SU1647803A1 - Push-pull dc-to-ac voltage converter - Google Patents

Push-pull dc-to-ac voltage converter Download PDF

Info

Publication number
SU1647803A1
SU1647803A1 SU884459953A SU4459953A SU1647803A1 SU 1647803 A1 SU1647803 A1 SU 1647803A1 SU 884459953 A SU884459953 A SU 884459953A SU 4459953 A SU4459953 A SU 4459953A SU 1647803 A1 SU1647803 A1 SU 1647803A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
windings
primary
terminals
semi
winding
Prior art date
Application number
SU884459953A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эдуард Аршакович Мурадханян
Оганес Карапетович Казанчян
Жирайр Арташесович Мкртчян
Сережа Аракелович Сафарян
Original Assignee
Предприятие П/Я А-7390
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 Предприятие П/Я А-7390 filed Critical Предприятие П/Я А-7390
Priority to SU884459953A priority Critical patent/SU1647803A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1647803A1 publication Critical patent/SU1647803A1/en

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитани . Цель - повышение КПД. Устр-во содержит трансформатор 1, обмотки которого выполнены в виде двух секций 2,3, расположенных на симметричных участках магнитопровода. Блок 17 управлени  вырабатывает управл ющее напр жение дл  полупроводниковых ключей 10. 11, переключение которых приводит к по влению переменного напр жени  на первичных 4, 5 и вторичных 6, 7 полуобмотках . Не вные индуктивности рассеивани  между первичными 4, 5 и вторичными 6, 7 полуобмотками позвол ют снизить сквозные токи в выпр мительных диодах 14. 15 и транзисторных ключах 10.11. Дополнительные полуобмотки 8, 9 необходимы дл  снижени  индуктивного выброса напр жени  на транзисторных ключах 10,11. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 76 v ЁThis invention relates to electrical engineering and can be used in secondary power supply sources. The goal is to increase efficiency. The device contains a transformer 1, the windings of which are made in the form of two sections 2,3, located on symmetrical sections of the magnetic circuit. The control unit 17 generates a control voltage for the semiconductor switches 10. 11, switching which leads to the appearance of an alternating voltage on the primary 4, 5 and secondary 6, 7 semi-windings. Implicit scattering inductances between the primary 4, 5 and secondary 6, 7 semi-windings reduce the through-currents in the rectifier diodes 14. 15 and transistor switches 10.11. Additional half windings 8, 9 are needed to reduce the inductive voltage surge on transistor switches 10,11. 1 hp f-ly, 2 ill. 76 v Ё

Description

4 ч 004 h 00

ОABOUT

СОWITH

пP

1717

Фиг.11

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитани  систем радиотехники , автоматики и вычислительной техники .The invention relates to electrical engineering and can be used in the sources of secondary power supply systems of radio engineering, automation and computer technology.

Целью изобретени   вл етс  повышение КПД двухтактного преобразовател  посто нного напр жени  в посто нное.The aim of the invention is to increase the efficiency of a push-pull DC / DC converter.

На фиг. 1 приведена схема электрическа  двухтактного преобразовател  посто нного напр жени  в посто нное; на фиг, 2- трансформатор преобразовател .FIG. 1 is a schematic of a two-stroke DC / DC converter; FIG. 2 a converter transformer.

Двухтактный преобразователь посто нного напр жени  в посто нное содержит трансформатор 1, обмотки которого выполнены а виде двух секций 2 и 3, кажда  из которых содержит первую 4 v вторую 5 первичные полуобмотки, первую 6 и вторую 1 вторичные полуобмотки и первую 8 и вторую 9 дополнительные полуобмоткм, первый 10 и второй 11 транзисторные ключи, первый 12 и второй 13 возвратные диоды, два выпр мительных диода 14 и 15, фильтр 16, блок 17 управлени .A two-stroke DC / DC converter contains a transformer 1, the windings of which are made in the form of two sections 2 and 3, each of which contains the first 4 v second 5 primary half windings, the first 6 and second 1 secondary half windings and the first 8 and second 9 additional half windings semi-winding, first 10 and second 11 transistor switches, first 12 and second 13 return diodes, two rectifying diodes 14 and 15, filter 16, control block 17.

