RU87844U1

RU87844U1 - SECONDARY POWER SUPPLY

Info

Publication number: RU87844U1
Application number: RU2009126971/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Хандогин; Владимир Иванович Бойко; Виктор Романович Гордиенко; Борис Георгиевич Рязанцев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ЭЛиПС-О"
Priority date: 2009-07-15
Filing date: 2009-07-15
Publication date: 2009-10-20

Abstract

1. Источник вторичного электропитания, содержащий не менее трех, соединенных параллельно по входу и выходу, однотипных преобразовательных ячеек, выполненных по однотактной схеме преобразования постоянного напряжения в постоянное с прямой передачей энергии в нагрузку при открытом ключе, причем каждая преобразовательная ячейка содержит управляемый ключ, подсоединенный к входным выводам через первичную обмотку трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к входу однополупериодного выпрямителя, выход которого присоединен к выходным выводам устройства, при этом напряжения на входах выпрямителей всех ячеек, имеющие длительность Т/n, сдвинуты относительно друг друга на угол Т/n, где Т-период преобразования (с), n - число преобразовательных ячеек. ! 2. Источник вторичного электропитания по п.1, отличающийся тем, что параллельно управляемому ключу и диоду однополупериодного выпрямителя каждой преобразовательной ячейки подключен соответствующий конденсатор.1. A secondary power source containing at least three, connected in parallel to the input and output, of the same type of converter cells, made by a single-cycle circuit for converting DC voltage to DC with direct transfer of energy to the load with the switch open, each converter cell containing a controlled key connected to the input terminals through the primary winding of the transformer, the secondary winding of which is connected to the input of a half-wave rectifier, the output of which is connected to to the device’s output terminals, while the voltages at the inputs of the rectifiers of all cells having a duration of T / n are shifted relative to each other by an angle of T / n, where the T-period of conversion (s), n is the number of converter cells. ! 2. The secondary power source according to claim 1, characterized in that a corresponding capacitor is connected in parallel with the key and diode of the half-wave rectifier of each converter cell.

Description

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована при проектировании вторичных источников электропитания, предназначенных, например, для питания электровакуумных приборов.The utility model relates to electrical engineering and can be used in the design of secondary power supplies intended, for example, to power electric vacuum devices.

Известны схемы источников электропитания (1), выполненные в виде соединенных параллельно по входу и выходу силовых каскадов, каждый из которых содержит преобразовательную ячейку, трансформатор и выпрямитель. Для равномерного деления токов между каскадами введены дополнительные выравнивающие устройства параметрического или компенсационного типа. Однако такие технические ведут к усложнению устройства и снижению надежности работы.Known power supply circuits (1), made in the form of power cascades connected in parallel at the input and output, each of which contains a conversion cell, a transformer and a rectifier. To evenly divide the currents between the cascades, additional equalizing devices of the parametric or compensation type are introduced. However, such technical ones lead to a complication of the device and a decrease in reliability.

Наиболее близким к полезной модели устройством является источник вторичного электропитания (2), содержащий несколько силовых каскадов, входные выводы которых соединены параллельно друг к другу, а выходные - последовательно. Каждый из силовых каскадов содержит управляемую преобразовательную ячейку, подключенную через силовой трансформатор к входу выпрямителя. Недостатком известного устройства (2) является плохие масса-габаритные показатели, что объясняется высоким уровнем пульсаций выходного напряжения устройства, для подавления которых необходимо вводить громоздкие LC-фильтры.The device closest to the utility model is a secondary power source (2) containing several power stages, the input terminals of which are connected in parallel to each other, and the output terminals are connected in series. Each of the power stages contains a controlled conversion cell connected through a power transformer to the input of the rectifier. A disadvantage of the known device (2) is poor mass-dimensional performance, which is explained by the high level of ripple of the output voltage of the device, to suppress which it is necessary to introduce bulky LC filters.

Техническим результатом, которого можно достичь при использовании полезной модели, является улучшение масса-габаритных показателей путем повышения качества выходного напряжения.The technical result that can be achieved using the utility model is to improve the mass-dimensional indicators by improving the quality of the output voltage.

