, третий, четвертый пятый и шестой линейные стабилизаторы, импульсный стабилизатор напряжения, вход которого соединен с выходом входного фильтра, а выход соединен через первый преобразователь напряжения с входом первого силового импульсного трансформатора и с первым входом второго преобразователя напряжения, выход которого соединен с входом второго силового импульсного трансформатора, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно с входами второго, третьего, четвертого, пятого и шестого выпрямителей, выходы четвертого, пятого и шестого выпрямителей соединены соответственно с входами четвертого, пятого и шестого выходных фильтров, выходы первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого выходных фильтров соединены соответственно с входами первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого линейных стабилизаторов, выходы которых являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым выходами вторичного импульсного источника питания волоконно-оптического гироскопа, при этом выход первого линейного стабилизатора соединен с первым входом схемы запуска, второй вход которой соединен со вторым выходом первого силового импульсного трансформатора, а третий вход является вторым входом вторичного импульсного источника питания волоконно-оптического гироскопа, выход схемы запуска соединен через импульсный трансформатор со вторым входом второго преобразователя напряжения.A secondary pulsed power supply of a fiber-optic gyroscope containing an input filter, the input of which is the first input of a secondary pulsed power supply of a fiber-optic gyroscope, serially connected to a first power pulse transformer, a first rectifier and a first output filter, serially connected to a second rectifier and output filter connected third rectifier and output filter, characterized in that a second power pulse transformer is additionally introduced a transformer, a pulse transformer, first and second voltage converters, a starting circuit, fourth, fifth and sixth rectifiers and output filters, first, second, third, fourth fifth and sixth linear stabilizers, a pulse voltage regulator, the input of which is connected to the output of the input filter, and the output is connected through the first voltage converter to the input of the first power pulse transformer and to the first input of the second voltage converter, the output of which is connected to the input of the second power pulse the descriptor, the first, second, third, fourth and fifth outputs of which are connected respectively to the inputs of the second, third, fourth, fifth and sixth rectifiers, the outputs of the fourth, fifth and sixth rectifiers are connected respectively to the inputs of the fourth, fifth and sixth output filters, the outputs of the first, the second, third, fourth, fifth and sixth output filters are connected respectively to the inputs of the first, second, third, fourth, fifth and sixth linear stabilizers, the outputs of which are respectively the second, third, fourth, fifth and sixth outputs of the secondary switching power supply of the fiber-optic gyroscope, while the output of the first linear stabilizer is connected to the first input of the trigger circuit, the second input of which is connected to the second output of the first power pulse transformer, and the third input is the second input of the secondary switching power supply of the fiber-optic gyroscope, the output of the triggering circuit is connected via a pulse transformer to the second input of the second voltage converter.
RU2018143316A 2018-12-06 2018-12-06 Secondary pulse power supply of fiber-optic gyroscope RU2700291C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018143316A RU2700291C1 (en) 2018-12-06 2018-12-06 Secondary pulse power supply of fiber-optic gyroscope

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018143316A RU2700291C1 (en) 2018-12-06 2018-12-06 Secondary pulse power supply of fiber-optic gyroscope

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2700291C1 true RU2700291C1 (en) 2019-09-16

Family

ID=67989800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018143316A RU2700291C1 (en) 2018-12-06 2018-12-06 Secondary pulse power supply of fiber-optic gyroscope

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2700291C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1012224A1 (en) * 1981-12-16 1983-04-15 Опытно-Конструкторское Бюро Приборов Контроля И Автоматики Dc voltage stabilizer converter
GB2301494A (en) * 1994-02-25 1996-12-04 Nokia Telecommunications Oy Forward converter
US6094365A (en) * 1999-10-20 2000-07-25 Chiao; Po-Lun Power supply device of switching mode with leakage current protection circuit
RU2235353C2 (en) * 2002-10-21 2004-08-27 Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики Stabilized converter of constant voltage
RU2541519C1 (en) * 2014-02-24 2015-02-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Stabilised dc voltage converter
RU153218U1 (en) * 2014-12-02 2015-07-10 Евгений Александрович Григорьев SECONDARY POWER SUPPLY WITH ELECTRICALLY DISCONNECTED CONTROL

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1012224A1 (en) * 1981-12-16 1983-04-15 Опытно-Конструкторское Бюро Приборов Контроля И Автоматики Dc voltage stabilizer converter
GB2301494A (en) * 1994-02-25 1996-12-04 Nokia Telecommunications Oy Forward converter
US6094365A (en) * 1999-10-20 2000-07-25 Chiao; Po-Lun Power supply device of switching mode with leakage current protection circuit
RU2235353C2 (en) * 2002-10-21 2004-08-27 Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики Stabilized converter of constant voltage
RU2541519C1 (en) * 2014-02-24 2015-02-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Stabilised dc voltage converter
RU153218U1 (en) * 2014-12-02 2015-07-10 Евгений Александрович Григорьев SECONDARY POWER SUPPLY WITH ELECTRICALLY DISCONNECTED CONTROL

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9236801B2 (en) Switch mode power supply, control circuit and associated control method
US11139743B2 (en) Accurate feed-forward sensing in flyback-transformer based secondary controller
US5264782A (en) Dropout recovery circuit
CN109496390B (en) LLC converter and method of operating LLC converter
US20140084885A1 (en) Switch mode power supply, control circuit and associated control method
KR20170107961A (en) Digital slope compensation for peak current controlled switch mode power converters
US20170179815A1 (en) Emi filter and switching power supply with the same
CN103762849A (en) Control circuit of adjustable power supply
US20190294191A1 (en) Output Voltage Regulation Apparatus and Method
Lin et al. IC design of primary-side control for flyback converter
TWI631799B (en) System for providing input undervoltage and overvoltage protection for power converter
JP2011072159A (en) Power converter and control circuit
CN113972848A (en) Boost converter with high power factor
CZ280467B6 (en) Network-operated control circuit arrangement with phase control
RU2700291C1 (en) Secondary pulse power supply of fiber-optic gyroscope
JP2017204921A (en) Switching power supply unit
CN116032099A (en) Power converter and power switch controller for same
RU2563976C1 (en) Single-step dc voltage converter
ATE26778T1 (en) AC VOLTAGE CONVERTER.
US4271462A (en) Power converter and regulation apparatus
CN111245245B (en) Rectifying system based on GaN power device
JP6040071B2 (en) Uninterruptible power system
US20170244329A1 (en) Converter circuit and operating method thereof
JP7379131B2 (en) power converter
RU2549526C2 (en) Voltage converter with key protection