SU1436229A1

SU1436229A1 - Sinle-ended d.c. voltage converter

Info

Publication number: SU1436229A1
Application number: SU874232835A
Authority: SU
Inventors: Виктор Алексеевич Серокуров; Владимир Павлович Сисев; Николай Степанович Петунин
Priority date: 1987-04-23
Filing date: 1987-04-23
Publication date: 1988-11-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может использоватьс в маломощных источниках вторичного питани радиоаппаратуры , устройств автоматики, систем управлени мощных преобразователей напр жени . Цель изобретени - повыще- ние надежности работы и КПД преобразовател путем исключени сквозного тока через обратно включенный диод. Дл достижени указанной цели к точке соединени вторичной обмотки си.пового трансформатора 1 и анода обратно включенного диода через первый диод 14 подключен вход дополнительно вррденного ключевого элемента 15, через ,;отор)-.ч стро- бирующий вход задающего генератора 16 подключен к общей щйне источника входного напр жени . Это подключение исключает преждевременное, до окончани интервала передачи энергии от силового трансформатора к нагрузке, включение транзисторного ключа. 1 ил. « |(ЛThe invention relates to electrical engineering and can be used in low-power sources of secondary power supply of radio equipment, automation devices, control systems of high-power voltage converters. The purpose of the invention is to increase the reliability and efficiency of the converter by eliminating the through-current through the back-on diode. To achieve this goal, the input point of the additional key element 15 is connected to the connection point of the secondary winding of the phase converter 1 and the anode of the back-on diode 14 through the first diode 14, the input input of the master oscillator 16 is connected to input voltage source. This connection eliminates the premature, before the end of the interval of energy transfer from the power transformer to the load, the inclusion of a transistor switch. 1 il. "| (L

Description

Н ал.N al.

оabout

соwith

Oi NS ЮOi NS Yu

СОWITH

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

Цель изобретени - повышение надежности и КПД за счет исключени сквозных токов через обратный диод.The purpose of the invention is to increase the reliability and efficiency by eliminating the through currents through the reverse diode.

На чертеже приведена схема устройства. Однотактный преобразователь содержит силовой трансформатор 1, первична обмотка 2 которого подключена через ключ 3 и датчик тока 4 к входным выводам. Вторична обмотка 5 силового трансформатора через обратно включенный диод 6 и фильтр 7 подключена к нагрузке 8, а обмотка 9 обратной св зи - к управл ющему входу транзисторного клЮча 3. К выходу датчика 4 тока подключен первый вход элемента 10 сравнени , к второму входу которого подключен выход опорного элемента.The drawing shows a diagram of the device. The single-ended converter contains a power transformer 1, the primary winding 2 of which is connected via a switch 3 and a current sensor 4 to the input terminals. The secondary winding 5 of the power transformer through the back-on diode 6 and the filter 7 is connected to the load 8, and the feedback winding 9 is connected to the control input of the transistor switch 3. The output of the current sensor 4 is connected to the first input of the comparison element 10, the second input of which is connected the output of the support element.

Выходы элемента 10 сравнени и датчика 1 1 выходного напр жени , подключенного параллельно нагрузке 8, через элемент ИЛИ 12 присоединены к управл ющему входу первого Ключевого элемента 13. К аноду обратно включенного диода через первый разделительный диод 14 подключен вход второго ключевого элемента 15, выход которого соединен с стробируюн1им входо.м задаюн его генератора 16, выполненного , например, на операционном усилителе . Вход транзисторного ключа 3 через второй диод 17 соединен с вторы.м выводом первого ключевого элемента 13, а через третий диод 18, подключенный одновременно к аноду второго диода 17, с выходом задающего генератора 16, управл ющий вход которого через четвертый диод 19 соединен с катодом второго диода 17.The outputs of the comparison element 10 and the sensor 1 1 of the output voltage connected in parallel to the load 8, through the OR element 12 are connected to the control input of the first Key element 13. The back diode is connected to the anode of the second key element 15, the output of which connected to the gate input of a generator of its generator 16, made, for example, on an operational amplifier. The input of the transistor switch 3 through the second diode 17 is connected to the second terminal of the first key element 13, and through the third diode 18 connected simultaneously to the anode of the second diode 17, to the output of the master oscillator 16, the control input of which through the fourth diode 19 is connected to the cathode second diode 17.

