SU1107114A1

SU1107114A1 - Stabilized d.c. voltage converter

Info

Publication number: SU1107114A1
Application number: SU823426669A
Authority: SU
Inventors: Михаил Петрович Балашов; Дмитрий Михайлович Хорев; Владимир Александрович Корнилов; Владимир Владимирович Стрельников; Лариса Григорьевна Ушкань; Станислав Борисович Резников; Сергей Владимирович Смирнов
Original assignee: Предприятие П/Я В-8058; Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1982-04-22
Filing date: 1982-04-22
Publication date: 1984-08-07

Abstract

СТАБИЛИЗИРОВАНИЙ ПРЕОБРАЗОБАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержаир й дроссель, включенный во . входную цепь преобразовател , и трансформатор , средние точки первичной и вторичной обмоток которого подключены к первому входному выводу стабилизированного преобразовател посто нного напр жени , выводы первичной обмотки через транзисторные ключи соединены между собой, а концы вторичной обмотки через тиристоры соединены с первым выходным выводом стабилизированного преобразовател , блок управлени , первым выходом подключенный к управл ющим входам транзисторных ключей, а вторым выходом к управл ющим входам тиристоров, и блок сравнени , первым входом соединенный с выходньми выводами стаби . лизированного преобразовател , вторым входом - с источником эталонного напр жени , а выходом - с входом блока управлени , отличающийс тем, что, с целью уменьшени массы и габаритов стабилизированного преобразовател , он- снабжен транзисторным регул тором, состо щим из указанного дроссел , введенного регулирующего транзистора и введенного шунтирующего диода и подключенным силовыми вьш одами между указанной точкой соединени транзисторных ключей и вторым входным выводом стабилизированного преобразовател , а управл ющим входом-к введенному третьему выходу указанного блока управлени , в который введен широтно л импульсный модул тор, подключенный выходом к третьему входу, а входом к входу блока управлени , двум пороговыми элементами, входами соединенными с входом блока управлени , задающим генератором, вьЬсодом соединенным с первыю входами введенных ;злементов И, с первым входом введен ногр распределител импульсов и с первым входом блока управлени , триггером, подключенным входами к выходам пороговых элементов, а выхода ми - к вторым входам элементов И, подключенных выходами к входам введенного элемента ИЛИ, подключенного выходом ко второму входу распределител импульсов, выход которого соединен с указанньм вторым выходом блока управлени .STABILIZATION CONSTANT VOLTAGE CONVERTER, containing choke included in. the input circuit of the converter, and the transformer, the midpoints of the primary and secondary windings of which are connected to the first input terminal of the stabilized constant voltage converter, the terminals of the primary winding are connected to each other through transistor switches, and the ends of the secondary winding are connected to the first output terminal of the stabilized converter via the transistor switches, a control unit, the first output connected to the control inputs of the transistor switches, and the second output to the control inputs of the thyristors, and a block by comparison, the first input is connected to the output pins of the stub. a second converter with a source of reference voltage, and an output with an input of a control unit, characterized in that, in order to reduce the weight and size of the stabilized converter, it is equipped with a transistor regulator consisting of the specified throttle, introduced regulating transistor and the inserted shunt diode and the connected power leads between the specified junction point of the transistor switches and the second input terminal of the stabilized converter, and the control input ohm - to the entered third output of the specified control unit, into which a pulse modulator, connected by output to the third input, is inputted, and two threshold elements connected to the input of the control unit, the master oscillator, connected to the first input to the input of the control unit the inputs of the input elements; And, with the first input, the pulse distribution terminal was inputted and with the first input of the control unit, the trigger connected by the inputs to the outputs of the threshold elements, and the outputs to the second inputs And in the connected outputs to the inputs of OR inputted, the output connected to the second input pulse distributor, an output connected to the second output ukazannm control unit.

