SU1390738A1 - D.c. voltage converter - Google Patents

D.c. voltage converter Download PDF

Info

Publication number
SU1390738A1
SU1390738A1 SU864149585A SU4149585A SU1390738A1 SU 1390738 A1 SU1390738 A1 SU 1390738A1 SU 864149585 A SU864149585 A SU 864149585A SU 4149585 A SU4149585 A SU 4149585A SU 1390738 A1 SU1390738 A1 SU 1390738A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
windings
transistor
transistors
input
output
Prior art date
Application number
SU864149585A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вадим Иванович Костылев
Геннадий Александрович Белов
Владимир Аркадьевич Баймулкин
Юрий Павлович Кудряшов
Владимир Алексеевич Строков
Original Assignee
Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова
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 Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова filed Critical Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова
Priority to SU864149585A priority Critical patent/SU1390738A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1390738A1 publication Critical patent/SU1390738A1/en

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в электротехнике дл  питани  РЭА при повьшенных входных напр жени х. -Цель изобретени  - повышение надежности, КДЦ за счет снижени  напр жени  на транзисторных ключах преобразовател . Преобразователь посто нного напр жени  в посто нное содержит два идентичных импульсных регул тора посто нного напр жени  разной пол рности, соединенные между собой последовательно по входу и выходу. Регул торы содержат конденсаторы 1, 2 входного фильтра, конденсаторы 3, 4 выходного фильтра, обратные диоды 5 и 6, обмотки 7 и 8 сглаживающего дроссел  9, транзисторы 10 и 11i трансформаторы 12 и 13 с обмотками 14,16,19 и 15,17,20, . узел управлени  18. Благодар  включению обмотки 19 трансформатора 12 первого импульсного регул тора в коллекторную цепь транзистора 11 второг о регул тора, а обмотки 20 трансформатора 13 последовательно с транзистором Ю первого импульсного регул тора, выключение и включение транзисторов происходит строго одновременно и тем самым устран етс  основна  причина неравномерного делени  напр жени  источника питани  между импульсными регул торами- разброс параметров транзисторов. 3 ил. л 00 со о 00 схThe invention relates to converter equipment and can be used in electrical engineering for powering REA with increased input voltages. - The purpose of the invention is to increase the reliability of the CDC by reducing the voltage on the transistor switches of the converter. The dc-to-dc converter contains two identical dc voltage regulators of different polarity, interconnected in series along the input and output. Regulators contain capacitors 1, 2 of the input filter, capacitors 3, 4 of the output filter, reverse diodes 5 and 6, windings 7 and 8 smoothing throttle 9, transistors 10 and 11i transformers 12 and 13 with windings 14,16,19 and 15,17 ,20, . control unit 18. By switching on the winding 19 of the transformer 12 of the first pulse regulator into the collector circuit of transistor 11, the second of the controller, and the winding 20 of the transformer 13 in series with the transistor Yu of the first pulse regulator, switching off and on of the transistors occurs simultaneously and thereby eliminates The main reason for the uneven division of the voltage of the power source between the pulse regulators is the spread of the parameters of the transistors. 3 il. l 00 so about 00 cx

Description

113113

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке источников электропитани  и электропривода .The invention relates to converter equipment and can be used in the development of power supplies and electric drives.

Цель изобретени  - повышение надежности и КПД преюбразовател  за счет снижени  напр   :ени  на транзистор НЬЕХ ключах.The purpose of the invention is to increase the reliability and efficiency of the pre-explorer by reducing the power of the transistor to new keys.

На фиг, 1 приведена схема преобразовател  посто нного напр жени  пон1шающего типа; на фиг. 2 - то же повьплающего типа; на фиг. 3 - то же инвертирующего типа.Fig. 1 is a schematic of a converter of the reference type DC voltage converter; in fig. 2 - the same type; in fig. 3 - the same inverting type.

