RU99254U1 - 2-PULSE CONVERTER WITH PULSE LOAD - Google Patents

2-PULSE CONVERTER WITH PULSE LOAD Download PDF

Info

Publication number
RU99254U1
RU99254U1 RU2010119117/07U RU2010119117U RU99254U1 RU 99254 U1 RU99254 U1 RU 99254U1 RU 2010119117/07 U RU2010119117/07 U RU 2010119117/07U RU 2010119117 U RU2010119117 U RU 2010119117U RU 99254 U1 RU99254 U1 RU 99254U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
terminal
output
capacitor
pwm controller
negative
Prior art date
Application number
RU2010119117/07U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Петрович Кириенко
Станислав Вячеславович Хватов
Владимир Фёдорович Стрелков
Леонид Владимирович Тетенькин
Валерий Владимирович Ваняев
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (НГТУ)
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (НГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (НГТУ)
Priority to RU2010119117/07U priority Critical patent/RU99254U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU99254U1 publication Critical patent/RU99254U1/en

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к преобразовательной технике и может быть использована в системах электропитания устройств радиотехники, автоматики и вычислительной техники. Цель полезной модели - расширение области использования двухтактного преобразователя с импульсной нагрузкой, увеличение КПД и надежности предлагаемого преобразователя, уменьшение его массы и габаритов. Поставленная цель достигается тем, что вторая вторичная обмотка трансформатора тока подключена к входу второго выпрямителя, выход которого соединен с входом второго потенциометра, выход которого через разделительный диод подключен к инверсному выводу «IN» двухтактного ШИМ-контроллера. 1 с.п. ф-лы, 1 илл. The utility model relates to converting technology and can be used in power supply systems of radio engineering, automation and computer equipment. The purpose of the utility model is to expand the field of use of a push-pull converter with a pulse load, increase the efficiency and reliability of the proposed converter, and reduce its weight and dimensions. This goal is achieved by the fact that the second secondary winding of the current transformer is connected to the input of the second rectifier, the output of which is connected to the input of the second potentiometer, the output of which is connected to the inverse terminal "IN" of the push-pull PWM controller through an isolation diode. 1 s.p. f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к преобразовательной технике и может быть использована в системах электропитания устройств радиотехники, автоматики и вычислительной техники.The utility model relates to converting technology and can be used in power supply systems of radio engineering, automation and computer equipment.

За прототип принят двухтактный преобразователь с импульсной нагрузкой (Схемы ШИМ-контроллеров (1156 ЕУ 2, 3) г.Брянск «НТЦ СМТ, 2000 г., 22 стр.) Это устройство является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату. В двухтактном преобразователе с импульсной нагрузкой, содержащем первый и второй МДП-транзисторы, силовой трансформатор, вторичная обмотка которого через первый выпрямитель, дроссель фильтра, конденсатор фильтра соединена с нагрузкой преобразователя, отрицательный вывод конденсатора фильтра соединен с отрицательной обкладкой конденсатора, положительную и отрицательную клеммы источника питания, двухтактный ШИМ-контроллер, прямой вывод «IN» которого соединен с выводом UREF, трансформатор тока, вторичная обмотка которого соединена с входом второго выпрямителя, вывод UCC ШИМ-контроллера соединен с дополнительным источником питания, вывод СT ШИМ-контроллера через времязадающий конденсатор подключен к отрицательной обкладке конденсатора, к которой также подключены выводы GND и ILIM/stop, вывод OUTA ШИМ-контроллера подключен к затвору МДП-транзистора, вывод OUTB - к затвору второго МДП-транзистора.A push-pull converter with a pulse load was adopted as a prototype (Schemes of PWM controllers (1156 EU 2, 3) Bryansk “STC SMT, 2000, 22 pages) This device is the closest in technical essence and the achieved result. In a push-pull converter with a pulsed load containing the first and second MOS transistors, a power transformer, the secondary winding of which is connected to the load of the converter through the first rectifier, filter choke, filter capacitor, the negative terminal of the filter capacitor is connected to the negative capacitor lining, the positive and negative terminals of the source power supply, push-pull PWM controller, the direct terminal “IN” of which is connected to the terminal U REF , a current transformer whose secondary winding is connected to the input the second rectifier, terminal U CC of the PWM controller is connected to an additional power source, terminal C T of the PWM controller is connected to the negative side of the capacitor through a timing capacitor, to which GND and I LIM / stop are also connected, terminal OUT A of the PWM controller is connected to the gate of the MOS transistor, the output OUT B - to the gate of the second MOS transistor.

Вывод СT ШИМ-контроллера через времязадающий конденсатор подключен к отрицательной обкладке конденсатора. А вывод RT через времязадающий резистор также подключен к отрицательной обкладке конденсатора.Conclusion C T of the PWM controller through a timing capacitor is connected to the negative capacitor plate. And the terminal R T through the timing resistor is also connected to the negative plate of the capacitor.

Вывод ОUTA ШИМ-контроллера подключен к затвору первого МДП-транзистора. Вывод OUTB ШИМ-контроллера подключен к затвору второго МДП-транзистора.The output of OUT A PWM controller is connected to the gate of the first MOS transistor. The OUT OUT pin of the PWM controller is connected to the gate of the second MOS transistor.

