SU1691922A1 - Controlled dc voltage step-down converter - Google Patents

Controlled dc voltage step-down converter Download PDF

Info

Publication number
SU1691922A1
SU1691922A1 SU894757363A SU4757363A SU1691922A1 SU 1691922 A1 SU1691922 A1 SU 1691922A1 SU 894757363 A SU894757363 A SU 894757363A SU 4757363 A SU4757363 A SU 4757363A SU 1691922 A1 SU1691922 A1 SU 1691922A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
chains
parallel
discharge
capacitors
diode
Prior art date
Application number
SU894757363A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Григорьевич Зотов
Original Assignee
Новосибирский электротехнический институт
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 Новосибирский электротехнический институт filed Critical Новосибирский электротехнический институт
Priority to SU894757363A priority Critical patent/SU1691922A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1691922A1 publication Critical patent/SU1691922A1/en

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках вторичного питани . Цель изо2 бретени  - улучшение массогабаритных показателей . Устройство состоит из п разр дных цепочек, включенных параллельно нагрузке. Кажда  цепочка состоит из последовательно соединенных разр дного диода 1, конденсатора 2 и разр дного ключа 3. Между разноименными обкладками конденсаторов смежных цепочек включены зар дные диоды 6. Введение в устройство двух групп коммутирующих элементов 9-13 и 20-25 позвол ет более полно использовать установленную емкость конденсаторов силовой цепи. Коммутирующие элементы 9- 13 включены параллельно разр дным диодам 1, а коммутирующие элементы 20-25 соедин ют зар дную с соответствующими выводами конденсаторов цепочек. 1 ил. mf И О О ч ю юThe invention relates to converter equipment and can be used in secondary power sources. The goal of the breasts is to improve the weight and size parameters. The device consists of n bit chains connected in parallel with the load. Each chain consists of a series-connected discharge diode 1, a capacitor 2 and a discharge key 3. Charging diodes 6 are included between the opposite plates of the capacitors of adjacent chains. Introduction to the device of two groups of switching elements 9-13 and 20-25 allows to use more fully installed capacity of power circuit capacitors. The switching elements 9-13 are connected in parallel to the discharge diodes 1, and the switching elements 20-25 connect the charging to the corresponding terminals of the capacitors of the chains. 1 il. mf I O O h y

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропитани  дл  преобразовани  высокого посто нного напр жени  в низкое регулируемое посто нное напр жение .The invention relates to a converter technique and can be used in power supply systems for converting high constant voltage to low regulated constant voltage.

Целью изобретени   вл етс  улучшение массогабаритных показателей.The aim of the invention is to improve the weight and size parameters.

На чертеже приведена принципиальна  схема предлагаемого регулируемого понижающего преобразовател .The drawing shows a schematic diagram of the proposed adjustable down-converter.

Преобразователь содержит п цепочек, состо щих из последовательно соединенных разр дного диода 1, конденсатора 2 и разр дного ключа 3. Цепочки подсоединены параллельно выходным выводам 4 и 5. Отрицательный вывод конденсатора 2 предыдущей цепочки через зар дный диод 6 соединен с положительным выводом конденсатора 2 последующей цепочки. Зар дный ключ 7 соедин ет положительный входной вывод с положительной зар дной шиной 8. Параллельно разр дным диодам 1 и управл емым разр дным ключам 3 цепочек подключены соответственно управл емые регулирующие элементы 9-13 и коммутирующие элементы 14-19. Коммутирующие элементы 20-25 соедин ют зар дную шину 8 с положительным выводом 12 конденсатора 2 каждой цепочки.The converter contains n chains consisting of series-connected discharge diode 1, capacitor 2 and discharge switch 3. The chains are connected in parallel to output pins 4 and 5. The negative lead of capacitor 2 of the previous chain is connected to positive terminal of capacitor 2 of the subsequent chains. A charging switch 7 connects a positive input terminal with a positive charging bus 8. Parallel to the discharge diodes 1 and the controlled discharge switches 3 of the chains, respectively, the controllable control elements 9-13 and the switching elements 14-19 are connected. The switching elements 20-25 connect the charge bus 8 to the positive terminal 12 of the capacitor 2 of each chain.