Данное техническое решение вносит лишь режимные улучшени , не измен   общий принцип работы двухтактного преобразовател  Режимные улучшени  обусловлены введением не вно присутствующих индуктивностей рассеивани  между первичными полуобмотками 4 и 5 секций 2 и 3, между вторичными полуобмотками 6 и 7, а также введением переходной индуктивности между входом и выходом трансформатора 1. При этом имеет место перекрестна  передача энергии от первичной полуобмотки одной секции на вторичную полуобмотку другой секции через переходную индуктивность рассеивани .This technical solution introduces only modal improvements without changing the general principle of operation of a push-pull converter. Modal improvements are due to the introduction of the dispersion inductances that are not clearly present between the primary semi-windings 4 and 5 of sections 2 and 3, between the secondary semi-windings 6 and 7, and also the introduction of a transition inductance between the input and the the output of the transformer 1. In this case, there is a cross-transfer of energy from the primary half winding of one section to the secondary half winding of the other section through a transient inductive spine dissipate.

Рассмотрим сначала как осуществл етс  ограничение сквозных токов, учитыва  при этом, что транзисторные ключи 10 и 11 управл ютс  общеизвестными методами дл  нерегулируемых и регулируемых преобразователей от блока 17 управлени . Допустим , в начале второго полупериода работы преобразовател  открываетс  ключ 11, а ключ 10 несмотр  на наличие запирающего сигнала на его управл ющем входе остаетс  открытым на конечное врем . Напр жение питани  конвертора в этом промежутке времени оказываетс  не короткозамкнутым, а подключенным на индуктивность рассеивани  между полуобмотками 4 и 5.Let us first consider how the limiting of through currents is carried out, taking into account that transistor switches 10 and 11 are controlled by well-known methods for unregulated and adjustable converters from control unit 17. Suppose that at the beginning of the second half-period of operation of the converter, key 11 is opened, and key 10 despite the presence of a locking signal at its control input remains open for a finite time. The voltage of the converter in this period of time is not short-circuited, but connected to the leakage inductance between the half-windings 4 and 5.

Поскольку за врем  выключени  ключа 10 не происходит передачи энергии с входа на выход трансформатора, ток через ранее открытый диод 15 и полуобмотку 7 продолжает обеспечиватьсй энергией дроссел  фильтра 16. По истечении времени выключени  ключ 10 закрываетс , пол рность напр жение на всех обмотках трансформатора 1 мен етс  на обратную по сравнению с предыдущим полупериодом. Открываетс Since during the switch off time of the switch 10 there is no energy transfer from the input to the output of the transformer, the current through the previously open diode 15 and the half winding 7 continues to provide energy to the droplets of the filter 16. After the turn-off time, the switch 10 closes, the polarity of the voltage on all windings of the transformer 1 changes on the opposite to the previous half period. Opens

диод 14, а диод 15 на конечное врем  восстановлени  обратного сопротивлени  также остаетс  открытым.the diode 14, and the diode 15 for a finite recovery time for the reverse resistance also remains open.

Суммарное напр жение полуобмоток 6 и 7 оказываетс  приложенным к индуктив0 ности рассеивани  между полуобмотками б и 7. По окончании запирани  диода 15 начинаетс  рабочий режим непосредственной передачи энергии на выход преобразовател  от полуобмотки 5 секции 3 через по уоб5 мотку 6 секции 2 и диод 14. При этом имеет место накопление части передаваемой энергии в перекрестной индуктивности рассеивани .The total voltage of the semi-windings 6 and 7 is applied to the leakage inductance between the half-windings b and 7. When the diode 15 is locked, the operating mode of direct energy transfer to the converter output from the half-winding 5 of section 3 through diode 6 of section 2 and diode 14 begins. This is the accumulation of a portion of the transmitted energy in the cross leakage inductance.

Одновременно через полуобмотку 6 вSimultaneously through the half winding 6 in

0 нагрузку передаетс  также часть энергии предыдущего полупериода, накопленна  в перекрестной индуктивности между полуобмотками 4 и 9. Незначительна  часть энергии предыдущего полупериода, обус5 ловленна  неидеальностью магнитной св зи между полуобмотками 4 и б секции 8, возвращаетс  в источник питани  через дополнительную полуобмотку 8 и открывающийс  диод 12, когда напр жение на0 load is also transferred to the part of the energy of the previous half period accumulated in the cross inductance between the half-windings 4 and 9. A minor part of the energy of the previous half-period caused by the non-ideal magnetic coupling between the half-windings 4 and b of section 8 returns to the power source through the additional half-winding 8 and the opening diode 12 when the voltage on

0 полуобмотке 4 достигает своего-максималь- ного значени . Коэффициент трансформации между полуобмотками 8 и 4 прин т несколько меньше единицы. Соответственно этому дополнительный выброс напр же5 ни  на транзисторе 10 не превышает значени  (1,03 - 1,07} от величины входного напр жени .0 half winding 4 reaches its maximum value. The transformation ratio between the half windings 8 and 4 is taken slightly less than one. Accordingly, the additional overvoltage of voltage 5 on transistor 10 does not exceed the value (1.03-1.07) of the input voltage.