Преобразователь содержит первый импульсньй регул тор положительной пол рности и второй импульсньш регул тор отрицательной пол рности.- Каждый из регул торов соответственно содержит конденсаторы 1 и 2 входных фильтров, конденсаторы 3 и 4 выходных фильтров, обратные диоды 5 и 6, магнитосв занные обмотки 7 и 8 сглаживающего дроссел  9 выходного филь ра, имеющие равное число витков, транзисторные ключи 10 и 11, трансформаторы 12 и 13. Вторичные обмотк 14 и 15 трансформаторов 12 и 13 подключены к управл ющим переходой транзисторов tO и 11,, вторичные обмотки 16 и 17 - к узлу 18 управлени Треть  обмотка 19 трансформатора 12 первого регул тора включена последовательно с транзисторным ключом 11 второго регул тора, а треть  обмотка 20 трансформатора 13 - последовательно с транзисторным ключом 10 первого регул тора. К входу преобразовател  подключен источник.21 питани , а к его выходу - нагрузка 22. В узле 18 управлени  обмотки 16 и 17 трансформаторов 12 и 13 могут соедин тьс  как параллально, так и последовательно.The converter contains the first impulse regulator of positive polarity and the second impulse regulator of negative polarity. - Each of the regulators, respectively, contains capacitors 1 and 2 of the input filters, capacitors 3 and 4 of the output filters, reverse diodes 5 and 6, magnetically coupled windings 7 and 8 smoothing droplets 9 output filters with an equal number of turns, transistor switches 10 and 11, transformers 12 and 13. Secondary windings 14 and 15 of transformers 12 and 13 are connected to the control transition of the transistors tO and 11 ,, secondary volts heel 16 and 17 - to the node 18 controlling third primary 19 of the transformer 12 of the first regulator is connected in series with the transistor switch 11 of the second controller and the third winding 20 of the transformer 13 - in series with a transistor switch 10 of the first regulator. A power source 21 is connected to the converter input, and a load 22 is connected to its output. In the control unit 18, the windings 16 and 17 of transformers 12 and 13 can be connected both in parallel and in series.

Преобразователь (фиг.1) работает следующим образом.The Converter (figure 1) works as follows.

Узел 18 управлени  вьфабатывает импульсы напр жени  определенной частоты, длительность которых может регулироватьс . Эти импульсы поступают одновременно на обмотки 16 и 17 трансформаторов 12 и 13, Предположим , что в рассматриваемый момент времени пол рность напр жений соответствует показанной на фиг.1 без скобок. Така  пол рность  вл етс  отпирающей дл  транзисторных ключей 10 и 11. После перехода транзистоThe control unit 18 detects voltage pulses of a certain frequency, the duration of which can be adjusted. These pulses arrive simultaneously at the windings 16 and 17 of transformers 12 and 13. Suppose that at the considered moment of time the polarity of the voltage corresponds to that shown in Fig. 1 without brackets. Such a polarity is unlocking for transistor switches 10 and 11. After the transition, the transistor

5five

00

5 five

00

5five

00

5five

00

5five

ров 10 и 11 в насьпценное состо ние обратные диоды 5 и 6 закрыты. В магнитном поле дроссел  9 происходит накопление электромагнитной энергии.Ditches 10 and 11 in the metric state reverse diodes 5 and 6 are closed. In the magnetic field of the throttle 9, an accumulation of electromagnetic energy occurs.