Вторичная обмотка трансформатора тока через выпрямитель и активно-емкостной фильтр подключена к выводу ILIM/stop ШИМ-контроллера.The secondary winding of the current transformer through the rectifier and the active-capacitive filter is connected to the terminal I LIM / stop of the PWM controller.

Выводы GND и PGND соединены с отрицательной обкладкой конденсатора.The GND and PGND pins are connected to the negative side of the capacitor.

Прототип имеет следующие недостатки.The prototype has the following disadvantages.

1) При импульсной нагрузке и максимальной величине выходного тока преобразователя напряжение на вторичной обмотке трансформатора тока начинает резко возрастать и подается на вывод ILIM/stop ШИМ-контроллера. Происходит «сбой» логических элементов ШИМ-контроллера. На выводах OUTA и OUTB формируются импульсы разной длительности. Средняя величина тока через первый МДП-транзистор будет отличаться от средней величины тока через второй МДП-транзистор. Через обмотки силового трансформатора будет протекать постоянная составляющая тока. Указанное явление вызывает появление постоянной составляющей магнитного потока в магнитопроводе силового трансформатора. Это приводит к насыщению силового трансформатора и короткому замыканию в его обмотках. Устранить это явление можно, введя диэлектрический зазор в магнитопроводе силового трансформатора. Однако это приводит к уменьшению магнитной проницаемости магнитопровода и необходимости увеличения витков обмоток силового трансформатора. Происходит уменьшение КПД силового трансформатора, увеличение его массы и габаритов. Также происходит уменьшение КПД преобразователя, увеличение его массы и габаритов. При насыщении трансформатора ток, протекающий через его обмотки, может возрасти до величины, при которой МДП-транзисторы выходят из строя. Это снижает надежность работы преобразователя.1) With a pulsed load and the maximum value of the output current of the converter, the voltage on the secondary winding of the current transformer begins to increase sharply and is fed to the output of the I LIM / stop PWM controller. There is a “failure” of the logic elements of the PWM controller. Pulses of different durations are formed at the terminals OUT A and OUT B. The average current through the first MOS transistor will differ from the average current through the second MOS transistor. A constant current component will flow through the windings of the power transformer. This phenomenon causes the appearance of a constant component of the magnetic flux in the magnetic circuit of the power transformer. This leads to saturation of the power transformer and a short circuit in its windings. This phenomenon can be eliminated by introducing a dielectric gap in the magnetic core of the power transformer. However, this leads to a decrease in the magnetic permeability of the magnetic circuit and the need to increase the turns of the windings of the power transformer. There is a decrease in the efficiency of the power transformer, an increase in its mass and dimensions. Also there is a decrease in the efficiency of the converter, an increase in its mass and dimensions. When the transformer is saturated, the current flowing through its windings can increase to the value at which the MOS transistors fail. This reduces the reliability of the converter.

2) Наличие импульсной нагрузки может вызвать режим близкий к режиму короткого замыкания. В этом случае сигнал, поступающий на вывод ILIM/stop ШИМ-контроллера с трансформатора тока, вызывает срабатывание компаратора выключения схемы. В результате на его выходе формируется логическая единица, которая, проходя через схему «ИЛИ» ШИМ-контроллера, включает транзистор, который разряжает конденсатор плавного запуска, подключенный к выводу «Start». Одновременно другие транзисторы снижают выходной потенциал операционного усилителя практически до нуля. После выключения выходных ключей потенциал на выводе ILIM/stop устанавливается близким к нулю, компараторы ограничения тока и выключения схемы снимают запрет и начинается процесс плавного запуска. Если режимы работы импульсной нагрузки близкие к короткому замыканию не исчезают, описанные процессы повторяются и схема переходит в режим «икания». Происходит сбой в работе импульсной нагрузки. Это снижает надежность работы комплекса «преобразователь - импульсная нагрузка».2) The presence of a pulse load can cause a mode close to the short circuit mode. In this case, the signal arriving at pin I LIM / stop of the PWM controller from the current transformer causes the comparator to turn off the circuit. As a result, a logical unit is formed at its output, which, passing through the "OR" circuit of the PWM controller, turns on the transistor, which discharges the soft-start capacitor connected to the "Start" terminal. At the same time, other transistors reduce the output potential of the operational amplifier to almost zero. After the output keys are turned off, the potential at pin I LIM / stop is set close to zero, the current limiting and off circuit comparators remove the ban and the soft start process begins. If the operating modes of the pulse load close to the short circuit do not disappear, the described processes are repeated and the circuit switches to the "hiccup" mode. A malfunction in the operation of the pulse load occurs. This reduces the reliability of the complex "Converter - pulse load".

Отмеченные недостатки ограничивают область применения схемы прототипа.The noted disadvantages limit the scope of the prototype circuit.

Они устраняются предлагаемым решением.They are eliminated by the proposed solution.

Решается задача расширения области применения предлагаемой схемы двухтактного преобразователя Техническим результатом является увеличение КПД и надежности предлагаемого преобразователя, уменьшение его массы и габаритов.The problem is solved of expanding the scope of the proposed push-pull converter circuit. The technical result is to increase the efficiency and reliability of the proposed converter, reducing its weight and dimensions.

