SU1504754A1

SU1504754A1 - D.c. to d.c. voltage converter

Info

Publication number: SU1504754A1
Application number: SU874360409A
Authority: SU
Inventors: Марк Григорьевич Тылес; Сергей Юрьевич Панфилов; Игорь Вениаминович Полетаев; Альбина Евгеньевна Николаева
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6510; Горьковский Политехнический Институт
Priority date: 1987-10-20
Filing date: 1987-10-20
Publication date: 1989-08-30

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике , в частности, к вторичным источникам питани . Цель изобретени - улучшение массогабаритных показателей и повышение надежности за счет исключени лавинообразного нарастани неисправности в аварийных режимах работы. В преобразователе за счет организации дополнительных контуров обеспечено двухпол рное перемагничивание сердечников трансформаторов. 1 ил.The invention relates to electrical engineering, in particular, to secondary power sources. The purpose of the invention is to improve mass and size parameters and increase reliability by eliminating the avalanche-like increase in malfunction in emergency operation modes. In the converter, due to the organization of additional circuits, two-pole magnetic reversal of transformer cores is provided. 1 il.

Description

. Изобретение относитс- к вторичным источникам электропитани .. The invention relates to secondary power sources.

Цель изобретени - улучшение массогабаритных показателей преобразовател посто нного напр жени и пбвь пение его надежности з-а счет исключени лавинообразного нарастани неисправности в аварийных режимах .The purpose of the invention is to improve the mass and size parameters of a dc converter and to sing its reliability, due to the elimination of an avalanche-like increase in malfunction in emergency conditions.

На чертеже изображена схема предлагаемого преобразовател посто нного напр жени .The drawing shows a diagram of the proposed DC converter.

Преобразователь посто нного напр жени состоит из двух однотактных преобразовательных звеньев, р ботаю- щи х противофазно на общий выходной LC-фильтр на дросселе 1 и конденсаторе 2, и блокировочного диода 3.The constant voltage converter consists of two single-ended converter units, working anti-phase to a common output LC filter on the choke 1 and capacitor 2, and blocking diode 3.

Кажда из однотактных преобразова - тельных чеек состоит из силового транзистора 4(5), подключенного к силовому трансформатору 6(7), содержащему первичную 8(9), вторичную 10 (11), размагничивающую 12(13) и дополнительную 14(15) обмотки, выпр мительный 16(17) и рекуперационный 18(19) диоды. При этом начало вторичной обмотки трансформатора 6 через выпр мительный диод 16 и начало дополнительной обмотки 14 трансформатора 6 подключены к входу выходного LC-фильтра, размагничивающие обмотки 12 (13) через рекуперацион- ные диоды 18(19) подключены к конденсатору выходного LC-фильтра. Конец вторичной обмотки 10 трансформатора 6 подключен к аноду блрки- ровочного диода 3 и началу до,полни- тельной обмотки 15 трансформатора 7, конец которой подключен к концу вторичной обмотки 11 трансформатора 7 и отрицаГельному выходному вьгооду. Начало вторичной обмотки 11 трансформатора 7 через выпр мительньпй диод 17 соединен с катодом блокировочного диода 3 и концом дополнительной о бмотки 14 трансформатора 6.Each of the single-ended converter cells consists of a power transistor 4 (5) connected to a power transformer 6 (7) containing a primary 8 (9), a secondary 10 (11), demagnetizing 12 (13) and an additional 14 (15) windings , rectifying 16 (17) and recovery 18 (19) diodes. At the same time, the beginning of the secondary winding of the transformer 6 through the rectifying diode 16 and the beginning of the additional winding 14 of the transformer 6 are connected to the input of the output LC filter, the demagnetizing windings 12 (13) are connected via a recuperative diode 18 (19) to the output LC filter capacitor. The end of the secondary winding 10 of the transformer 6 is connected to the anode of the blink diode 3 and the beginning of the full winding 15 of the transformer 7, the end of which is connected to the end of the secondary winding 11 of the transformer 7 and the negative output terminal. The beginning of the secondary winding 11 of the transformer 7 through a rectifying diode 17 is connected to the cathode of the blocking diode 3 and the end of the additional winding 14 of the transformer 6.

Преобразователь посто нного напр жени работает следующим образом.The converter voltage is as follows.