При подаче с узла 18 управлени  запирающ1гх импульсов, пол рность которых показана на фиг. t в скобках, транзисторы 10 и 11 закрьгоаютс . Ток дроссел  9 замыкаетс  через обратные диоды 5 и 6, конденсаторы 3 и 4 и нагрузку 22. Поскольку числа витков обмоток 7 и 8 дроссел  9 одинаковы , а магнитна  св зь между ними выбираетс  высокой, то напр жени  на них равны, что приводит к выравниванию напр жений на конденсаторах 3 и 4 выходных фильтров. При следующем включении транзисторов 10 и 11 (пол рности напр жений на фиг. 1 без скобок) к конденсаторам входных фильтров 1 и 2 оказываютс  подключенными цепи, состо щие соответственно из обмотки 7 дроссел  9 и конденсатора 3 и обмотки 8 дроссел  9 и конденсатора 4. Так как напр жени  на обмотках 7 и 8 дроссел  9 - остаютс  одинаковыми, а напр жени  на конденсаторах 3 и 4 выравнены ранее , то выравниваютс  и напр жени  на конденсаторах 1 и 2, т.е. они станов тс  равными половине напр жени  источника 21 питани  преобразовател . Таким образом, при последующем запирании транзисторов 10 и 11 и отпирании обратных диодов 5 и 6 напр жени  на первых будут одинаковы и равны половине напр жени  питани .When fed from control unit 18, locking pulses, the polarity of which is shown in FIG. t in brackets, transistors 10 and 11 are closed. The throttle current 9 is closed through the reverse diodes 5 and 6, the capacitors 3 and 4, and the load 22. Since the number of turns of the windings 7 and 8 of the throttles 9 are the same, and the magnetic coupling between them is high, the voltage on them is equal, which leads to alignment voltages on capacitors 3 and 4 output filters. The next time the transistors 10 and 11 are turned on (the polarities of the voltages in Fig. 1 without brackets), the capacitors of the input filters 1 and 2 are connected to a circuit consisting respectively of winding 7 throttle 9 and capacitor 3 and winding 8 throttle 9 and capacitor 4. Since the voltages on the windings 7 and 8 of the throttles 9 remain the same, and the voltages on the capacitors 3 and 4 are equalized earlier, the voltages on the capacitors 1 and 2, i.e., they become equal to half the voltage of the converter power supply 21. Thus, with subsequent locking of the transistors 10 and 11 and unlocking the reverse diodes 5 and 6, the voltage on the first will be the same and equal to half the supply voltage.

II

Во включенном состо нии отпирающий ток базы транзистор.а 10 складываетс  из коллекторного тока транзис- тора 11, трансформируемого из обмотки 19 в обмотку 14 трансформатора 12, и из тока узла 18 управлени , трансформируемого из обмотки 16 в обмотку 14 этого же трансформатора. Соответственно отпирающий ток базы транзистора 11 складываетс  из коллекторного тока транзистора 10 и тока узла 18 управлени , трансформируемых в обмотку 15 трансформатора 13. На этапе запирани  транзисторов токи баз их равны разности указанных токов , так как ток блока 18 управлени  мен ет свое направление. Когда узел 1.8 управлени  вьфабатывает запирающие , импульсы (пол рность их вIn the on state, the unlocking current of the base of the transistor. 10 is added up from the collector current of the transistor 11, transformed from the winding 19 to the winding 14 of the transformer 12, and from the current of the control unit 18 transformed from the winding 16 to the winding 14 of the same transformer. Accordingly, the unlocking base current of the transistor 11 is added up from the collector current of the transistor 10 and the current of the control unit 18, transformed into the winding 15 of the transformer 13. At the stage of locking the transistors, their base currents are equal to the difference of the indicated currents, as the current of the control unit 18 changes its direction. When node 1.8 of the control detects locking pulses (their polarity is

скобках), транзисторы 11 и 12 начинают запиратьс . Допустим, что в транзисторе 12 процесс рассасывани  зако.нчилс , и коллекторный ток.его начинает уменьшатьс . Это приведет к тому, что запирающий ток базы транзистора 11 начнет возрастать и он форсированно выключитс , При этом до тех пор, пока процесс рас- сасывани  в транзисторе 11 не закончилс , его коллекторньй ток буде преп тствовать выходу из насыщени  транзистора 10. Благодар  такому взаимному вли нию транзисторов друг на друга спад коллекторных токов происходит практически одновременно и переразр дкк конденсаторов 1 и 2 не происходит, т.е. напр жени  на них остаютс  равными половине напр жени  питани  преобразовател . Аналогично можно показать, что и при включении транзисторов их коллекторные токи измен ютс  одинаковым образом и деление напр жени  на конденсаторах 1 и 2 не нарушаетс .brackets), transistors 11 and 12 begin to close. Assume that in transistor 12, the resorption process is in laws, and the collector current begins to decrease. This will cause the blocking current of the base of the transistor 11 to increase and it will forcibly turn off. In this case, until the absorption process in the transistor 11 is completed, its collector current will prevent the output from the saturation of the transistor 10. Thanks to this mutual the influence of transistors on each other, the decline of the collector currents occurs almost simultaneously and the over-discharge of capacitors 1 and 2 does not occur, i.e. the voltage across them remains equal to half the voltage of the converter power supply. Similarly, it can be shown that when the transistors are turned on, their collector currents change in the same way and the voltage division on the capacitors 1 and 2 is not disturbed.