Увеличение КПД и надежности, уменьшение массы и габаритов преобразователя достигается тем, что в схеме сигнал перегрузки по току подается не на вывод ILIM/stop ШИМ-контроллера, а на его инверсный вывод «IN»An increase in efficiency and reliability, a decrease in the mass and dimensions of the converter is achieved by the fact that the current overload signal is supplied not to the I LIM / stop pin of the PWM controller, but to its inverse output “IN”

Этот технический результат достигается тем, что в двухтактном преобразователе с импульсной нагрузкой, содержащем первый и второй МДП-транзисторы, силовой трансформатор, вторичная обмотка которого через первый выпрямитель, дроссель фильтра, конденсатор фильтра соединена с нагрузкой преобразователя, отрицательный вывод конденсатора фильтра соединен с отрицательной обкладкой конденсатора, положительную и отрицательную клеммы источника питания. двухтактный ШИМ-контроллер, прямой вывод IN которого соединен с выводом UREF, трансформатор тока, вторичная обмотка которого соединена с входом второго выпрямителя, вывод UCC ШИМ-контроллера соединен с дополнительным источником питания, вывод СT ШИМ-контроллера через времязадающий конденсатор подключен к отрицательной обкладке конденсатора, к которой также подключены выводы GND и ILIM/stop, вывод OUTA ШИМ-контроллера подключен к затвору МДП-транзистора, вывод OUTB - к затвору второго МДП-транзистора, первый и второй последовательно соединенные МДП-транзисторы подключены так, что сток первого подключен к положительной клемме источника питания, а исток второго к его отрицательной клемме, введены два последовательно соединенных рекуперирующих диода, катод первого диода подключен к положительной клемме источника питания, а анод второго диода - к его отрицательной клемме, анод первого диода подключен к истоку первого МДП-транзистора, два последовательно соединенных конденсатора подключены к положительной и отрицательной клеммам источника питания, их общая точка через первичные обмотки силового трансформатора и трансформатора тока подключена к истоку первого МДП-транзистора, выводы OUTA и OUTB ШИМ-контроллеров через первый и второй управляющие трансформаторы подключены к затворам первого и второго МДП-транзисторов, соответственно., введены первый и второй потенциометры, первый вывод первого потенциометра подключен к положительной обкладке конденсатора индуктивно-емкостного фильтра, его второй вывод - к отрицательной обкладке этого конденсатора, средний вывод первого потенциометра подключен к инверсному выводу IN ШИМ-контроллера, выход второго выпрямителя соединен с первым и вторым выводами второго потенциометра, средний вывод которого подсоединен к аноду разделительного диода, катод которого подключен к инверсному выводу IN ШИМ-контроллера, На чертеже представлена схема предлагаемого двухтактного преобразователя. Приняты следующие обозначения:This technical result is achieved in that in a push-pull converter with a pulsed load containing the first and second MOS transistors, a power transformer, the secondary winding of which is connected to the load of the converter through the first rectifier, filter choke, filter capacitor, the negative terminal of the filter capacitor is connected to the negative lining capacitor, positive and negative power supply terminals. a push-pull PWM controller, the direct IN terminal of which is connected to the U REF terminal, a current transformer, the secondary winding of which is connected to the input of the second rectifier, the U CC terminal of the PWM controller is connected to an additional power source, the terminal C T of the PWM controller through the timing capacitor is connected to the negative capacitor plate, to which the GND and I LIM / stop pins are also connected, the OUT A PWM controller pin is connected to the gate of the MOS transistor, the OUT B pin is connected to the gate of the second MOS transistor, the first and second series-connected MD P-transistors are connected so that the drain of the first is connected to the positive terminal of the power source, and the source of the second to its negative terminal, two recuperating diodes are connected in series, the cathode of the first diode is connected to the positive terminal of the power source, and the anode of the second diode is connected to its negative terminal , the anode of the first diode is connected to the source of the first MOS transistor, two series-connected capacitors are connected to the positive and negative terminals of the power source, their common point through the primary circuits quipment power transformer and a current transformer connected to the source of the first MIS transistor terminals OUT A and OUT B PWM controller through the first and second control transformer is connected to the gates of the first and second MIS transistors, respectively., entered the first and second potentiometers, a first terminal the first potentiometer is connected to the positive side of the capacitor of the inductive-capacitive filter, its second output is connected to the negative side of this capacitor, the middle terminal of the first potentiometer is connected to the inverse terminal IN The PWM controller, the output of the second rectifier is connected to the first and second terminals of the second potentiometer, the middle output of which is connected to the anode of the diode diode, the cathode of which is connected to the inverse terminal IN of the PWM controller. The diagram shows the proposed push-pull converter. The following notation is accepted:

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

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

5 - разделительный диод;5 - separation diode;

6, 7 - первый и второй рекуперирующие диоды;6, 7 - the first and second recovery diodes;

8, 9 - первый и второй конденсаторы;8, 9 - the first and second capacitors;

10 - трансформатор тока;10 - current transformer;