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

В исходном состо нии все коммутирующие элементы 9-25 разомкнуты, кроме элемента 20, который замкнут. При этом периодическа  коммутаци  зар дного ключа 7 и разр дных ключей 3, работающих без перекрыти , обеспечивает подзар д всех конденсаторов цепочек, соединенных последовательно , от первичного источника посто нного тока и их параллельный зар д на нагрузку. В данном состо нии преобразователь имеет коэффициент трансформации, приблизительно равный п, причем все m конденсаторов силовой цепи участвуют в процессе преобразовани . В результате уровень пульсации выходного напр жени  находитс  в заданных пределах. В дальнейшем регулировка коэффициента трансформации в пределах 1-п осуществл етс  выбором алгоритма коммутации элементов 9-25, при котором все конденсаторы силовой Цепи участвуют в преобразовании. Благодар  этому пульсаци  выходного напр жени  поддерживаетс  в заданных пределах, независимо от коэффициента трансформации и, следовательно, устран етс  необходимость искусственного завышени  емкости силовой цепи. Если суммарна  емкость силовой цепи прототипаIn the initial state, all commuting elements 9-25 are open, except for element 20, which is closed. In this case, the periodic switching of the charging switch 7 and the discharge switches 3, operating without overlapping, ensures the charging of all capacitors of the chains connected in series from the primary DC source and their parallel charging to the load. In this state, the converter has a transformation ratio approximately equal to n, with all m power circuit capacitors participating in the conversion process. As a result, the output voltage ripple level is within the prescribed limits. Further, the transformation ratio adjustment within 1-p is performed by selecting the switching algorithm of elements 9-25, in which all the capacitors of the power circuit participate in the conversion. Due to this, the output voltage ripple is maintained within the prescribed limits, regardless of the transformation ratio and, therefore, the need to artificially increase the capacity of the power circuit is eliminated. If the total capacity of the power circuit of the prototype

равна пс, то в предлагаемом устройстве она уменьшаетс  в 1 + m/n раз. Дополнительное улучшение массогабаритных показателей достигаетс  за счет уменьшени  также в 1 +equal to ps, then in the proposed device it decreases by 1 + m / n. An additional improvement in weight and size indicators is achieved by also decreasing in 1 +

m/n раз требуемой мощности разр дных ключей и диодов цепочек. Кроме того, маломощные полупроводниковые элементы имеют , как правило, лучшие частотные свойства. В результате частота преобразо0 вани  увеличиваетс , а это ведет к дополнительному уменьшению величины суммарной емкости силовой цепи.m / n times the required power of bit switches and string diodes. In addition, low-power semiconductor elements have, as a rule, the best frequency properties. As a result, the frequency of conversion increases, and this leads to an additional decrease in the total capacity of the power circuit.

В предлагаемом преобразователе каждое из состо ний с коэффициентом транс5 формации Ктр п имеет несколько вариантов реализации. Так, состо ние с одной отключенной цепочкой, характеризуемое коэффициентом трансформации п - 1, достигаетс  двум  способами - отключением последней,In the proposed transducer, each of the states with the transformation ratio of the Kpr formation has several options for implementation. Thus, the state with one disconnected chain, characterized by the transformation coefficient n - 1, is achieved in two ways - by disconnecting the latter,

0 либо первой цепочки. В первом случае необходимо замкнуть коммутирующие элементы 13, 19 и 20, а во втором - элементы 9, 14 и 21. В обоих случа х конденсатор отключенной цепочки подключаетс  параллельно0 or the first chain. In the first case, it is necessary to close the switching elements 13, 19, and 20, and in the second, elements 9, 14, and 21. In both cases, the disconnected circuit capacitor is connected in parallel

5 нагрузке к выводам 4 и 5. Следующее состо ние с коэффициентом трансформации п - 2 достигаетс  трем  пут ми - отключением двух последних цепочек (замкнуты элементы 12, 13 и 18-20), отключением двух первых5 load to pins 4 and 5. The next state with the transformation ratio n - 2 is reached in three ways - by disconnecting the last two chains (elements 12, 13 and 18-20 are closed), disconnecting the first two

0 цепочек) замкнуты элементы 9, 10, 14, 15 и 22), либо отключением первой и последней цепочек (замкнуты элементы 9, 13, 14, 19 и 21). В данном случае конденсаторы обеих отключаемых из зар дной цепи цепочек так5 же подключаютс  параллельно к выводам 4 и 5.0 chains) are closed elements 9, 10, 14, 15 and 22), or by disconnecting the first and last chains (elements 9, 13, 14, 19 and 21 are closed). In this case, the capacitors of both chains disconnected from the charging circuit are also connected in parallel to terminals 4 and 5.

Последующие состо ни  с коэффициентом трансформации п - 3 и п - 4 имеют соответственно 5 и 8 вариантов реализации.Subsequent states with a transformation ratio of p - 3 and p - 4 have respectively 5 and 8 implementation options.

0 В отличие от приведенных выше указанные состо ни  реализуютс  не только параллельным подключением к выходу конденсаторов свободных цепочек, но и параллельной работой однотипных преоб5 разователей на общую нагрузку. Например, один из вариантов состо ни  с коэффициентом трансформации п - 4 (замкнуты элементы 10, 20, 24, 11, 12, 16 и 17) реализуетс  параллельной работой на общую нагрузку0 Unlike the above mentioned states, they are realized not only by parallel connection of free circuits to the output of the capacitors, but also by parallel operation of the same type of drivers for the total load. For example, one of the variants with a transformation ratio n − 4 (elements 10, 20, 24, 11, 12, 16, and 17 are closed) is realized by parallel operation for a common load.