сwith

бb

(Л(L

дd

Силовые транзисторы 4 и 5 вклю- iiaroTCH попеременно, не более, чем на полпериода следовани управл ющих Импульсов. Когда силовой транзистор- ;А включен, выпр мит ел ьньш диод 16 Проводит ток и энерги поступает :на выходной дроссель 1 и нагрузку Преобразовател . При этом начинает увеличиватьс намагничивающий ток IB первичной обмотке 8 силового транс форматора 6, намагничива его в пр - мом направлении. Этот же ток протека ;ет по дополнительной обмотке 15 тран ; сформатора .7, намагничива его в об- I ратном направлении (до отрицательных значений и1-щукции) . Когда транзистор 4 выключаетс , намагничивающий ток силового трансформатора 6 начинает убьтать, протека через размаг- ничивающую обмот1су 1 2 и рекупера- ционный диод 18, замыка сь на конден 1 сатор 2 выходного ЬС-фильтра, т.е. ьпроисходит процесс естественного раз Гмагничивани трансформатора 6. В это же интервал времени ток дроссел , за- i мыкаетс по цепи 15-3-14-1-2, перема i ничива сердечник трансформатора 6 и I поддержива отрицательное значение индукции в сердечнике трансформато- ра 7.The power transistors 4 and 5 turn on the iiaroTCH alternately, for no more than half the cycle of the control impulses. When the power transistor-; A is turned on, the rectifier turns on diode 16 It conducts current and energy is supplied: to the output choke 1 and to the load of the Converter. At the same time, the magnetizing current IB to the primary winding 8 of the power transformer 6 begins to increase, magnetizing it in the forward direction. The same current flows through the additional winding 15 trans; the formator .7, magnetizing it in the opposite direction (to negative values and 1 point). When transistor 4 is turned off, the magnetizing current of power transformer 6 starts to kill, it flows through demagnetizing winding 1 2 and recuperative diode 18, closes on capacitor 1 of output bc filter, i.e. The process of natural magnetisation of transformer 6 occurs. At the same time interval, the throttle current is closed along circuit 15-3-14-1-2, the transformer core 6 is reset, and I maintains a negative induction value in the transformer core 7 .

; При включении транзистора 5 начи- I нает проводить диод 17 и энерги че- ; рез выходной дроссель 1 начинает по- 1 ступать в нагрузку преобразовател . ; При этом трансформатор 7 намагничи- ваетс в пр мом направлении за счет ( протекани тока по первичной обмот- ке 9 5 а Силовой трансформатор 6 на- : магничиваетс в противоположном за счет протекани тока по дополнительной обмотке 14. Когда.транзистор 5 выключен, происходит процесс естественного размагничивани трансформатора 7 за счет протекани тока по его обмотке 11 и рекуперационный диод 19. При этом ток дроссел 1 LC-фильт ра перемагничивает сердечник трансформатора 7 и поддерживает отрицательное значение индукции в сердеч- нике трансформатора 6.; When turning on the transistor 5, I begin to conduct a diode 17 and the energy is four; The output choke 1 starts to step 1 into the load of the converter. ; In this case, the transformer 7 is magnetized in the forward direction due to (current flow through the primary winding 9 5 a. The power transformer 6 is magnetized in the opposite direction due to the flow current through the additional winding 14. When the transistor 5 is turned off, the natural demagnetization of the transformer 7 due to the flow of current through its winding 11 and the recovery diode 19. At the same time, the throttle current 1 of the LC filter remagnetizes the core of the transformer 7 and maintains a negative induction value in the transformer core Ator 6.

Таким образом, в предлагаемом преобразователе перемагничивание сердеч ника трансформатора или поддержание в нем отрицательных значений индук- ции непосредственно предшествует подключению его к первичной цепи, чт увеличивает перепад индукции в сердечнике трансформатора в интервалеThus, in the proposed converter, the magnetization reversal of the transformer core or the maintenance in it of negative induction values immediately precedes its connection to the primary circuit, which increases the induction differential in the transformer core in the range

времени передачи энергии в нагрузку, что позвол ет при малых относительны временах включени регулирующих транзисторов уменьшить число витков обмотки ипи на меньший типоразмер сердечника и, следовательно, уменьшить массу и габариты трансформатора .the time of energy transfer to the load, which allows for small relative switching times of control transistors to reduce the number of turns of the winding or to a smaller core size and, consequently, reduce the weight and size of the transformer.

Кроме того, в предлагаемом преобразователе исключаетс лавинообразное нарастание неисправности из-за входа из стро одного из транзисторов , так как процесс перемагничива- ни сердечника трансформатора сохран етс за счет протекани в паузу через дополнительную обмотку 15(14) тока дроссел . При этом перепад индукции в сердечнике трансформатора сохран етс близким к диапазону от -В до +Вт , в ,результате чего принципиально исключаетс работа сердечника при подключении его к первичной сети в режиме насыщени . Это в свою очередь не приводит к нарастанию тока намагничивани и сохранению режима работы другого транзистора . IIn addition, in the proposed converter, an avalanche-like increase in malfunction due to input from one of the transistors is excluded, since the process of remagnetization of the transformer core is maintained due to pause flow through the additional winding 15 (14) of the throttle current. In this case, the induction differential in the core of the transformer is kept close to the range from -V to + W, and as a result, the core operation is fundamentally excluded when it is connected to the primary network in the saturation mode. This in turn does not lead to an increase in the magnetizing current and the preservation of the operating mode of the other transistor. I