11 - второй выпрямитель;11 - the second rectifier;

12 - второй потенциометр;12 - second potentiometer;

13 - двухтактный ШИМ-контроллер;13 - push-pull PWM controller;

14 - силовой трансформатор;14 - power transformer;

15 - первый выпрямитель15 - first rectifier

16 - дроссель фильтра16 - filter choke

17 - времязадающий резистор;17 - timing resistor;

18 - времязадающий конденсатор;18 - time-consuming capacitor;

19 - первый управляющий трансформатор;19 - the first control transformer;

20 - первый потенциометр;20 - the first potentiometer;

21 - второй управляющий трансформатор;21 - second control transformer;

22 - конденсатор фильтра;22 - filter capacitor;

23 - дополнительный источник питания.23 - an additional power source.

24 - транзистор импульсной нагрузки24 - pulse transistor

Первый 3 и второй 4 последовательно соединенные МДП-транзисторы подключены так что сток первого подключен к положительной клемме 1 источника питания, а исток второго к его отрицательной клемме 2. Введены два последовательно соединенных рекуперирующих диода 6, 7. Катод первого диода 6 подключен к положительной клемме 1 источника питания, анод второго диода - к его отрицательной клемме 2, анод первого диода 6 - к истоку первого МДП-транзистора 3, два последовательно соединенных конденсатора 8, 9 - к положительной и отрицательной клеммам 1, 2 источника питания. Их общая точка через первичные обмотки силового трансформатора 14 и трансформатора тока 10 подключена к истоку первого МДП-транзистора 3. Выводы OUTA и OUTB ШИМ-контроллеров через первый 19 и второй 21 управляющие трансформаторы подключены к затворам первого 3 и второго 4 МДП-транзисторов, соответственно. Введены первый 20 и второй 12 потенциометры. Первый вывод потенциометра 20 подключен к положительной обкладке конденсатора 22 индуктивно емкостного фильтра, его второй вывод - к отрицательной обкладке этого конденсатора. Средний вывод первого потенциометра 20 подключен к инверсному выводу IN ШИM-контроллера, выход второго выпрямителя 11 соединен с первым и вторым выводами второго потенциометра 12, средний вывод которого подсоединен к аноду разделительного диода 5, катод которого подключен к инверсному выводу IN ШИМ-контроллера.The first 3 and second 4 series-connected MOS transistors are connected so that the drain of the first is connected to the positive terminal 1 of the power source, and the source of the second to its negative terminal 2. Two regenerative diodes 6, 7 are introduced in series. The cathode of the first diode 6 is connected to the positive terminal 1 power supply, the anode of the second diode to its negative terminal 2, the anode of the first diode 6 to the source of the first MOS transistor 3, two series-connected capacitors 8, 9 to the positive and negative terminals 1, 2 source power. Their common point through the primary windings of the power transformer 14 and current transformer 10 is connected to the source of the first MOS transistor 3. The outputs OUT A and OUT B of the PWM controllers are connected to the gates of the first 3 and second 4 MOS transistors through the first 19 and second 21 control transformers , respectively. The first 20 and second 12 potentiometers are introduced. The first output of the potentiometer 20 is connected to the positive lining of the capacitor 22 of the inductively capacitive filter, its second output to the negative lining of this capacitor. The middle terminal of the first potentiometer 20 is connected to the inverse terminal of the IN PWM controller, the output of the second rectifier 11 is connected to the first and second terminals of the second potentiometer 12, the middle terminal of which is connected to the anode of the diode 5, the cathode of which is connected to the inverse terminal of the IN PWM controller.

Принцип работы предлагаемого стабилизированного квазирезонансного преобразователя заключается в следующем.The principle of operation of the proposed stabilized quasi-resonant transducer is as follows.

На клеммы 1, 2 подается напряжение. При включении дополнительного источника питания 23 начинает работать двухтактный ШИМ-контроллер 13. Частота генерации его выходных импульсов определяется времязадающими резистором 17 и конденсатором 18. С его вывода ОUTA через первый управляющий трансформатор 19 и вывода OUTB через второй управляющий трансформатор 21 выходные импульсы подаются на затворы МДП-транзисторов 3, 4. Начинается поочередное включение МДП-транзисторов 3, 4. Цепь плавного пуска Start ШИМ-контроллера 13 (на фиг.1 не обозначена) в первый момент времени обеспечивает минимальную длительность импульсов с выводов OUTA и OUTB.Voltage is applied to terminals 1, 2. When the additional power supply 23 is turned on, the push-pull PWM controller 13 starts to operate. The frequency of generation of its output pulses is determined by the timing resistor 17 and capacitor 18. From its output OUT A through the first control transformer 19 and output OUT B through the second control transformer 21, the output pulses are fed to the gates of the MOS transistors 3, 4. The MIS transistors 3, 4 are started in turn. The soft start circuit of the Start PWM controller 13 (not indicated in FIG. 1) at the first moment of time provides the minimum Pulse duration from OUT A and OUT B.

