SU1411895A1 - Single-ended transistor d.c. voltage converter - Google Patents

Single-ended transistor d.c. voltage converter Download PDF

Info

Publication number
SU1411895A1
SU1411895A1 SU864083264A SU4083264A SU1411895A1 SU 1411895 A1 SU1411895 A1 SU 1411895A1 SU 864083264 A SU864083264 A SU 864083264A SU 4083264 A SU4083264 A SU 4083264A SU 1411895 A1 SU1411895 A1 SU 1411895A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
power
converter
output
power transistor
input
Prior art date
Application number
SU864083264A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Анатольевич Каратыгин
Виктор Николаевич Красавин
Дмитрий Иванович Панфилов
Original Assignee
Московский институт электронной техники
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 Московский институт электронной техники filed Critical Московский институт электронной техники
Priority to SU864083264A priority Critical patent/SU1411895A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1411895A1 publication Critical patent/SU1411895A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике . Цель изобретени  - повьппение надежности путем снижени  динамических потерь мощности при переключении силового транзистора и расширение диапазона регулировани  скорости нарастани  выходного напр жени  при пуске. Преобразователь содержит силовой транзистор 1, через силовой дроссель 2 подсоэдиненный к входным вьшо- дам. Параллельно силовому транзистору 1 включена цепочка из последоват тельнсЗ соединенных шунтирующего конденсатора 3 и шунтирующего диода 4, Входные выводы зашунтированы последовательно соединенными разр дным 5, отсекающим 7 диодами и дополнительным дросселем 8. В момент запирани  силового транзистора 1 его коллекторный ток спадает до нул . Начинаетс  зар д шунтирующего конденсатора 3 через шунтирующий диод 4 током, начальное значение которого равно сумме тока, протекающего через силовой дроссель 2, и приведенного тока нагрузки, 3 ил. $ (ЛThe invention relates to electrical engineering. The purpose of the invention is to increase reliability by reducing the dynamic power losses during switching of the power transistor and expanding the range of control of the rate of increase of the output voltage at the start. The converter contains a power transistor 1, via a power choke 2 connected to the input ports. Parallel to the power transistor 1, a chain of a series of connected shunt capacitor 3 and shunt diode 4 is connected. The charge of the shunt capacitor 3 starts through the shunt diode 4 with a current, the initial value of which is equal to the sum of the current flowing through the power choke 2 and the reduced load current, 3 sludge. $ (L

Description

0000

со елcoke

Фи,5.1Phi 5.1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитани  дл  преобразовани  посто нного напр жени .The invention relates to electrical engineering and can be used in secondary power supply systems for converting a constant voltage.

Цель изобретени  - повьшение надежности путем снижени  динамических потерь мощности при переключении силового транзистора.The purpose of the invention is to increase reliability by reducing dynamic power losses when switching a power transistor.

На фиг. 1 показана принципиальна  схема силовой части предлагае(ого преобразовател ; на фиг. 2 и 3 - диаграммы токов и напр жений в цеп х преобразовател  в переходном и уста- новившемс  процессах соответственно.FIG. Figure 1 shows a schematic diagram of the power part of the proposed (second converter; Figures 2 and 3 are diagrams of currents and voltages in the converter circuits in transition and established processes, respectively.