Особо следует отметить то преимущество преобразовател ., что равноменость делени  напр жени  сохран етс как при использовании в узле 18 управлени  параллельного соединени  обмоток 16 и 17 трансформаторов 12 и 13, так и последовательного.Of particular note is the advantage of the converter that the voltage dividing equilibrium is maintained, both when using in parallel control unit 18 a parallel connection of the windings 16 and 17 of transformers 12 and 13, and of a series one.

Благодар  рассмотренному взаимному вли нию транзисторов друг на друга, обусловленному введением третьих обмоток трансформаторов 12 и 13 и их включению, запаздывани  с вЬгходом из насыщени  какого-либо из транзисторов не происходит. Больше того, последовательное соединение обмоток трансформаторов способствует выравниванию коллекторных токов транзисторов. Действительно, поскольку при последовательном соединении токи обмоток 16 и 17 равны, то, следовательно, рав ны и токи обмоток 19 и 20, по сути коллекторные токи транзисторов 10 и 11 принудительно выравниваютс  с помощью трансформаторов 12 и 13.Due to the considered mutual influence of transistors on each other, due to the introduction of the third windings of transformers 12 and 13 and their switching on, there is no delay with the drive from saturating any of the transistors. Moreover, the serial connection of transformer windings contributes to the alignment of the collector currents of the transistors. Indeed, since the currents of the windings 16 and 17 are equal in series, therefore, the currents of the windings 19 and 20 are also equal, in fact, the collector currents of transistors 10 and 11 are forcibly equalized by transformers 12 and 13.

Преобразователи по фиг.2 и 3 работают практически аналогично рассмотренному . Точно так же в них выравнивание напр жений на конденсаторах 1 и 2 входных фильтров происходит на интервале включенного состо ни  транзисторов 10 и 11, а на конденсаторах 3 и 4 выходныхThe converters in figure 2 and 3 work almost the same as discussed. Similarly, in them, the voltage equalization at the capacitors 1 and 2 of the input filters occurs in the on state of the transistors 10 and 11, and at the capacitors 3 and 4 of the output

фильтров - на интервале выключенного . Что касаетс  процесса выравнивани  моментов включени  и выключе- 1ш  транзисторов Ю и 11 с помощью дополнительно введенных третьих обмоток 19 и 20 в трансформаторы 12 и 13, то он протекает полностью идентично рассмотренному, при этом Q полохсительный эффект достигаетс filters - on the interval off. As regards the process of aligning the switching on and off times of the transistors Yu and 11 using the additionally introduced third windings 19 and 20 in transformers 12 and 13, it proceeds completely identical to that considered, and the Q transient effect is achieved

точно такой же, как и в преобразователе по фиг.1.exactly the same as in the converter of figure 1.

Таким образом, изобретение позво5 л ет-распределить с большей точностью напр жение источника питани  между последовательно соединенными импульсными регул торами. Это исключает перегрузки транзисторных клю0 чей по напр жению на всех этапах работы и при любой относительной длительности их включенного состо ни . В результате существенно повышаетс  надежность преобразовател ,Thus, the invention makes it possible to distribute the voltage of the power supply between successively connected pulse controllers with greater accuracy. This eliminates the transistor overload voltage across all phases of operation and for any relative duration of their on state. As a result, the reliability of the converter

5 а также возрастает его КПД за счет уменьшени  уравнительных токов. Положительным фактором введени  третьих обмоток в трансформаторы  вл етс  также то, что их намагни0 чивающую силу можно использовать дл  создани  отпирающих токов баз транзисторов и тем самым снизить выходную мощность блока управлени .5 and also increases its efficiency by reducing the equalizing currents. A positive factor for the introduction of third windings into transformers is also the fact that their magnetizing force can be used to create unlocking currents of the transistor bases and thereby reduce the output power of the control unit.