При подаче импульса с вывода OUTA ШИМ-контроллера 13 через управляющий трансформатор 19 на затвор МДП-транзистора 3 происходит его включение. Ток протекает по цепи: клемма 1, МДП-транзистор 3, первичная обмотка силового трансформатора 14 и трансформатора тока 10, конденсатор 9, клемма 2.When a pulse is supplied from the output OUT A of the PWM controller 13 through the control transformer 19 to the gate of the MOS transistor 3, it is turned on. The current flows through the circuit: terminal 1, MIS transistor 3, the primary winding of the power transformer 14 and current transformer 10, the capacitor 9, terminal 2.

Поскольку в этой цепи имеется эквивалентная индуктивность силового трансформатора 14 и трансформатора тока 10, возникает обратный ток, который протекает по цепи: клемма 2, рекуперирующий диод 7, первичная обмотка силового трансформатора 14 и трансформатора тока 10, конденсатор 8, клемма 1. Происходит рекуперация энергии в цепь питания преобразователя.Since this circuit has an equivalent inductance of the power transformer 14 and current transformer 10, a reverse current occurs, which flows through the circuit: terminal 2, recovery diode 7, primary winding of the power transformer 14 and current transformer 10, capacitor 8, terminal 1. Energy recovery occurs. into the converter power circuit.

При подаче импульса с вывода «OUTB» ШИМ-контроллера 13 через управляющий трансформатор 21 на затвор МДП-транзистора 4 происходит его включение. Ток протекает по цепи: клемма 1, конденсатор 8, первичная обмотка трансформатора тока 10 и силового трансформатора 14, МДП-транзистор 4, клемма 2.When a pulse is supplied from the output “OUTB” of the PWM controller 13 through the control transformer 21 to the gate of the MOS transistor 4, it is turned on. The current flows through the circuit: terminal 1, capacitor 8, the primary winding of the current transformer 10 and power transformer 14, MOS transistor 4, terminal 2.

Поскольку в этой цепи имеется эквивалентная индуктивность силового трансформатора 14 и трансформатора тока 10 возникает обратный ток, который протекает по цепи: отрицательная клемма 2, конденсатор 9, первичная обмотка трансформатора тока 10, силового трансформатора 14 и рекуперирующий диод 6, клемма 1. Происходит рекуперация энергии в цепь питания преобразователя.Since this circuit has an equivalent inductance of the power transformer 14 and current transformer 10, a reverse current occurs which flows through the circuit: negative terminal 2, capacitor 9, primary winding of current transformer 10, power transformer 14 and recovery diode 6, terminal 1. Energy recovery occurs. into the converter power circuit.

По мере увеличения ширины импульсов с выводов OUTA и ОUTB напряжение на конденсаторе 22 фильтра достигает номинального значения.As the width of the pulses from the terminals OUT A and OUT B increases, the voltage across the filter capacitor 22 reaches the nominal value.

Начинает работать обратная связь по напряжению.Voltage feedback starts to work.

При достижении напряжения на конденсаторе 22 величины, превышающей номинальное значение, напряжение на инверсном выводе IN ШИМ-контроллера 13 превышает величину напряжения на прямом выводе IN. Длительность импульсов на выводах OUTA и ОUTB уменьшается и следовательно, уменьшается напряжение на конденсаторе 22.When the voltage on the capacitor 22 reaches a value higher than the nominal value, the voltage at the inverted terminal IN of the PWM controller 13 exceeds the voltage at the direct terminal IN. The pulse duration at the terminals OUT A and OUT B decreases and, consequently, the voltage across the capacitor 22 decreases.

При напряжении на конденсаторе 22 меньшем номинального значения, напряжение на инверсном выводе IN ШИМ-контроллера 13 меньше величины напряжения на его прямом выводе IN. Длительность импульсов на выводах OUTA и OUTB увеличивается и, следовательно, увеличивается напряжения на конденсаторе 22. Далее процессы повторяются.When the voltage at the capacitor 22 is less than the nominal value, the voltage at the inverted terminal IN of the PWM controller 13 is less than the voltage at its direct terminal IN. The pulse duration at the terminals OUT A and OUT B increases and, consequently, the voltage across the capacitor 22 increases. Further, the processes are repeated.

Частота включения транзистора импульсной нагрузки 24 много меньше рабочей частоты ШИМ-контроллера 13.The switching frequency of the pulse transistor 24 is much less than the operating frequency of the PWM controller 13.

При включении транзистора импульсной нагрузки 24, происходит частичный разряд конденсатора 22. Через резистор импульсной нагрузки 24 протекает ток большой величины, формируется импульс большой мощности.When the transistor of the pulse load 24 is turned on, a partial discharge of the capacitor 22 occurs. A large current flows through the pulse load resistor 24, and a high power pulse is formed.

