SU1654942A1

SU1654942A1 - Multiphase dc voltage converter

Info

Publication number: SU1654942A1
Application number: SU894631988A
Authority: SU
Inventors: Маркс Михайлович Глибицкий; Олег Илларионович Данилевич; Евгений Васильевич Линник; Юрий Николаевич Караев; Неля Сидоровна Мезенина; Алексей Иванович Киричек; Станислав Георгиевич Нижник; Александр Юрьевич Сергеев
Original assignee: Харьковский политехнический институт им.В.И.Ленина
Priority date: 1989-01-04
Filing date: 1989-01-04
Publication date: 1991-06-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитани . Цель изобретени - повышение качества выходного напр жени путем исключени низкочастотных составл ющих его пульсаций. Регулирование выходного напр жени преобразовател осуществл етс фазовым способом путем сдвига фаз между напр жением на выходе основных преобразовательных чеек 1.1.-1.N и напр жением на выходе дополнительных преобразовательных чеек 2.1-2.N. Этот сдвиг фаз обеспечивает фазорегул тор 9, вход которого соединен с первым выходом первого кольцевого распределител 6 импульсов, тактируемого импульсами задающего генератора 8. Синхронизаци импульсов на выходах первого 6 и второго 7 кольцевых распределителей импульсов осуществл етс с помощью замкнутой системы фазовой автоподстройки частоты, в которую вход т фазовый детектор 10, фильтр 11 низких частот и управл емый напр жением генератор 12 переменной частоты . 1 ил. i (ЛThe invention relates to electrical engineering and can be used in secondary power supply systems. The purpose of the invention is to improve the quality of the output voltage by eliminating the low-frequency components of its ripple. The output voltage of the converter is controlled by the phase method by phase shifting between the voltage at the output of the main converter cells 1.1.-1.N and the voltage at the output of the additional converter cells 2.1-2.N. This phase shift is provided by a phase regulator 9, the input of which is connected to the first output of the first ring distributor 6 pulses, clocked by pulses of the master oscillator 8. The pulses at the outputs of the first 6 and second 7 ring distributors of pulses are synchronized using a closed loop phase-locked loop in which a phase detector 10, a low pass filter 11 and a voltage controlled variable frequency generator 12 are included. 1 il. i (L

Description

Изобретение относится к электро- ; технике и мбжет быть использовано в ; системах вторичного электропитания.The invention relates to electro; technique and mbzhet be used in; secondary power supply systems.

Цель изобретения - повышение качества выходного напряжения путем исключения низкочастотных составляющих его пульсаций.The purpose of the invention is to improve the quality of the output voltage by eliminating the low-frequency components of its ripple.

• На чертеже представлена функциональная схема преобразователя.• The drawing shows a functional diagram of the converter.

Многофазный преобразователь постоянного напряжения содержит N основных преобразовательных ячеек 1.11,N_# N дополнительных преобразовательных ячеек 2.1-2.N с выходными однофазными трансформаторами 3,1-3.N и 4,1-4,N .соответственно. Выпрямители 5.1-5. N соединены последовательно. Ячейки 1.1-1.N управляются с помощью первого кольцевого распределителя 6 импульсов, а ячейки 2.1τ2.Ν - с помощью второго кольцевого распределителя 7 импульсов. Задающий генератор8 соединен с тактовым входом распределителя 6 импульсов. Фазорегулятор 9, фазовый детектор 10, фильтр 11 низкой частоты‘и управляемый напряжением генератор 12 переменной частоты образуют систему фазовой автоподстройки частоты.A multiphase DC-DC converter contains N main converter cells 1.11, N _# N of additional converter cells 2.1-2.N with output single-phase transformers 3.1-3.N and 4.1-4, N. Respectively. Rectifiers 5.1-5. N are connected in series. Cells 1.1-1.N are controlled using the first 6-pulse ring distributor, and cells 2.1τ2.Ν are controlled by the second 7-pulse ring distributor. The master oscillator 8 is connected to the clock input of the pulse distributor 6. A phase regulator 9, a phase detector 10, a low-pass filter 11, and a voltage-controlled variable-frequency generator 12 form a phase-locked loop.

В процессе работы устройства каждая из преобразовательных инверторных ячеек преобразует постоянное напряжение в переменное прямоугольной формы со скважностью 2 повышенной частоты. Вькодные напряжения каждой па’ры одноименных ячеек (1.1 и 2.1, 1.2 и 2.2 и т.д.) суммируются на входе переменного тока связанного с этой парой выпрямителя (5.1) с помощью соединенных последовательносогласно вторичных обмоток одноименных трансформаторов (3.1, 3.2 и т.д,). Принцип регулирования выходного напряжения преобразователя фазовый. Если фазы напряжений на входе каждого из выпрямителей противоположны, выходное напряжение преобразователя равно нулю. Если фазы совпадают, выходное напряжение - максимальное.In the process of operation of the device, each of the converter inverter cells converts a constant voltage into a rectangular variable with a duty cycle of 2 high frequencies. The input voltages of each pair of cells of the same name (1.1 and 2.1, 1.2 and 2.2, etc.) are summed at the AC input of the rectifier connected to this pair (5.1) using the secondary windings of the same name transformers connected in series according to (3.1, 3.2, etc.). d,). The principle of regulating the output voltage of the phase converter. If the voltage phases at the input of each rectifier are opposite, the output voltage of the converter is zero. If the phases match, the output voltage is maximum.