Claims (1)

5 Формула изобретени 5 claims Прзобразователь посто нного напр жени , содержащий последовательно соединенные по входу и выходу импуль0 сные регул торы разной пол рности, каждый из которых состоит из входного емкостного фильтра, к которому подключен силовой переход транзистора , и выходного .индуктивно-емкостно5 го фильтра с обратным диодом на входе, причем управл ющие переходы транзисторов подключены к вторичным обмоткам соответственно первого и второго трансформаторов, первичныеA dc voltage transducer containing pulse polarity regulators of different polarity connected in series to the input and output, each with different polarity, each of which consists of an input capacitive filter, to which the power transition of the transistor is connected, and an output inductive capacitive filter with a reverse diode at the input The control transitions of the transistors are connected to the secondary windings of the first and second transformers, respectively. 0 обмотки которых подключены к выходам узла управлени , а обмотки дросселей выходных фильтров св заны магнитно, отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД, надежности,0 windings of which are connected to the outputs of the control unit, and the windings of the output filter chokes are magnetically coupled, in order to increase efficiency, reliability, g упом нутые трансформаторы снабжены третьими обмотками, кажда  из которых включена между силовым переходом транзистора и входом выходного фильтра другого регул тора.The g transformers mentioned above are provided with third windings, each of which is connected between the power junction of the transistor and the input filter output of the other regulator. Редактор В.Данко Заказ 1779/53Editor V. Danko Order 1779/53 Фиг.дFig.d Составитель И.Никитин Техред А.КравчукCompiled by I.Nikitin Tehred A. Kravchuk Тираж 665 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРCirculation 665 Subscription VNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб,, д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab, 4/5 Корректор Г.РешетникProofreader G. Reshetnik
SU864149585A 1986-11-21 1986-11-21 D.c. voltage converter SU1390738A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864149585A SU1390738A1 (en) 1986-11-21 1986-11-21 D.c. voltage converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864149585A SU1390738A1 (en) 1986-11-21 1986-11-21 D.c. voltage converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1390738A1 true SU1390738A1 (en) 1988-04-23

Family

ID=21268435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864149585A SU1390738A1 (en) 1986-11-21 1986-11-21 D.c. voltage converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1390738A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 884054, кл. Н 02 М 3/335, 1981. Патент уЧпонии № 56-31146, кл. Н 02 М 3/06, 1981. Белов Г.А., Агапов К.Г. и Крупкин В.П. Анализ последовательно соединенных двух импульсных регул торов. - Устройство вторичных источников электропитани РЭА. - М., МДНТП, 1976, с.117. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Holtz et al. A nondissipative snubber circuit for high-power GTO inverters
US4719559A (en) Current-mode control of capacitively coupled power converters
US5977753A (en) Buck regulator with plural outputs
US5172308A (en) DC-DC converter with transformer having a single secondary winding
US6744647B2 (en) Parallel connected converters apparatus and methods using switching cycle with energy holding state
SU1390738A1 (en) D.c. voltage converter
RU2815073C1 (en) Bipolar constant voltage regulator
SU1107233A1 (en) D.c. voltage converter
RU2809337C1 (en) Dc-dc converter with active clamping
RU2812962C1 (en) Bipolar dc voltage regulator
RU2806668C1 (en) Dc-dc converter with active clamping
RU2806896C1 (en) Boost voltage regulator for work with three-phase loads
SU1665478A1 (en) Dc voltage converter
SU603071A1 (en) Single-phase frequency doubler
SU1160517A1 (en) Push-pull variable inverter
SU1224921A1 (en) D.c.voltage-to-d.c.voltage converter
RU2241299C1 (en) Switch-mode step-up voltage regulator
SU1515285A1 (en) Single-ended d.c. voltage converter
SU1166248A1 (en) Method of charging capacitive integrator
SU1251262A1 (en) Thyristor reversible converter with artificial commutation
SU1185535A1 (en) One-step d.c.voltage-to-d.c.voltage converter
SU997204A1 (en) Converter of dc voltage to single-phase ac voltage with amplitude-pulse modulation
SU1367112A1 (en) D.c.to d.c. voltage converter
SU1252877A1 (en) D.c.voltage converter
SU1300613A1 (en) One-step inverter