Description

1 Изобретение относитс к электротехнике , а именно к устройствам дл стабилизации напр жени посто нного тока, и может бь1ть использовано в автономных системах электроснабжени подвижных объектов. Известен стабилизированный преоб разователь посто нного напр жени , содержащий нерегулируемый преобразователь посто нного напр жени под ключенньш к входным зажимам через импульсный транзисторньй регул торT Недостатками данного стабилизиро ванного преобразовател вл ютс большие масса и габариты, обусловленные однозонным характером регулировани и тем, что вс выходна мощность преобразовываетс импульсным транзисторньм регул тором. Наиболее близким к изобретению техническим решением вл етс стабилизированный преобразователь посто нного напр жени , содержащий дроссель, включенный во входную цеп преобразовател , и трансформатор, средние точки первичной и вторичной обмоток которого подключены к первому входному выводу стабилизированного преобразовател , выводы первичной обмотки через транзисторные ключи соединены между собой, а концы вторичной обмотки через тирис торы соединены с первым выходным вы водом стабилизированного преобразовател , блок управлени , первым вых дом подключенньй к управл ющим вхо- дам транзисторных ключей, а вторьм выходом - к управл ющим входам тиристоров , и блок сравнени , первым входом соединенный с выходными выво дами стабилизированного преобразова тел , вторым входом - с источником эталонного напр жени , а выходом входом блока управлени ,2 . Недостатками известного стабилизированного преобразовател вл ютс большие масса и габариты, что обусловлено низкой частотой коммутации силовых элементов преобразовател и как следствие, большой массой элементов фильтра. Низкй частота ком мутации обусловлена применением тиристоров , частотные свойства которы на пор док хуже частотных свойств транзисторов. Цель изобретени - уменьшение ма сы и габаритов стабилизированного преобразовател . 142 Цель достигаетс тем, что стабилизированный преобразователь посто нного напр жени , содержащий дроссель, включенный во входную цепь преобразовател , и трансформатор, средние точки первичной и вторичных обмоток которого подключены к первому входному выводу стабилизированного преобразовател посто нного напр жени , вьгаоды первичной обмотки через транзисторные ключи соединены между собой, а концы вторичной обмотки через тиристоры соединены с первым выходным выводом стабилизированного преобразовател , блок управлени , первьм выходом подключенный к управл ющим входам транзисторных ключей, а вторым выходом - к управл ющим входам тиристоров , и блок сравнени , первым входом соединенный с выходными выводами стабилизированного преобразовател , вторым входом - с источником эталонного напр жени , а выходом - с входом блока управлени , снабжен транзисторным регул тором, состо щим из указанного дроссел , введенного регулирующего транзистора и введенного шунтирующего диода и подключенным силовыми выводами между указанной точкой соединени транзисторных ключей и вторым входным выводом стабилизированного преобразовател , а управл ющим входом - к введенному третьему выходу указанного блока управлени , в который введен широтно-импульсный модул тор., подключенный выходом к третьему входу, а входом - к входу блока управлени , двум пороговыми элементами, входами соединенными с входом блока управлени , задающим генератором, выходом соединенным с первыми входами введенных элементов И, с первым входом введенного распределител импульсов и с первым входом блока управлени , триггером, подключенньм входами к выходам пороговых элементов, а выходами - к вторым входам элементов И, подключенных выходами к входам введенного элемента ИЛИ, подключенного выходом к второму входу распределител импульсов, выход которого соединен с указанным вторым выходом блока управлени . Введение транзисторного регул тора, включенного между точкой соединени транзисторных ключей и плюсовой клеммой источника питани s общей совокупности с известными признаками поз311 The invention relates to electrical