Преобразователь напр жени  содержит силовой транзистор 1, эмиттер которого соединен с отрицательным выводом источника питани , а коллектор через силовой дроссель 2-е его по- |ложительным вьгоодом. Параллельно силовому транзистору 1 включена цепочка |из последовательно соединенных шун- I тирующего конденсатора 3 и шунтирую- |щего диода 4, катод которого подклю- |чен к отрицательному вьшоду источника питани , а положительный вьгоод последнего св зан с катодом разр дного Диода 5. Анод разр дного диода 5 объединей с одним из выводов буферного конденсатора 6, второй вьшод которого подключен к точке соединени  шунтирующего конденсатора 3 с анодом шунтирующего диода 4, и подключен к като- цу отсекающего диода 7, анод которого через дополнительный дроссель 8 сое- инен с отрицательным выводом источ- ика питани . Параллельно силовому {транзистору 1 включен блок преобразо- Ьани  импульсного напр жени  в посто нное . Этот блок дл  повьш1ающего (преобразовател  выполнен в виде по- Ьледовательно соединенных силового Йиода 9 и фильтрующего выходного кон- .Денсатора 10 и соединен с нагруз- Кой 11. Дл  преобразовател  с разде- ,|пительным конденсатором (схема Кука) схема этого блока соответственно из- .keHBHa.The voltage converter contains a power transistor 1, the emitter of which is connected to the negative terminal of the power source, and the collector through the power choke of its 2nd positive terminal. Parallel to the power transistor 1, a chain is connected | from a series-connected shunt-I capacitor 3 and shunt diode 4, the cathode of which is connected to the negative terminal of the power source, and the positive end of the latter is connected to the cathode of the discharge diode 5. Anode discharge diode 5 unite with one of the terminals of the buffer capacitor 6, the second output of which is connected to the point of connection of the shunt capacitor 3 with the anode of the shunt diode 4, and connected to the cathode of the cutting diode 7, the anode of which through will add A solid choke 8 is associated with a negative output of the power supply. Parallel to the power transistor 1, a unit for converting a pulse voltage to a constant is turned on. This unit is for the upgrade (the converter is made in the form of successively connected power Yiod 9 and filter output capacitor. Sensor 10 and is connected to the load 11. For the converter with a split capacitor (Cook scheme), the circuit of this unit is, respectively, - .keHBHa.

Транзисторный преобразователь в : 1ереходном режиме работает следующим (&бразом.The transistor converter in: transition mode works as follows (& bit.

В момент времени запирани  силово- :Ьо транзистора 1 t (фиг.2) его коллекторный ток (Фиг.2а), равный (|:умме тока, протекающего через силовой дроссель 2 (фиг.2б иприведен- itoro тока нагрузки, спадает до нул At the time of locking the force: b o transistor 1 t (figure 2) its collector current (Figure 2a), equal to (|: the current flow through the power choke 2 (figure 2b and reduced load current, drops to zero)

QQ

5 five

0 5 о Q 0 5 o Q

00

5five

(врем  спада определ етс  частотами свойствами силового транзистора 1 и прин то равным нулю). При этом начинаетс  зар д шунтирующего конденсатора 3 через щунтирзгющий диод 4(фиг. 2д, з) током, начальное значение которого равно сумме тока, протекающего через силовой дроссель 2, и приведенного тока нагрузки. Следовательно, напр жение и на силовом транзисторе 1 (фиг. 2в) возрастает не скачком, а повтор ет напр жение Uj на шунтирующем конденсаторе 3 (фиг. 2г), благодар  чему обеспечиваетс  формирование благопри тной траектории выключени  силового транзистора I.(the decay time is determined by the frequency properties of the power transistor 1 and is assumed to be zero). This starts the charge of the shunt capacitor 3 through the bypass diode 4 (Fig. 2e, g) with a current, the initial value of which is equal to the sum of the current flowing through the power choke 2, and the reduced load current. Consequently, the voltage on the power transistor 1 (Fig. 2c) does not increase abruptly, but repeats the voltage Uj on the shunt capacitor 3 (Fig. 2d), thereby creating a favorable turn-off path of the power transistor I.

С момента времени t-, когда заканчиваетс  зар д конденсатора 3, до момента включени  силового транзистора 1 ток в силовом дросселе 2 замыкаетс  в контуре; силовой дроссель 2 -л силовой диод 9 - конденсатор 10 - источник питани . В момент включени  силового транзистора 1 (Ц) напр жение и (фиг.2в) спадает до нул  (врем  спада определ етс  частотньми свойствами силового транзистора 1 и прин то равным нулю). При этом начинаетс  разр д шунтирующего конденсат тора 3 в контуре: шунтирующий конденсатор 3 - силовой транзистор 1 - дополнительный дроссель 8 - отсекающий диод 7 - буферный конденсатор 6. Энерги , накопленна  в шунтирующем конденсаторе 3, передаетс  в буферный конденсатор 6.From the moment t-, when the charge of the capacitor 3 is finished, until the moment when the power transistor 1 is turned on, the current in the power choke 2 is closed in the circuit; power choke 2 - l power diode 9 - capacitor 10 - power supply. At the moment of turning on the power transistor 1 (C), the voltage and (Fig. 2c) drops to zero (the decay time is determined by the frequency properties of the power transistor 1 and is assumed to be zero). This starts the discharge of the shunt capacitor of the torus 3 in the circuit: shunt capacitor 3 — power transistor 1 — additional choke 8 — cut off diode 7 — buffer capacitor 6. Energy stored in shunt capacitor 3 is transferred to the buffer capacitor 6.