Преобразователь практически работает в режиме короткого замыкания. Возрастает выходной ток преобразователя и, следовательно, ток в первичной обмотке трансформатора тока 10. Увеличивается напряжение вторичной обмотки трансформатора тока 10, на выходе выпрямителя 11, на потенциометре 12 и на инверсном выводе «IN» ШИМ-контроллера 13. Длительность импульсов на его выводах OUTA и OUTB уменьшается и, следовательно, происходит уменьшение величины выходного тока преобразователя практически до номинального значения. Преобразователь работает в режиме «токовой отсечки». В этом режиме преобразователь является «источником тока».The converter practically works in short circuit mode. The output current of the converter increases, and therefore, the current in the primary winding of the current transformer 10. The voltage of the secondary winding of the current transformer 10 increases, at the output of the rectifier 11, at the potentiometer 12, and at the inverse terminal “IN” of the PWM controller 13. The pulse duration at its terminals OUT A and OUT B decreases and, consequently, the output current of the converter decreases to almost the nominal value. The converter operates in the "current cut-off" mode. In this mode, the converter is a “current source”.

После выключения транзистора импульсной нагрузки 24, происходит заряд конденсатора 22.After turning off the transistor of the pulse load 24, the capacitor 22 is charged.

Первый этап заряда конденсатора 22 производится «током отсечки», величина которого определяется потенциометром 12. В этом режиме преобразователь является «источником тока».The first stage of the charge of the capacitor 22 is produced by the "cut-off current", the value of which is determined by the potentiometer 12. In this mode, the converter is a "current source".

При достижении напряжения на конденсаторе 22 величины, при которой величина тока заряда конденсатора меньше величины «тока отсечки», преобразователь становится «источником напряжения».When the voltage on the capacitor 22 reaches a value at which the magnitude of the charge current of the capacitor is less than the value of the "cut-off current", the converter becomes a "voltage source".

Величина тока заряда конденсатора 22 ограничивается эквивалентным сопротивлением цепи заряда этого конденсатора. Заряд будет осуществляться до момента времени, пока выполняется условие - напряжение на выходе преобразователя больше напряжения на конденсаторе 22. Величина напряжения на конденсаторе 22 задается потенциометром 20 цепи обратной связи по напряжению.The magnitude of the charge current of the capacitor 22 is limited by the equivalent resistance of the charge circuit of this capacitor. The charge will be carried out until the moment the condition is fulfilled - the voltage at the converter output is greater than the voltage at the capacitor 22. The voltage at the capacitor 22 is set by the voltage feedback potentiometer 20.

После того как величина напряжения на конденсаторе 22 становится равной величине напряжения на выходе преобразователя ток заряда конденсатора 22 становится равным нулю. Далее преобразователь работает в режиме «холостого хода».After the voltage value at the capacitor 22 becomes equal to the voltage value at the converter output, the charge current of the capacitor 22 becomes zero. Further, the converter operates in idle mode.

Скважность импульсов на резисторе импульсной нагрузки 24 составляет 1:(10…20). Включение транзистора импульсной нагрузки 24 продолжается с заданной частотой.The duty cycle of the pulses on the pulse load resistor 24 is 1: (10 ... 20). The inclusion of the transistor pulse load 24 continues with a given frequency.

Наличие обратной связи по напряжению обеспечивает формирование на резисторе импульсной нагрузки 24 импульсов напряжения идентичной амплитуды.The presence of voltage feedback ensures the formation of 24 pulse voltage pulses of identical amplitude on the resistor of the pulse load.

При импульсной нагрузке 24 и максимальной величине выходного тока преобразователя напряжение на вторичной обмотке трансформатора тока 10 начинает резко возрастать и подается на инверсный вывод IN ШИМ-контроллера. Здесь не происходит «сбой» логических элементов ШИМ-контроллера, поскольку сигнал через них не проходит.With a pulse load of 24 and the maximum value of the output current of the converter, the voltage on the secondary winding of the current transformer 10 begins to increase sharply and is fed to the inverse terminal IN of the PWM controller. There is no “failure" of the logic elements of the PWM controller, since the signal does not pass through them.

На выводах OUTA и OUTB формируются импульсы равной длительности. Средняя величина тока через первый МДП-транзистор будет равна средней величине тока через второй МДП-транзистор. Через обмотки силового трансформатор не протекает постоянная составляющая тока. Не образуется постоянной составляющей магнитного потока в магнитопроводе силового трансформатора. Не происходит насыщения силового трансформатора и короткого замыкания в его обмотках. Не требуется введения диэлектрического зазора в магнитопроводе силового трансформатора. Не происходит уменьшения магнитной проницаемости магнитопровода, и нет необходимости увеличения витков обмоток силового трансформатора. Возрастает КПД силового трансформатора, снижается его масса и габариты. Также возрастает КПД преобразователя, снижаются его массы и габаритов. Поскольку не происходит насыщения трансформатора, ток, протекающий через его обмотки, не может возрасти до величины, при которой МДП-транзисторы выходят из строя. Повышается надежность работы преобразователя.At the terminals OUT A and OUT B , pulses of equal duration are formed. The average current through the first MOS transistor will be equal to the average current through the second MOS transistor. A constant current component does not flow through the windings of the power transformer. The constant component of the magnetic flux in the magnetic circuit of the power transformer is not formed. There is no saturation of the power transformer and short circuit in its windings. It is not necessary to introduce a dielectric gap in the magnetic circuit of a power transformer. There is no decrease in the magnetic permeability of the magnetic circuit, and there is no need to increase the turns of the windings of the power transformer. The efficiency of the power transformer increases, its weight and dimensions decrease. The efficiency of the converter also increases, its mass and dimensions are reduced. Since the transformer is not saturated, the current flowing through its windings cannot increase to the value at which the MOS transistors fail. The reliability of the converter increases.