Формула зобретени Formula of the invention

Преобразователь посто нного напр жени в посто нное, содержащий первую и вторую однотактные чейки, кажда из которых выполнена на транзисторе, соединенном последовательно с первичной обмоткой трансформатора и подключенном к входным выводам , причем началом вторична обмотка трансформатора первой чейки через выпр мительный диод подключена к входу LC-фильтра, а концом - к началу дополнительной обмотки трансформатора второй чейки, котора концом подключена к отрицательному выходному вьтоду, а размагничивающие обмотки каждого трансформатора соединены последовательно с рекуперационными диодами, а также блокировочный диод, о т л и ч а ю- щ и и с тем, что, с целью улучшени массогабаритных показателей и повышени надежности за счет исключени лавинообразного нарастани неисправности в аварийных режимах работы , началом дополнительна обмотка трансформатора первой чейки подключена к входу LC-фильтра, а концом - к катоду блокировочного диода, анод которого подключен к началу до5 150DC / DC converter containing the first and second single-ended cells, each of which is made on a transistor connected in series with the primary winding of the transformer and connected to the input terminals, with the beginning of the secondary winding of the transformer of the first cell through a rectifying diode connected to the input LC -filter, and the end - to the beginning of the additional winding of the transformer of the second cell, which is connected to the negative output end of the transformer, and the demagnetizing windings of each trap are of the formatter are connected in series with recovery diodes, as well as a blocking diode, which is used so that, in order to improve weight and size parameters and increase reliability by eliminating an avalanche-like increase in malfunction modes, an additional winding is started the transformer of the first cell is connected to the input of the LC filter, and the end to the cathode of the blocking diode, the anode of which is connected to the beginning up to 5 150

полнительной обмотки трансформатора в то рой чейки, конец вторичрой обмотки трансформатора второй чейки, начала размагничивающих обмоток трансформа - торов обеих чеек подключены к отрицательному выходному выводу, при этом катоды рекуперационных диодов подключены к положительному выходному вы transformer winding at the swarm of the cell, the end of the secondary winding of the transformer of the second cell, the beginning of the demagnetizing windings of the transformers of both cells are connected to the negative output terminal, while the cathodes of the recovery diodes are connected to the positive output terminal

воду, water

а вторична обмотка трансформатора второй чейки началом соединена с анодом выпр мительного диода второй чейки, катод которого соединен с точкой соединени конца дополнительной обмотки трансформатора первой чейки и катода блокировочного диода.and the secondary winding of the transformer of the second cell is initially connected to the anode of the rectifying diode of the second cell, the cathode of which is connected to the connection point of the end of the additional winding of the transformer of the first cell and the cathode of the blocking diode.

Claims

Claim

A DC / DC converter containing the first and second single-cycle cells, each of which is made on a transistor connected in series with the primary winding, is transformed in the forward direction due to the flow of current through the primary winding 9, and the Power transformer 6 is magnetized in the opposite due to the flow of current through additional winding 14. When the transistor 5 is turned off, the process of natural demagnetization of the transformer 7 occurs due to the flow of current through its winding 11 and recovery diode 19. In this case, the current of the choke 1 of the LC filter and connected to the input terminals, with the beginning of the secondary winding of the transformer of the first cell 40 through the rectifier diode connected to the input of the LC filter, and the end to the beginning of the additional winding of the transformer of the second cell, which is connected by the end to the negative45 output terminal, and the demagnetizing windings of each transformer are connected in series with the paramagnetizing magnetization core of the transformer 7 and maintains a negative value of induction in the core of the transformer 6

Thus, in the proposed converter, the magnetization reversal of the transformer core or the maintenance of negative induction values in it directly precedes its connection to the primary circuit, which increases the differential inductance in the transformer core in the interval by recovery diodes, as well as a blocking diode, with a thin with the fact that, in order to improve the overall dimensions and increase reliability by eliminating the avalanche-like increase in malfunction in emergency operation modes, the beginning of additional The final winding of the transformer of the first cell is connected to the input of the LC filter, and the end is connected to the cathode of the blocking diode, the anode of which is connected to the beginning of the additional winding of the transformer of the second cell, the end of the secondary winding of the transformer of the second cell, the beginning of the demagnetizing windings of the transformer. tori of both cells are connected to the negative output terminal, while the cathodes of the recovery diodes are connected to the positive output terminal, and the secondary winding of the transformer of the second cell is first connected to the anode of the rectifier diode of the second cell, the cathode of which is connected to the connection point of the end of the additional winding of the transformer of the first cell and the cathode blocking diode.