Аналогичные процессы имеют место в следующем полупериоде, когда открывает0 с  ключ 10, закрываетс  ключ 11, открываетс  диод 15с последующим закрытием диода 14 и передачей энергии от полуобмотки 4 секции 2 к полуобмотке 5 секции 3 через перекрестною индуктивность рассеивани Similar processes take place in the next half-period when the key 10 opens, the key 11 closes, the diode 15 opens, followed by closing the diode 14 and transferring energy from the half-winding 4 of section 2 to the half-winding 5 of section 3 through cross inductance

5 между ними.5 in between.

Наличие не вно выраженных индуктив- ностей рассеивани  обеспечивает непрерывность или плавное изменение тока в источнике питани  в переходных режимахThe presence of not clearly pronounced inductances of dispersion ensures continuity or smooth change of the current in the power source in transient conditions.

0 переключени  силовых транзисторов, и плавное нарастание и спад тока во всех режимах , в том числе при регулировании посредством ШИМ. Это существенно уменьшает уровень высокочастотных по5 мех, создаваемых процессами переключени .0 switching power transistors, and a smooth rise and fall of the current in all modes, including when controlled by PWM. This significantly reduces the level of high-frequency frequencies created by switching processes.

Из отличительных особенностей функционировани  преобразовател  следует также, что перекрестна  индуктивность рассеивани  мэжду первичными и вторичнымиFrom the distinctive features of the operation of the converter, it also follows that the cross inductance of dispersion between the primary and secondary

полуобмотками способствует уменьшению пульсации тока не только во входной цепи, но и на выходе преобразовател  путем накоплени  за врем  рабочего импульса (открытого состо ни  транзисторного ключа в каждом полупериоде) части энергии с последующей ее передачей на выход преобразовател  за врем  пауз, как это характерно дл  дроссел  выходного фильтра 16.by means of semi-windings, it helps to reduce current ripple not only in the input circuit, but also at the converter output by accumulating during the working pulse (the open state of the transistor switch in each half-period) of a part of energy with its subsequent transfer to the converter output during the pause time, as is typical for drossels output filter 16.

Следовательно, перекрестна  индуктивность рассеивани  между первичными и вторичными полуобмотками одновременно дополн ет функции выходного фильтра и способствует снижению потерь от сквозных токов, повышению КПД надежности и снижению уровн  помех. При этом трансформатор t реализуетс  на обычных серийных сердечниках простым разделением рабочего участка магнитопровода и его окна на две равные симметричные части без увеличени  габаритов и веса трансформатора.Consequently, the cross leakage inductance between the primary and secondary semi-windings simultaneously complements the functions of the output filter and contributes to reducing losses from through-currents, increasing reliability efficiency and reducing noise levels. In this case, the transformer t is realized on ordinary serial cores by simply dividing the working section of the magnetic circuit and its windows into two equal symmetrical parts without increasing the size and weight of the transformer.

На фиг. 2 представлены примеры размещени  секций 2 и 3 на магнитопроводах стержневого (а), броневого (б) и торроидаль- ного{в)типов. причем эффективность от реализации изобретени  наибольша  при использовании П-образного сердечника, где рассто ние между центрами секций обмоток наибольшее.FIG. 2 shows examples of the placement of sections 2 and 3 on core (a), armor (b) and toroidal (c) types magnetic cores. moreover, the effectiveness of the invention is greatest when using a U-shaped core, where the distance between the centers of the winding sections is greatest.

Claims (2)