В момент времени t, когда напр жение на шунтирующем конденсаторе 3 в колебательном процессе его разр да спадает до нул , открь гааетс  шунтирующий диод 4 и зар д буферного конденсатора 6 продолжаетс  в контуре: буферный конденсатор 6 - щунтирующий диод 4 - дополнительный дроссель 8 - отсекающий диод 7 за счет энергии, запасенной в дополнительном дросселе 8. Форма коллекторного тока 1л силового транзистора 1 определ етс  параметрами контура: шунтирующий диод 3 - дополнительный дроссель 8 - отсекающий диод 7- буферньш конденса тор 6, а также параметрами силового дроссел  2 и нагрузки.At time t, when the voltage on the shunt capacitor 3 in the oscillatory process of its discharge drops to zero, the shunt diode 4 opens and the charge of the buffer capacitor 6 continues in the circuit: buffer capacitor 6 - shunt diode 4 - additional choke 8 - cut off diode 7 due to the energy stored in the additional choke 8. The shape of the collector current 1l of the power transistor 1 is determined by the parameters of the circuit: shunt diode 3 - additional choke 8 - cut-off diode 7 - buffer capacitor 6, as well as pairs TRAM circuit choke and the load 2.

В установившемс  режиме характер процессов в транзистором ключе зависит от соотношений напр жений источника питани  и максимального значени  напр жени  УЭМ на конденсаторе 3In steady-state mode, the nature of the processes in the transistor key depends on the ratios of the power supply voltages and the maximum value of the UEM voltage on the capacitor 3

(фиг, 3). На фиг.З представлены временные диаграммы процессов дл  соотношений и 7 2Е (фиг. За) и V, 2Е (фиг. 36). (Fig, 3). FIG. 3 shows time diagrams of the processes for the ratios and 7 2E (Fig. 3a) and V, 2E (Fig. 36).

В случае / 2Е при запирании силового транзистора происходит зар д шунтирующего конденсатора по контуру: силовой дроссель 2 - шунтирующий конденсатор 3 - буферный конденсатор 6-10 разр дный диод 5, при этом напр   ение на буферном конденсаторе б уменьшаетс  от Е+ли до Е (момент времени t , фиг. 3). Последующий дозар д шунтирующего конденсатора 3 до напр жени  15 и осуществл етс  по контуру: источник питани  - силовой дроссель 2 - шунтирующий конденсатор 3 - шунтирующий диод 4. При достижении напр жени In the case of / 2E, when the power transistor is locked, a shunt capacitor is charged in a loop: power choke 2 — shunt capacitor 3 — buffer capacitor 6-10 discharge diode 5, while the voltage on the buffer capacitor b decreases from E + to E ( time t, fig. 3). The subsequent charging of the shunt capacitor 3 to the voltage 15 and carried out along the circuit: power source - power choke 2 - shunt capacitor 3 - shunt diode 4. When the voltage is reached

и 25and 25

на шунтирующем конденсаторе величины и... в дальнейшем весь ток силовогоon the shunt capacitor of the magnitude and ... further on, the entire current of the power

у№y№

дроссел  протекает в выходную цепь.Drossel flows into the output circuit.