Наличие импульсной нагрузки может вызвать режим, близкий к режиму короткого замыкания. Однако в предлагаемой схеме сигнал с трансформатора тока, поступает не на вывод ILIM/stop ШИМ-контроллера, а на инверсный вывод IN, что не вызывает срабатывание компаратора выключения схемы. Вывод ILIM/stop ШИМ-контроллера подсоединен к «корпусу» В результате на его выходе не формируется логическая единица, которая, проходя через схему «ИЛИ» ШИМ-контроллера, включает транзистор, который разряжает конденсатор плавного запуска, подключенный к выводу «Start». He снижается практически до нуля выходной потенциал операционного усилителя. Здесь не начинается повторный процесс плавного запуска. Если режимы работы импульсной нагрузки, близкие к короткому замыканию, не исчезают, схема не переходит в режим «икания». Сбой в работе импульсной нагрузки не происходит. Обеспечивается надежность работы комплекса «преобразователь - импульсная нагрузка».The presence of a pulsed load can cause a mode close to the short circuit mode. However, in the proposed circuit, the signal from the current transformer is supplied not to the I LIM / stop pin of the PWM controller, but to the inverse IN terminal, which does not cause the comparator to turn off the circuit. The I LIM / stop pin of the PWM controller is connected to the “case”. As a result, the logic unit is not formed at its output, which, passing through the “OR” circuit of the PWM controller, turns on the transistor, which discharges the soft-start capacitor connected to the “Start” terminal . He decreases almost to zero the output potential of the operational amplifier. This does not start the second soft start process. If the operating modes of the pulse load close to the short circuit do not disappear, the circuit does not go into the "hiccup" mode. A malfunction in the pulse load does not occur. The reliability of the complex "Converter - pulse load" is ensured.

К основным преимуществам заявляемого преобразователя по сравнению с прототипом следует отнести следующее:The main advantages of the claimed Converter in comparison with the prototype should include the following:

- в силовом трансформаторе отсутствует насыщение, что позволяет уменьшить количество витков всех его обмоток;- there is no saturation in the power transformer, which reduces the number of turns of all its windings;

- при работе комплекса «преобразователь - импульсная нагрузка» не наблюдается сбоев в ШИМ-контроллере, вызванных работой импульсной нагрузки.- during the operation of the “converter - pulse load” complex, there are no failures in the PWM controller caused by the operation of the pulse load.

Выше перечисленные свойства обеспечивают расширение области применения предлагаемого преобразователя, увеличение его КПД и надежности, уменьшение массы и габаритов.The above listed properties provide an extension of the scope of the proposed converter, an increase in its efficiency and reliability, a decrease in mass and dimensions.

Claims (1)

Двухтактный преобразователь с импульсной нагрузкой, содержащий первый и второй МДП-транзисторы, силовой трансформатор, вторичная обмотка которого через первый выпрямитель, дроссель фильтра, конденсатор фильтра соединена с нагрузкой преобразователя, отрицательный вывод конденсатора фильтра соединен с отрицательной обкладкой конденсатора, положительную и отрицательную клеммы источника питания, двухтактный ШИМ-контроллер, прямой вывод IN которого соединен с выводом UREF, трансформатор тока, вторичная обмотка которого соединена с входом второго выпрямителя, вывод UCC ШИМ-контроллера соединен с дополнительным источником питания, вывод СT ШИМ-контроллера через времязадающий конденсатор подключен к отрицательной обкладке конденсатора, к которой также подключены выводы GND и I LIM/stop, вывод OUTA ШИМ-контроллера подключен к затвору МДП-транзистора, вывод OUTB - к затвору второго МДП-транзистора, отличающийся тем, что первый и второй последовательно соединенные МДП-транзисторы подключены так, что сток первого подключен к положительной клемме источника питания, а исток второго - к его отрицательной клемме, введены два последовательно соединенных рекуперирующих диода, катод первого диода подключен к положительной клемме источника питания, а анод второго диода - к его отрицательной клемме, анод первого диода подключен к истоку первого МДП-транзистора, два последовательно соединенных конденсатора подключены к положительной и отрицательной клеммам источника питания, их общая точка через первичные обмотки силового трансформатора и трансформатора тока подключена к истоку первого МДП-транзистора, выводы OUTA и OUTB ШИМ-контроллеров через первый и второй управляющие трансформаторы подключены к затворам первого и второго МДП-транзисторов соответственно, введены первый и второй потенциометры, первый вывод первого потенциометра подключен к положительной обкладке конденсатора индуктивно-емкостного фильтра, его второй вывод - к отрицательной обкладке этого конденсатора, средний вывод первого потенциометра подключен к инверсному выводу IN ШИМ-контроллера, выход второго выпрямителя соединен с первым и вторым выводами второго потенциометра, средний вывод которого подсоединен к аноду разделительного диода, катод которого подключен к инверсному выводу IN ШИМ-контроллера.
Figure 00000001
A push-pull converter with a pulse load, containing the first and second MOS transistors, a power transformer, the secondary winding of which is connected to the load of the converter through the first rectifier, filter choke, filter capacitor, the negative terminal of the filter capacitor is connected to the negative capacitor lining, the positive and negative terminals of the power supply , push-pull PWM controller, a direct output of which is connected to IN terminal U REF, a current transformer, the secondary winding of which is connected to the input a second rectifier, the output U CC PWM controller is connected to the auxiliary power supply, the output C T PWM controller through the timing capacitor is connected to the negative plate of the capacitor, to which are also connected terminals GND and I LIM / stop, output OUT A PWM controller is connected to MISFET gate, the output OUT B - to the gate of the second MIS transistor, wherein the first and second series-connected MIS transistors are connected so that the first drain is connected to the positive terminal of the power source and the second source - k e about the negative terminal, two series-connected recovery diodes are introduced, the cathode of the first diode is connected to the positive terminal of the power source, and the anode of the second diode is connected to its negative terminal, the anode of the first diode is connected to the source of the first MOS transistor, two series-connected capacitors are connected to the positive and a negative power source terminals, their common point through the primary winding of a power transformer and a current transformer connected to the source of the first MIS transistor terminals OUT a and OUT B PWM for NTrollers through the first and second control transformers are connected to the gates of the first and second MOS transistors, respectively, the first and second potentiometers are introduced, the first output of the first potentiometer is connected to the positive lining of the capacitor of the inductive-capacitive filter, its second output is connected to the negative lining of this capacitor, the middle terminal the first potentiometer is connected to the inverse terminal IN of the PWM controller, the output of the second rectifier is connected to the first and second terminals of the second potentiometer, the middle output to which is connected to the anode of the separation diode, the cathode of which is connected to the inverse terminal IN of the PWM controller.
Figure 00000001
RU2010119117/07U 2010-05-12 2010-05-12 2-PULSE CONVERTER WITH PULSE LOAD RU99254U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010119117/07U RU99254U1 (en) 2010-05-12 2010-05-12 2-PULSE CONVERTER WITH PULSE LOAD