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

Задающий генератор 16 в нормальном режиме вырабатывает кратковременные импульсы , которые поступают на вход транзисторного ключа 3. Последний приоткрываетс , ток, протекающий через него и первичную обмотку 2 силового трансформатора 1, наводит в обмотке 9 обратной св зи ЭДС, приложенную к входу транзисторного ключа 3, обеспечива его больщее открытие. Таким образом, транзисторный ключ 3 лавинообразно открываетс . При насыщении сердечника силового трансформатора 1 напр жение обратной св зи уменьшаетс , что вызывает уменьшение тока через транзисторный ключ 3 и, следовательно, лавинообразное запирание транзисторного ключа. При этом напр жение на выходной обмотке 5 измен ет знак, запасенна в сердечнике силового трансформатора 1 энерги через обратно включенный диод 6 и фильтр 7 передаетс к нагрузке 8. Одновременно через первый диод 14 включаетс второй ключевой элемент 15, который подключает стробирующий вход задающего генератора 16 к другой (общей) шине источника входного напр жени , т. е. задающий генератор отключаетс . После окончани интервала передачи энергии к нагрузке напр жение с входа второго ключевого элемента 15 снимаетс , ключевой элемент закрываетс , задающий генератор 16 снова включаетс в работу, после чего процесс повтор етс .The master oscillator 16 in the normal mode produces short pulses that are fed to the input of the transistor switch 3. The latter opens slightly, the current flowing through it and the primary winding 2 of the power transformer 1, induces in the winding 9 a feedback EMF applied to the input of the transistor switch 3, ensuring its greater discovery. Thus, transistor switch 3 avalanche opens. When the core of the power transformer 1 is saturated, the feedback voltage decreases, which causes a decrease in the current through the transistor switch 3 and, therefore, an avalanche-like locking of the transistor switch. In this case, the voltage on the output winding 5 changes the sign stored in the core of the power transformer 1 through the reverse-connected diode 6 and the filter 7 is transferred to the load 8. At the same time, through the first diode 14, the second key element 15 switches on the gate input of the master oscillator 16 to another (common) input voltage source bus, i.e., the master oscillator is turned off. After the end of the energy transfer interval to the load, the voltage from the input of the second key element 15 is removed, the key element is closed, the master oscillator 16 is put into operation again, after which the process is repeated.

Если напр жение на нагрузке 8 пЬвы- щаетс , сигнал с датчика 11 выходного напр жени через элемент ИЛИ 12 otKpbi- вает первый ключевой элемент 13, которыйIf the voltage at the load 8 is output, the signal from the output voltage sensor 11 through the element OR 12 otKpbi the first key element 13, which

шунтирует вход транзисторного ключа 3 и одновременно через четвертый диод 19 управл ющий вход задающего генератора 16. Транзисторный ключ закрываетс , а задающий генератор прекращает генерацию. Когда напр жение на нагрузке 8 стано0 витс меньше порога срабатывани датчика 11 выходного напр жени , первый ключевой элемент 13 закрываетс , задающий генератор 16, а следовательно, и транзисторный ключ 3 возобновл ют работу в им5 пульсном режиме. Этим обеспечиваетс стабилизаци выходного напр жени .shunts the input of the transistor switch 3 and at the same time through the fourth diode 19, the control input of the master oscillator 16. The transistor switch is closed, and the master oscillator stops generating. When the voltage on the load 8 becomes less than 10% of the output threshold of the output voltage sensor 11, the first key element 13 closes, the master oscillator 16, and hence the transistor switch 3, resumes operation in the pulse mode. This ensures the stabilization of the output voltage.

При перегрузке транзисторного ключа 3 сигнал с датчика 4 тока, превышающий опорный сигнал на другом входе элемента 10When the transistor switch 3 is overloaded, the signal from the current sensor 4 exceeds the reference signal at the other input of the element 10

0 сравнени , вызывает по вление на его выходе напр жени , которое через элемент ИЛИ 12 поступает па вход первого ключевого элемента 13. Благодар этому, как и при превышении выходного напр жени , происход т выключение транзисторного ключа 3 и бло .5 кировка задающего генератора 16, которые продолжаютс до устранени перегрузки. Второй диод 17 при нормальном режиме работы предотвращает шунтирование управл ющего входа задающего генератора 16 низкоомной входной цепью транзисторного0 comparison, causes the appearance of a voltage at its output, which through the element OR 12 enters the input of the first key element 13. Due to this, as well as when the output voltage is exceeded, the transistor switch 3 is turned off and the master oscillator is locked. which continue until overload is removed. The second diode 17 during normal operation prevents the control input of the master oscillator 16 from being shunted by a low-impedance transistor input circuit.

ключа 3. key 3.

Таким образом, введение обратной св зи с вторичной обмотки силового трансформатора через первый диод и второй ключевой элемент к стробирующему входу за5 дающего генератора исключает преждевременное , до окончани интервала передачи энергии от силового трансформатора к нагрузке , включение транзисторного ключа, вследствие чего предотвращаютс сквозные токи через обратно включенный диод и пе0 регрузки транзисторного ключа, вызываемые также его включением при насыщенном сердечнике силового трансформатора, что обеспечивает повышение надежности и КПД предлагаемого преобразовател .Thus, the introduction of feedback from the secondary winding of a power transformer through the first diode and the second key element to the gate input of the generator sets up premature, before the end of the energy transfer from the power transformer to the load, turning on the transistor switch, thereby preventing through currents through back the switched on diode and transistor switches, caused also by its inclusion with the saturated core of the power transformer, which provides reliability and efficiency of the proposed converter.

Claims

Invention Formula

A single-phase DC-DC converter containing a power transformer, the primary winding of which is connected to the input terminals through a series-connected power transistor switch and a current sensor, the secondary through a reverse-connected diode to the output filter, and a feedback winding to the control input of the transistor switch the driver and four diodes, the first and second inputs of the reference element are connected respectively to the output of the current sensor and the output of the support element, and the outputs of the element are compared to neither and the output voltage sensors are connected via the OR element to the control input

For the first key element, characterized in that, in order to increase reliability and efficiency by eliminating through currents through the back-on diode, a second key element is introduced, whose input through the first diode is connected to the reverse diode anode, and the output to the gate input of the master oscillator The input of the transistor switch is connected to the output of the first key element through the second diode, the anode and cathode of which are connected via the third and fourth diodes to the output and control input of the master oscillator, respectively.