В преобразователе обеспечивается одновременный плавный и одинаковый ' сдвиг фаз переменных напряжений на входах всех выпрямителей и, следовательно, плавное регулирование выходного напряжения преобразователя. Такой фазовый сдвиг осуществляет система управления, которая обеспечива ет требуемую синхронизацию управляющих импульсов на управляющих входах всех преобразовательных ячеек. Пер5 вый кольцевой распределитель 6 импульсов, тактируемый сигналами задающего 'генератора 8, формирует N прямых и N инверсных последовательностей импульсов прямоугольной формы со Ю скважностью 2, причем импульсы соседних разрядов каждой из последовательностей взаимно сдвинуты на угол *η/Ν.The converter provides a simultaneous smooth and equal phase shift of alternating voltages at the inputs of all rectifiers and, therefore, smooth regulation of the output voltage of the converter. Such a phase shift is carried out by the control system, which provides the required synchronization of the control pulses at the control inputs of all the converter cells. The first 6-pulse ring distributor, clocked by the signals of the master oscillator 8, generates N direct and N inverse sequences of rectangular pulses with 10 duty cycle 2, and the pulses of adjacent discharges of each of the sequences are mutually shifted by an angle * η / Ν.

Синхронизация распределителей им15 пульсов 6 и 7 производится по сигналам одноименных разрядов с помощью системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), выполненной на фазовом детекторе 10, фильтре 11 низкой час20 тоты и генераторе 12, управляемом напряжением. При равенстве фаз сигналов на входах фазового детектора 10 среднее напряжение на его выходе, сглаженное фильтром 11, такое, что 25. управляемый генератор 1.2 формирует импульсы, частота которых совпадает с частотой импульсов на выходе задающего генератора 8. Если появляется тенденция отклонения фазы сиг30 нала синхронизирующего разряда распределителя 7 от фазы сигнала одноименного разряда распределителя 6, смещенного фазорегулятором 9, среднее напряжение на выходе фильтра 11 изменяется .таким образом, что соответствующее ему изменение частоты генератора 12 снова устанавливает равенство фаз сигналов на входе фазового детектора 10.Distributors of pulses 6 and 7 are synchronized according to the signals of the same category using a phase locked loop (PLL) made on a phase detector 10, a low-frequency filter 11 and a voltage-controlled oscillator 12. If the phases of the signals at the inputs of the phase detector 10 are equal, the average voltage at its output, smoothed by the filter 11, is such that 25. The controlled oscillator 1.2 generates pulses whose frequency coincides with the frequency of the pulses at the output of the master oscillator 8. If there is a tendency for phase deviation of the synchronizing signal the discharge of the distributor 7 from the phase of the signal of the same discharge of the distributor 6, shifted by the phase regulator 9, the average voltage at the output of the filter 11 changes. so that the corresponding frequency change generator 12 again establishes the phase equality of the signals at the input of the phase detector 10.

Таким образом, устройство ФАПЧ обеспечивает жесткую синхронизацию ... всех сигналов преобразователя, Если с помощью фазорегулятора 9 сдвигать 4$ фазу синхронизирующего разряда распределителя Ъимпульсов,это вызывает.Thus, the PLL ensures tight synchronization ... of all converter signals. If, using the phase regulator 9, the 4 $ phase of the synchronizing discharge of the pulse distributor is shifted, this causes.

' одновременный и одинаковый сдвиг по фазе управляющих сигналов на всех входах дополнительных преобразовательных ячеек 2 относительно сигналов на одноименных входах основных ячеек 1, т.е, осуществляется плавное регулирование выходного напряжения преобразователя.'simultaneous and identical phase shift of the control signals at all inputs of the additional converter cells 2 relative to the signals at the same inputs of the main cells 1, i.e., the output voltage of the converter is continuously controlled.

Использование единого фазорегулятора для всех ячеек исключает низкочастотные составляющие пульсаций выходного напряжения преобразователя.The use of a single phase regulator for all cells eliminates the low-frequency components of the ripple of the converter output voltage.

Claims

The formula of the invention 'Multiphase DC-DC Converter, containing N connected at the input parallel to the re-; walkable converter cells and a control unit with a master oscillator connected to the clock input of the first ring pulse distributor, N outputs of which are connected to the clock control inputs of the respective adjustable converter cells and with an element of adjustable time delay, characterized in that, in order to improve the quality of the output voltage by eliminating the low-frequency components of its pulsations, a phase detector, a low-pass filter, a voltage-controlled generator frequency frequency and a second ring pulse distributor, the N outputs of which are connected to the regulating control N inputs of the respective adjustable converter cells, an element of adjustable time delay is made in the phase regulator, the input of which is connected to the first output of the first ring pulse distributor, and the output with the first input of the phase detector, the second input of which is connected to the first output of the second 'ring pulse distributor, the output of the phase regulator through series-connected a low-pass filter and a voltage-controlled variable frequency generator is connected to the clock 20 I input of the second ring pulse distributor.

. Compiled by Moin