Технический результат достигается за счет того, что в источнике вторичного электропитания, содержащем не менее трех, соединенных параллельно по входу и выходу, однотипных управляемых преобразовательных ячеек, выполненных по однотактной схеме преобразования постоянного напряжения в постоянное с прямой передачей энергии в нагрузку при открытом ключе, каждая преобразовательная ячейка содержит управляемый ключ, подсоединенный к входным выводам через первичную обмотку трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к входу однополупериодного выпрямителя, выход которого присоединен к выходным выводам устройства, при этом напряжения на входах выпрямителей всех ячеек, имеющие длительность Т/n, сдвинуты друг относительно друга на угол Т/n, где Т-период преобразования (сек.), а n - число преобразовательных ячеек. Кроме того, параллельно управляемому ключу и диоду однополупериодного выпрямителя каждой преобразовательной ячейки может быть подключен соответствующий конденсатор.The technical result is achieved due to the fact that in the source of secondary power supply, containing at least three, connected in parallel at the input and output, of the same type of controlled converter cells, made by a single-cycle scheme for converting DC voltage to DC with direct transfer of energy to the load with the switch open, each the conversion cell contains a controlled key connected to the input terminals through the primary winding of the transformer, the secondary winding of which is connected to the input one-way a half-period rectifier, the output of which is connected to the output terminals of the device, while the voltages at the inputs of the rectifiers of all cells having a duration T / n are shifted relative to each other by an angle T / n, where the T-period of the conversion (sec.), and n is the number conversion cells. In addition, a parallel capacitor can be connected in parallel with the key and diode of the half-wave rectifier of each converter cell.

На чертеже представлена электрическая схема устройстваThe drawing shows an electrical diagram of a device

Источник электропитания содержит не менее трех, соединенных параллельно по входу и выходу, однотипных управляемых преобразовательных ячеек 1, выполненных по однотактной схеме преобразования постоянного напряжения в постоянное с прямой передачей энергии в нагрузку при открытом ключе. Каждая преобразовательная ячейка 1 содержит управляемый ключ 2, подсоединенный к входным выводам через первичную обмотку трансформатора 3. Вторичная обмотка трансформатора 3 подключена к входу однополупериодного выпрямителя 4, выход которого присоединен к выходным выводам устройства.The power supply contains at least three, connected in parallel at the input and output, of the same type of controlled conversion cells 1, made by a single-cycle scheme for converting DC voltage to DC with direct transfer of energy to the load with the switch open. Each converter cell 1 contains a controlled key 2 connected to the input terminals through the primary winding of the transformer 3. The secondary winding of the transformer 3 is connected to the input of a half-wave rectifier 4, the output of which is connected to the output terminals of the device.

Параллельно управляемому ключу 2 и диоду однополупериодного выпрямителя 4 каждой преобразовательной ячейки подключен соответствующий конденсатор 5, 6.In parallel with the controlled key 2 and the diode of the half-wave rectifier 4 of each converter cell, a corresponding capacitor 5, 6 is connected.

Для уменьшения пульсаций выходного напряжения на нагрузке (Uвых.) напряжения на входах выпрямителей 4 всех ячеек 1 имеют длительность τ=Т/n и сдвинуты друг относительно друга на угол Т/n, где Т-период преобразования (сек.); n - число преобразовательных ячеек.To reduce the ripple of the output voltage at the load (Uout.), The voltage at the inputs of the rectifiers 4 of all cells 1 have a duration τ = T / n and are shifted relative to each other by an angle T / n, where the T-period of the conversion (sec.); n is the number of conversion cells.

Сдвиг фаз на входах выпрямителей силовых каскадов может быть обеспечен блоком управления преобразовательными ячейками 1 либо введением времени запаздывания по отношению к управляющему напряжению напряжения на выходе трансформатора преобразовательной ячейки.The phase shift at the inputs of the rectifiers of the power stages can be provided by the control unit of the converter cells 1 or by introducing a delay time in relation to the control voltage voltage at the output of the transformer of the converter cell.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При подключении преобразовательных ячеек к первичному источнику электропитания (Uвх.) в нагрузку поступает постоянное напряжение. В процессе преобразования входного напряжения на вход каждого из выпрямителей 4 поступает напряжение с выхода трансформатора 3, которое выпрямляется и передается в нагрузку.When connecting the converter cells to the primary power source (Uin.), A constant voltage is supplied to the load. In the process of converting the input voltage to the input of each of the rectifiers 4 receives voltage from the output of the transformer 3, which is rectified and transmitted to the load.