engineering, namely, devices for stabilizing a DC voltage, and can be used in autonomous power supply systems for moving objects. A known stabilized DC voltage converter containing an unregulated DC voltage converter is connected to the input terminals via a pulsed transistor regulator. The disadvantages of this stabilized converter are large mass and size due to the single-band control nature and the fact that all the output power is converted pulse transistor controller. The closest technical solution to the invention is a stabilized DC / DC converter containing a choke included in the input circuit of the converter and a transformer whose midpoints of the primary and secondary windings of which are connected to the first input terminal of the stabilized converter, the terminals of the primary winding are connected between transistor switches and the ends of the secondary winding are connected to the first output terminal of the stabilized converter through the thyristors, , the first output house is connected to the control inputs of the transistor switches, and the second output is connected to the control inputs of the thyristors, and the comparison unit, the first input connected to the output terminals of the stabilized transducer, the second input - to the reference voltage source, and the output control unit input, 2. The disadvantages of the known stabilized converter are large mass and dimensions, which is caused by the low switching frequency of the power elements of the converter and, as a result, the large mass of filter elements. The low switching frequency is due to the use of thyristors, whose frequency properties are an order of magnitude worse than the frequency properties of transistors. The purpose of the invention is to reduce the size and size of the stabilized converter. 142 The goal is achieved in that a stabilized DC voltage converter containing a choke connected to the converter input circuit and a transformer whose midpoints of the primary and secondary windings of which are connected to the first input terminal of the stabilized DC voltage converter, drives the primary winding through transistor switches connected to each other, and the ends of the secondary winding through the thyristors are connected to the first output of the stabilized converter, the control unit, the first the output connected to the control inputs of the transistor switches, and the second output to the control inputs of the thyristors, and the comparison unit, the first input connected to the output pins of the stabilized converter, the second input to the source of the reference voltage, and the output to the input of the control unit, provided a transistor regulator consisting of the specified throttle, an inserted regulating transistor and an inserted shunt diode and the connected power leads between the specified junction point of the transistor switch and the second input terminal of the stabilized converter, and the control input to the input to the third output of the specified control unit, into which the pulse-width modulator is inserted. connected to the input to the third input, and to the input to the input of the control unit, two threshold elements, inputs connected to the input of the control unit, the master oscillator, the output connected to the first inputs of the input elements And, to the first input of the inserted pulse distributor and to the first input of the control unit, a trigger connected inputs to the outputs of the threshold elements, and outputs to the second inputs of the AND elements connected by the outputs to the inputs of the inputted OR element connected by the output to the second input of the pulse distributor, the output of which is connected to the specified second output of the control unit. Introduction of a transistor controller connected between the connection point of the transistor switches and the positive terminal of the power source s of a common combination with known signs of position 31