При отпирании силового транзистора разр д шунтирующего конденсатора 3 происходит по контуру:, шунтирующий конденсатор 3 - дополнительный дроссель 8 - отсекающий диод 7 - буферный конденсатор 6. При этом энерги  с шунтирующего конденсатора 3 передаетс  в буферный конденсатор 6, зар жа  егЬ до напр жени , несколько больше- го Е. В момент t (фиг. За), когда сумма напр жений на буферном и шунти- ,рующем конденсаторах равна Е, отпираетс  разр дный диод 5 и оставша с  энерги  в дополнительном дросселе отдаетс  в источник питани  через от- секающий 7 и разр дный 5 диоды.When the power transistor is unlocked, the discharge of the shunt capacitor 3 occurs along the contour :, shunt capacitor 3 — additional choke 8 — cut-off diode 7 — buffer capacitor 6. In this case, energy from the shunt capacitor 3 is transferred to the buffer capacitor 6, charging up to voltage, a little more than E. At time t (Fig. 3a), when the sum of the voltages on the buffer and shunt capacitors is equal to E, discharge diode 5 is unlocked and the remaining energy in the additional choke is sent to the power source through the cut-off 7 and bit 5 diodes.

При и. 2Е процессы в схеме происход т аналогично с тем отличием, что в момент запирани  силового транзистора на нем возникает скачок напр жени  ди (фиг.Зб). Напр жение на шунтирующем конденсаторе измен етс  вWhen and. 2E, the processes in the circuit occur similarly, with the difference that at the moment of locking the power transistor a jump in voltage occurs on it (fig.zb). The voltage across the shunt capacitor varies in

2020

30thirty

3535

4040

Транзисторный однотактньй преобразователь посто нного напр жени , содержащий силовой дроссель, подключенный одним вьшодом к первому входному вьшоду преобразовател , а другим вьгоодом через силовой транзистор к второму входному выводу преобра-зова- тел , и дополнительньш дроссель, подключенный первым вьюодом к второму входному выводу преобразовател , а вторым выводом через согласно-последовательно соединенные первый и второй диоды, включенные встречно источнику питани  преобразовател , к первому входному вьшоду преобразовател , причем к точке соединени  силового дроссел  с силовым транзистором подключен первым вьтодом шунтир щей конденсатор, а параллельно силовому транзистору подключен блок преобразовани  импульсного напр жени  в по- сто нное, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности путем снижени  динамических потерь мощности при переключении силового транзистора и расширени  диапазона I регулировани  скорости нарастани  выходного напр жени  при пуске, введен буферный конденсатор, один вывод которого подключен к точке соединени  первого и второго диодов, а другой вывод соединен с вторым выводом тундиапазоне от (E-4U ) до (Е+ди). Напр -45тирующего конденсатора и через ввежение на буферном конденсаторе изме-денный третий диод, включенный со- н етс  в диапазоне от Е до Е+ли.гласно с направлением проводимостиA transistor single-voltage DC / DC converter containing a power choke, connected by one output to the first input output of the converter, and another through a power transistor to the second input output of the converter, and an additional choke connected by the first input to the second input output through the second input output of the converter, and an additional choke connected by the first input to the second input output through the second input terminal of the converter. and the second output through the first and second diodes connected in series to each other, connected opposite to the converter power supply, to the first input output of the converter the first point of shunt capacitor is connected to the point of connection of the power droplet with the power transistor, and parallel to the power transistor a pulse voltage conversion unit is connected, in order to increase reliability by reducing the dynamic power loss when switching power transistor and expanding the range I of regulating the rate of rise of the output voltage during start-up, a buffer capacitor is inserted, one output of which is connected to the junction point of the first and torogo diode and the other terminal connected to the second terminal of tundiapazone (E-4U) to (E + di). For example, a –4 capacitor capacitor, and through the introduction of a third diode modified on a buffer capacitor, switched on in the range from E to E + li. In accordance with the direction of conductivity.

Без учета потерь энергии в коммутй-силового транзистора, с вторым входрующих цеп х дл  напр жений должно ным выводом преобразовател .Without taking into account the energy loss in the commutation-power transistor, with the second input circuits for voltages, the appropriate output of the converter.

10 15 10 15

2525

2020

30thirty

3535

4040

выполн тьс  условие 4U 4l -f/jU . Энерги  дополнительного дроссел  8 в данном режиме в источник питани  не передаетс .condition 4U 4l -f / jU is satisfied. The energy of the additional throttle 8 in this mode is not transmitted to the power source.