0 двух преобразователей, состо щих соответственно из двух первых и двух последних цепочек, а конденсаторы двух центральных цепочек подключаютс  параллельно нагрузке .0 of two converters consisting respectively of the first two and last two chains, and the capacitors of the two central circuits are connected in parallel with the load.

5 Наличие нескольких вариантов в реализации каждого из состо ний можно использовать дл  выравнивани  временной загрузки элементов всех цепочек, при этом, череду  во времени варианты реализации состо ний, можно добитьс  выравнивани 5 The presence of several variants in the implementation of each of the states can be used to equalize the temporary loading of the elements of all the chains, while, in a series of time variants of the realization of the states, the alignment can be achieved

коэффициентов загрузки элементов силовой цепи и, как следствие, повышени  надежности преобразовател .load factors of power circuit elements and, as a result, increase the reliability of the converter.

Claims (1)

Формула изобретени  Регулируемый понижающий преобразователь посто нного напр жени , содержащий входной, выходной и общий выводы дл  подключени  соответственно источника посто нного напр жени  и нагрузки, п па- раллельно подключенных к выходным выводам цепочек, кажда  из которых состоит из последовательно соединенных разр дного диода, конденсатора и управл емого разр дного ключа, п -1 зар дных диодов, каждый из которых включен между разноименными выводами конденсаторов соответствующих смежных цепочек, управ0Claims of the Invention Adjustable DC-to-DC converter containing input, output, and common leads for connecting respectively a constant voltage source and a load connected in parallel to the output terminals of the chains, each of which consists of a series-connected discharge diode and a capacitor and controlled by the bit key, n -1 charging diodes, each of which is connected between the opposite terminals of the capacitors of the corresponding adjacent chains, control0 5five л емый зар дный ключ, включенный между входным выводом и зар дной шиной, а также управл емые регулирующие элементы, каждый из которых включен параллельно разр дному диоду соответствующей цепочки , отличающийс  тем, что, с целью улучшени  массогабаритных показателей, в него дополнительно введены две группы коммутирующих элементов, причем каждый коммутирующий элемент первой группы включен параллельно разр дному клюиу соответствующей цепочки, а каждый коммутирующий элемент второй группы включен между зар дной шиной и общей точкой соединени  соответствующего зар дного диода с конденсатором последующей из указанных цепочек.A chargeable key connected between the input terminal and the charge bus, as well as controllable control elements, each of which is connected in parallel to the discharge diode of the corresponding chain, characterized in that, in order to improve the weight and size, two groups are additionally introduced switching elements, with each switching element of the first group connected in parallel to the discharge key of the corresponding chain, and each switching element of the second group is connected between the charge bus and the common point The corresponding charge diode is connected to a diode with a capacitor that follows from the indicated chains.
SU894757363A 1989-11-09 1989-11-09 Controlled dc voltage step-down converter SU1691922A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894757363A SU1691922A1 (en) 1989-11-09 1989-11-09 Controlled dc voltage step-down converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894757363A SU1691922A1 (en) 1989-11-09 1989-11-09 Controlled dc voltage step-down converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1691922A1 true SU1691922A1 (en) 1991-11-15

Family

ID=21478686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894757363A SU1691922A1 (en) 1989-11-09 1989-11-09 Controlled dc voltage step-down converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1691922A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 987758, кл. Н 02 М 3/335, 1981. Авторское свидетельство СССР № 571860, кл. Н 02 М 3/18, 1976. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10615686B2 (en) Multi-level step-up converters with flying capacitor
US11418131B2 (en) Voltage balance control method for flying-capacitor multilevel converter
JP2017184608A (en) Charging device, system and method
SU1691922A1 (en) Controlled dc voltage step-down converter
SU1182613A1 (en) A.c.-to-d.c. converter with voltage step-down
SU1224922A1 (en) Device for switching d.c.voltage levels
RU2734101C1 (en) Adjustable step-up dc voltage converter
RU2284633C1 (en) Adjustable decreasing transformer of direct voltage
RU2820214C1 (en) Power summing dc voltage step-up converter
SU764058A1 (en) Step-down converter
RU2806898C1 (en) Variable dc boost converter
SU1513577A1 (en) Transformer-less step-down d.c. voltage converter
SU1372531A1 (en) D.c. high-voltage single-cycle converter
SU1327078A1 (en) Multistage regulator of rectified voltage
SU987758A1 (en) Adjustable step-down dc voltage converter
SU1078561A1 (en) High level d.c.voltage converter
SU1515153A1 (en) Pulsed d.c. voltage stabilizer
SU1056405A1 (en) Bridge circuit inverter
SU905975A1 (en) Method of control of converting cells
SU907733A1 (en) Ac voltage-to-dc voltage converter
SU1437842A1 (en) A.c. to a.c. voltage converter
SU1352599A1 (en) A.c.to d.c.voltage converter
SU1605300A1 (en) Transformer-less variable a.c. to d.c. voltage converter
SU1156030A1 (en) A.c.voltage stabilizer
SU1603501A1 (en) Multiple-cell d.c. voltage converter