водило исключить изменение длительности открытого состо ни тиристоров при регулировании выходного напр жени устройства и тем самым уменьшить массу фильтра при заданных пульсаци х , кроме того уменьшение массы достигаетс тем, что регулируетс не вс передаваема мощность, а лишь только ее вольтодобовочна часть.drove to exclude the change in the duration of the open state of the thyristors when regulating the output voltage of the device and thereby reducing the filter mass for given pulsations, moreover, the weight reduction is achieved by not adjusting all the transmitted power, but only its volt-booster part.

На чертеже показана принципиальна схема стабилизированного преобразовател .The drawing shows a schematic diagram of a stabilized converter.

Стабилизированный преобразователь содержит трансформатор 1, средние точки первичной и вторичной обмоток которого подключены к первому входному вьшоду 2, соединенному с источником 3 питани , а концы первичной обмотки через транзисторные ключи А и 5, зашунтированные обратными диодами 6,7, соединены между собой, тиристоры 8 и 9, катодами подключенные к концам вторичной обмотки трансформатора , а анодами соединенные между собой и через нагрузку 10, зашунтированную выходным конденсатором 11, - с вторым входным выводом 12, транзисторный регул тор напр жени , включенный между плюсовой клеммой источника питани и точкой соединени транзисторных ключей, содержащий последовательно соединенные регулирующий транзистор 13, дроссель 14 и конденсатор 15 фильтра, зашунтированный диодом 16, источник 17 эталонного напр жени , подключенный к одному из входов схемы 18 сравнени второй вход которой подключен к точк соединени анодов тиристоров, а выход - к входу системы 19 управлени . Система управлени содержит пшротно-импульсный модул тор 20, два пороговых злемента 21 и 22, входы которых подключены к выходу схемы 18 сравнени , задающий генератор 23, выход которого через формирователи 24 и 25 импульсов подключен к первьм входам элементов И 26 и 27, выходы которых подключены к входам злемента ИЛИ 28, и триггер 29, входы которого подключены к выходам пороговых элементов 21 и 22, а выходы - к входам элементов И 26 и 27, выход элемента ИЛИ 28 .подключен к управл ющим входам тиристоров 8 и 9 через распределитель 30 импульсов, выход задающего генератора 23 подключен к входам транзисторных ключей 4 и 5 и к первому входу распределител 30 им71144The stabilized converter contains a transformer 1, the midpoints of the primary and secondary windings of which are connected to the first input pin 2 connected to the power source 3, and the ends of the primary winding through transistor switches A and 5, shunted by reverse diodes 6.7, are connected to each other, the thyristors 8 and 9, the cathodes connected to the ends of the secondary winding of the transformer, and the anodes connected to each other and through the load 10, shunted by the output capacitor 11, - with the second input terminal 12, the transistor control the voltage connected between the positive terminal of the power source and the connection point of the transistor switches, contains a series-connected regulating transistor 13, a choke 14 and a filter capacitor 15, shunted by a diode 16, the source 17 of the reference voltage connected to one of the inputs of the comparison circuit 18 whose second input connected to the thyristor anode connection point, and the output to the input of the control system 19. The control system contains a pulse-width modulator 20, two threshold elements 21 and 22, the inputs of which are connected to the output of the comparison circuit 18, the master oscillator 23, the output of which through the drivers 24 and 25 of the pulses is connected to the first inputs of the elements 26 and 27 whose outputs connected to the inputs of the element OR 28, and the trigger 29, the inputs of which are connected to the outputs of the threshold elements 21 and 22, and the outputs to the inputs of the AND 26 and 27 elements, the output of the OR 28 element. Connected to the control inputs of the thyristors 8 and 9 through the distributor 30 pulses output g generator 23 is connected to the inputs of transistor switches 4 and 5 and to the first input of the distributor 30 im71144

пульсов, а выход широтно-импульсного модул тора к базе транзистора 13. Стабилизированный преобразователь работает следующим образом.pulses, and the output of the pulse-width modulator to the base of the transistor 13. The stabilized converter operates as follows.

Напр жение питани через транзисторный регул тор напр жени ,содержавши регулирующий транзистор 13,дроссель 14 и фильтровый конденсатор 1 5, зашунтированный диодом 16, и силовые цепиThe supply voltage through a transistor voltage regulator, containing a regulating transistor 13, a choke 14 and a filter capacitor 1 5, shunted by a diode 16, and power circuits

0 транзисторов 4 и 5 подаетс на вход трансформатора 1. Транзисторы 4 и 5 управл ютс от задающего генератора 23 системы управлени и переключаютс через полпериода его частоты. ВThe 0 transistors 4 and 5 are fed to the input of the transformer 1. The transistors 4 and 5 are controlled from the master oscillator 23 of the control system and are switched through a half period of its frequency. AT

5 результате на выходе трансформатора образуетс высокочастотное пр моугольное знакопеременное напр жение с амплитудой, пропорциональной изменению напр жени питани . ТиристорыAs a result, a high-frequency rectangular alternating voltage with an amplitude proportional to the change in the supply voltage is formed at the output of the transformer. Thyristors

0 8 и 9 управл ютс с той же частотой задаваемой генератором 23, что и транзисторы 4 и 5, и переключаютс также через полпериода.0 8 and 9 are controlled with the same frequency set by oscillator 23 as transistors 4 and 5, and are also switched through a half-period.