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010119117/07U RU99254U1 (en) 2010-05-12 2010-05-12 2-PULSE CONVERTER WITH PULSE LOAD

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU99254U1 true RU99254U1 (en) 2010-11-10

Family

ID=44026614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010119117/07U RU99254U1 (en) 2010-05-12 2010-05-12 2-PULSE CONVERTER WITH PULSE LOAD

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU99254U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014022799A1 (en) * 2012-08-03 2014-02-06 Cooper Technologies Company Combined low power isolated power supply with isolated data transfer
RU2510862C1 (en) * 2012-09-04 2014-04-10 Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" Stabilised quasiresonent converter
CN115549447A (en) * 2022-12-01 2022-12-30 深圳弘远电气有限公司 Auxiliary power supply circuit suitable for driver

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014022799A1 (en) * 2012-08-03 2014-02-06 Cooper Technologies Company Combined low power isolated power supply with isolated data transfer
US9088220B2 (en) 2012-08-03 2015-07-21 Cooper Technologies Company Combined low power isolated power supply with isolated data transfer
RU2510862C1 (en) * 2012-09-04 2014-04-10 Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" Stabilised quasiresonent converter
CN115549447A (en) * 2022-12-01 2022-12-30 深圳弘远电气有限公司 Auxiliary power supply circuit suitable for driver

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11848603B2 (en) Auxiliary power supply apparatus and method for isolated power converters
US8908393B2 (en) Soft transition apparatus and method for switching power converters
US9276483B2 (en) Control circuit for active-clamp flyback power converter with programmable switching period
TW366335B (en) Process for the purification of butane-1,4-diol
US8004862B2 (en) Offline synchronous rectifying circuit with current transformer for soft switching power converters
JP2018504882A (en) Soft switching flyback converter
US20100328971A1 (en) Boundary mode coupled inductor boost power converter
CN105322798A (en) Multipath output flyback converter
RU99254U1 (en) 2-PULSE CONVERTER WITH PULSE LOAD
JPS62502024A (en) DC-DC converter
US9564819B2 (en) Switching power supply circuit
TWM591640U (en) Power conversion circuit with single-stage double-switch wide input range
TWI586092B (en) Single-stage ac-to-dc converter
Garcia et al. Impulse transformer based secondary-side self-powered gate-driver for wide-range PWM operation of SiC power MOSFETs
Yu et al. Synchronous rectifier design considerations for solid-state transformer light-load stability
TW201547173A (en) Control circuits and control methods
RU2510862C1 (en) Stabilised quasiresonent converter
Wuti et al. Performance comparison between a two-switch and RCD clamp forward converters
JP6394823B2 (en) Power converter
RU2589030C1 (en) Ac into dc voltage converter
RU2581600C1 (en) Two-stroke flyback dc-to-dc converter
CN210780559U (en) Single-stage double-cut type wide input range power supply conversion circuit
TWI714355B (en) Single-stage double-cut wide input range power conversion circuit
RU2743574C1 (en) Forward converter with synchronous rectification and active overvoltage limitation
Alganidi et al. A comparative study of DC-DC flyback converters for telecom applications

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20110513