Формула изобретени  1. Двухтактный преобразователь посто нного напр жени  в посто нное, содержащий трансформатор, обмотки которого выполнены в виде двух секций, располоУClaim 1. A push-pull DC / DC converter with a transformer, the windings of which are made in the form of two sections, жениых на симметричных участках маг нито- провода, кажда  из которых состоит из первичной , вторичной и дополнительной полуобмоток, первый и второй транзисторные ключи, выводы управлени  которых подсоединены к выходу блока управлени , первые силовые выводы - к первому входному выводу, а вторые силовые выводы присоединены соответственно к началу первойon symmetrical sections of the magnetic conductor, each of which consists of primary, secondary and additional semi-windings, the first and second transistor switches, the control terminals of which are connected to the output of the control unit, the first power terminals to the first input terminal, and the second power terminals are connected respectively to the beginning of the first первичной полуобмотки и к концу второй первичной полуобмотки, свободные выводы которых подключены к второму входному выводу, присоединенному к первым выводам первого и второго возвратных диодов,the primary half winding and by the end of the second primary half winding, the free terminals of which are connected to a second input terminal connected to the first terminals of the first and second return diodes, вторые выводы которых подключены соответственно к началу первой дополнительной полуобмотки и к концу второй дополнительной полуобмотки, свободные выводы которых присоединены к первомуthe second terminals of which are connected respectively to the beginning of the first additional half winding and to the end of the second additional half winding, the free terminals of which are attached to the first входному выводу, два выпр мительных диода , образующих с первой и второй вторичными полуобмотками двухполупериодный выпр митель, выходные выводы которого соединены через фильтр с выходными выводами , отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД, перва  и втора  вторичные полуобмотки включены так, что протекание тока по каждой из первичных полуобмоток вызывает по вление тока воan input terminal, two rectifying diodes, which form a full-wave rectifier with the first and second secondary half windings, the output terminals of which are connected through a filter with output terminals, characterized in that, in order to increase the efficiency, the first and second secondary half windings are switched on so that current flows for each of the primary semi-windings, a current appears in вторичной полуобмотке противоположной секции.secondary half winding of the opposite section. 2. Преобразователь по п 1, о т л и ч a rout и и с   тем, что отношение витков первичных к дополнительным полуобмоткам выбрано в пределах 1,03 - 1,07.2. The converter according to claim 1, about tl and h a rout, and so that the ratio of the turns of the primary to the additional half windings is selected in the range of 1.03 - 1.07.
SU884459953A 1988-06-06 1988-06-06 Push-pull dc-to-ac voltage converter SU1647803A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884459953A SU1647803A1 (en) 1988-06-06 1988-06-06 Push-pull dc-to-ac voltage converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884459953A SU1647803A1 (en) 1988-06-06 1988-06-06 Push-pull dc-to-ac voltage converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1647803A1 true SU1647803A1 (en) 1991-05-07

Family

ID=21389501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884459953A SU1647803A1 (en) 1988-06-06 1988-06-06 Push-pull dc-to-ac voltage converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1647803A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Глебов Б.А. Магнитно-транзисторные преобразователи напр жени дл питани РЭА. - М.: Радио и св зь, 1981, с.25, рис. 3.11. Бас А.А. и др. Источники вторичного электропитани с бестрансформаторным входом. -М.: Радио и св зь, 1987, с. 365,366, рис. 9.13. Авторское свидетельство СССР № 1457115, кл. Н 02 М 3/335, 18.05.87. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5274543A (en) Zero-voltage switching power converter with lossless synchronous rectifier gate drive
KR100852550B1 (en) A method and circuit for self-driven synchronous rectification
KR100734715B1 (en) Externally-driven synchronous rectifier circuit and method of rectifying the same
US5268830A (en) Drive circuit for power switches of a zero-voltage switching power converter
US6016258A (en) Full bridge DC-DC converters
US5781419A (en) Soft switching DC-to-DC converter with coupled inductors
US6831847B2 (en) Synchronous rectifier drive circuit and power supply including same
US5353212A (en) Zero-voltage switching power converter with ripple current cancellation
US5132888A (en) Interleaved bridge converter
US6483724B1 (en) DC/DC ZVS full bridge converter power supply method and apparatus
EP1356575B1 (en) Isolated drive circuitry used in switch-mode power converters
US5438498A (en) Series resonant converter having a resonant snubber
KR100186776B1 (en) Dc/dc switching converter circuit
US4857822A (en) Zero-voltage-switched multi-resonant converters including the buck and forward type
US6304461B1 (en) DC power converter having bipolar output and bi-directional reactive current transfer
US6005782A (en) Flyback converter with soft switching using auxiliary switch and resonant circuit
US5471376A (en) Low-loss active voltage-clamp circuit for single-ended forward PWM converter
US5508904A (en) Switching regulator having superimposing chopping-wave voltage forming circuit
US6560127B2 (en) Power conversion circuit having improved zero voltage switching
JPH01276819A (en) Method of reducing electromagnetic interference in all bridge non-resonant switching circuit and all bridge non-resonant switching circuit
KR19980031946A (en) Circuit for Zero-Voltage / Zero-Current Switching of Full-Bridge DC / DC Converters with Ripple Reduction of Output Current
EP1495532B1 (en) Soft switching converter using current shaping
US5457379A (en) High efficiency switch mode regulator
US4760512A (en) Circuit for reducing transistor stress and resetting the transformer core of a power converter
US5986904A (en) Self-regulating lossless snubber circuit