Таким- образом, уменьшаютс  динамические потери при переключении силового транзистора, что повьшхает КПД и надежность преобразовател .In this way, the dynamic losses during switching of the power transistor are reduced, which increases the efficiency and reliability of the converter.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Транзисторный однотактньй преобразователь посто нного напр жени , содержащий силовой дроссель, подключенный одним вьшодом к первому входному вьшоду преобразовател , а другим вьгоодом через силовой транзистор к второму входному выводу преобра-зова- тел , и дополнительньш дроссель, подключенный первым вьюодом к второму входному выводу преобразовател , а вторым выводом через согласно-последовательно соединенные первый и второй диоды, включенные встречно источнику питани  преобразовател , к первому входному вьшоду преобразовател , причем к точке соединени  силового дроссел  с силовым транзистором подключен первым вьтодом шунтир щей конденсатор, а параллельно силовому транзистору подключен блок преобразовани  импульсного напр жени  в по- сто нное, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности путем снижени  динамических потерь мощности при переключении силового транзистора и расширени  диапазона I регулировани  скорости нарастани  выходного напр жени  при пуске, введен буферный конденсатор, один вывод которого подключен к точке соединени  первого и второго диодов, а другой вывод соединен с вторым выводом тунyU AA transistor single-voltage DC / DC converter containing a power choke, connected by one output to the first input output of the converter, and another through a power transistor to the second input output of the converter, and an additional choke connected by the first input to the second input output through the second input output of the converter, and an additional choke connected by the first input to the second input output through the second input terminal of the converter. and the second output through the first and second diodes connected in series to each other, connected opposite to the converter power supply, to the first input output of the converter the first point of shunt capacitor is connected to the point of connection of the power droplet with the power transistor, and parallel to the power transistor a pulse voltage conversion unit is connected, in order to increase reliability by reducing the dynamic power loss when switching power transistor and expanding the range I of regulating the rate of rise of the output voltage during start-up, a buffer capacitor is inserted, one output of which is connected to the junction point of the first and torogo diode and the other terminal connected to the second terminal A tunyU . /Я л ./ л. / I l. / L %«4 « -7n /N% "4" -7n / N /U f/ U f tt
SU864083264A 1986-07-02 1986-07-02 Single-ended transistor d.c. voltage converter SU1411895A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864083264A SU1411895A1 (en) 1986-07-02 1986-07-02 Single-ended transistor d.c. voltage converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864083264A SU1411895A1 (en) 1986-07-02 1986-07-02 Single-ended transistor d.c. voltage converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1411895A1 true SU1411895A1 (en) 1988-07-23

Family

ID=21243553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864083264A SU1411895A1 (en) 1986-07-02 1986-07-02 Single-ended transistor d.c. voltage converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1411895A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Источники вторичного электропитани ,/Под ред, Ю.И, Попова, Радио и св зь, 1983, с, 132, Патент.DE № 2719026, кл, Н 02 М 3/335, 1978, *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1411895A1 (en) Single-ended transistor d.c. voltage converter
CN216625586U (en) Wide-range input non-isolated three-port DC-DC converter
RU6956U1 (en) DC / DC Converter
SU1099362A2 (en) Self-excited d.c. voltage converter with parametric stabilization of output voltage
SU1476573A1 (en) Dc single-cycle converter
SU1598072A1 (en) D.c. to d.c. converter
SU680116A1 (en) Dc-to-dc converter
SU1483567A1 (en) Dc voltage controller
RU2234182C1 (en) Secondary power supply
SU672713A1 (en) Inverter
SU1283904A1 (en) D.c.voltage-to-d.c.voltage converter
SU1261071A1 (en) Method of controlling thyristor inverter
SU1379907A1 (en) D.c. voltage converter
SU1594664A1 (en) D.c. to d.c. voltage converter
SU1058053A1 (en) Device for de-energizingthyristors
SU782097A1 (en) Series self-sustained inverter
SU1631684A1 (en) Inverter
SU629612A2 (en) Thyristorized dc regulator
SU1436247A1 (en) Thyristor inverter
SU1372532A1 (en) Stabilized d.c. voltage converter
SU1422326A1 (en) Single-ended d.c. volltage converter
SU1467715A1 (en) D.c. to a.c. converter
SU637910A1 (en) Load power supplying device
SU1539942A1 (en) Single-ended inverter
SU995235A1 (en) Three-phase inverter