Форма выходного напряжения на выходных выводах в течение каждого из периодов преобразования Т, является результатом суммирования выходных напряжений выпрямителей всех ячеек, величина каждого из которых равна Т/n. Результирующая огибающая выходного напряжения не имеет всплесков и провалов, т.е. пульсации выходного напряжения практически отсутствуют и нет необходимости включения дополнительных фильтров, ухудшающих масса-габаритные показатели устройства.The shape of the output voltage at the output terminals during each of the T conversion periods is the result of summing the output voltages of the rectifiers of all cells, the value of each of which is equal to T / n. The resulting envelope of the output voltage has no surges and dips, i.e. ripples of the output voltage are practically absent and there is no need to include additional filters that degrade the mass-dimensional characteristics of the device.

Параллельное включение по входу и выходу однотипных ячеек с реализацией взаимного сдвига между напряжениями на входах выпрямителей позволяет включить параллельно их диодам размагничивающие конденсаторы 5. Образование цепей размагничивания (за счет введения конденсаторов 5) обеспечивает возможность исключения влияния индуктивности рассеяния трансформатора 3 на процессы размагничивания, результатом чего является уменьшение токовых перегрузок схемы и улучшение качества выходного напряжения. Данный процесс особенно эффективен при одновременном резонансном размагничивании сердечника трансформатора 3, который обеспечивается конденсаторами 6, включенными параллельно силовым цепям транзисторов 2.Parallel switching on the input and output of the same cells with the implementation of a mutual shift between the voltages at the inputs of the rectifiers allows the demagnetizing capacitors to be connected in parallel with their diodes 5. The formation of demagnetization circuits (due to the introduction of capacitors 5) makes it possible to eliminate the influence of the scattering inductance of the transformer 3 on the demagnetization processes, resulting in is to reduce the current overload of the circuit and improve the quality of the output voltage. This process is especially effective with simultaneous resonant demagnetization of the core of the transformer 3, which is provided by capacitors 6 connected in parallel with the power circuits of transistors 2.

Количество силовых каскадов определяется требуемым уровнем выходного напряжения, заданной мощностью и используемой элементной базой.The number of power stages is determined by the required output voltage level, a given power and the used elemental base.

Хорошие масса-габаритные показатели при высоком качестве выходного напряжения делают полезную модель наиболее предпочтительной при проектировании источников вторичного электропитания.Good mass-dimensional characteristics with high quality of the output voltage make the utility model the most preferable when designing secondary power sources.

Составитель описания: В.И.ХандогинCompiled by V.I.Khandogin

Источники информации, принятые во внимание при составлении описания:Sources of information taken into account when compiling the description:

B.C.Моин «Стабилизированные транзисторные преобразователи» М., ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ, 1986 г., с.265.B.C. Moin “Stabilized Transistor Converters” M., ENERGOATOMIZDAT, 1986, p.265.

А.И.Иванов-Цыганов, В.И.Хандогин «Источники вторичного электропитания приборов СВЧ» М., «Радио и связь», 1989 г., с.110A.I. Ivanov-Tsyganov, V.I.Khandogin "Sources of secondary power supply of microwave devices" M., "Radio and communications", 1989, p.110

Claims

1. A secondary power source containing at least three, connected in parallel to the input and output, of the same type of converter cells, made by a single-cycle circuit for converting DC voltage to DC with direct transfer of energy to the load with the switch open, each converter cell containing a controlled key connected to the input terminals through the primary winding of the transformer, the secondary winding of which is connected to the input of a half-wave rectifier, the output of which is connected to to the device’s output terminals, while the voltages at the inputs of the rectifiers of all cells having a duration of T / n are shifted relative to each other by an angle of T / n, where the T-period of conversion (s), n is the number of converter cells.

2. The secondary power source according to claim 1, characterized in that a corresponding capacitor is connected in parallel with the key and diode of the half-wave rectifier of each converter cell.