При понижении напр жени питани When the supply voltage decreases

5 широтно-импульсный модул тор 20, измен врем включенного состо ни регулирующего транзистора 13, стабилизирует выходное напр жение. Если в этом случае тиристоры 8 и 9 работали5, a pulse width modulator 20, changing the on-state time of the control transistor 13, stabilizes the output voltage. If in this case thyristors 8 and 9 worked

0 в режиме вычитани и стабилизаци выходного напр жени не обеспечивалась то при выходном напр жении cxe№)i 18 сравнени , соответствующем минимальному коэффициенту заполнени ошротноимпульсного модул тора 20, срабатывает первый пороговый элемент 21, который перекидьшает триггер 29, и подаетс сигнал управлени на элемент И 26 и снимаетс сигнал управд лени с элемента И 27. Первый формирователь 24 импульсов управлени через элемент И 26 и элемент ШШ 28 обеспечивает перевод тиристоров 8 и 9 в режим вольтодобавки. Широтно-им , пульсный модул тор 20 обеспечивает стабилизацию напр жени .0 in the subtraction mode and the stabilization of the output voltage was not ensured when the output voltage cxe№) i 18 comparison, corresponding to the minimum filling factor of the back-pulse modulator 20, triggers the first threshold element 21, which flips the trigger 29, and supplies a control signal to the AND element 26 and a control signal is removed from the AND 27 element. The first driver of the 24 control pulses through the AND 26 element and the SHSh 28 element ensures that the thyristors 8 and 9 are switched to boost mode. The latitudinal pulse pulse modulator 20 provides voltage stabilization.

При повышении выходного напр жени , если не обеспечиваетс стабшшзаци выходного напр жени , срабаты- вает второй пороговый элемент 22, который перебрасьтает триггер 29 в другое состо ние. В этом случае подаетс сигнал управлени на элемент И 27 и снимаетс сигнал управлени с элемента И 26. Второй формирователь When the output voltage rises, if the output voltage is not stabilized, the second threshold element 22 is triggered, which flips trigger 29 to another state. In this case, a control signal is applied to the element AND 27 and the control signal is removed from the element AND 26. The second driver

5 25 импульсов управлени через элемент И 27 и элемент ШШ 28 обеспечивает перевод тиристоров 8 и 9 в режим вольтовычитани , и широтно-импульсный5 25 control pulses through an element 27 and an element 28 28, which shifts the thyristors 8 and 9 into a volt-reading mode, and pulse-width

Claims

A stabilized DC-DC converter containing a inductor included in the input circuit of the converter and a transformer, the midpoints of the primary and secondary windings of which are connected to the first input terminal of a stabilized DC-DC converter, the primary windings are connected through transistor switches, and the ends of the secondary windings are connected connected to the first output terminal of the stabilized converter, the control unit, the first output connected to the control them key input transistor and the second output to the control inputs of the thyristors, and a comparison unit coupled to the first input terminals vyhodnmi the stabilizer. lysed converter, the second input - with a source of reference voltage, and the output - with the input of the control unit, characterized in that, in order to reduce the mass and dimensions of the stabilized converter, it is equipped with a transistor regulator consisting of the specified inductor, introduced by a control transistor and introduced bypass diode and connected power terminals between the specified connection point of the transistor switches and the second input terminal of the stabilized Converter, and the control input to BB the third output of the specified control unit, into which a pulse-width modulator is inserted, connected by an output to the third input, and an input to the input of the control unit, two threshold elements, inputs connected to the input of the control unit, a master oscillator, an output connected to the first inputs of the input elements And, with the first input of the introduced pulse distributor and with the first input of the control unit, a trigger connected by inputs to the outputs of the threshold elements, and outputs by the second inputs of AND elements connected to strokes inputted to the inputs of the OR gate, the output connected to the second input of the pulse distributor, an output connected to said second output of the control unit.

SU .. "1107114