SU1735977A1

SU1735977A1 - Single-ended dc voltage converter

Info

Publication number: SU1735977A1
Application number: SU894752255A
Authority: SU
Inventors: Александр Владимирович Печенгский; Николай Михайлович Басюк; Ричард-Юрий Евстафьевич Костырка
Original assignee: Львовский Научно-Исследовательский Радиотехнический Институт
Priority date: 1989-10-23
Filing date: 1989-10-23
Publication date: 1992-05-23

Abstract

Использование: устройство может быть использовано в источниках электропитани , в частности, в импульсных преобразовател х напр жени . Сущность изобретени : устройство содержит входной фильтр 1, вход которого сое- , динен с входными выводами дл подключени нагрузки k,силовой управл емый ключ 5, первый вывод которого соединен с первым входом преобразовательно-выпр мительного узла 3, и включенную между двум выходами входного фильтра цепочку, состо щую из последовательно соединенных токостабили- зирующего элемента 6 и конденсатора 7 обща точка соединени которых подключена к второму выводу силового управл емого ключа 5, и обща точка со-1 единени конденсатора 7 с одним из выходов входного фильтра подключена к второму входу преобразовательно- выпр мительного узла 3. Силовой управл емый ключ отключаетс при малом, близком к нулю напр жении на нем. Импульсные потери мощности в ключе при его отключении, равные произведению значени протекающего через ключ тока на значение приложенного к нему в этот момент напр жени , близкого к нулю, минимальны. 1 з.п.ф-лы, 3 ил. J &amp;Э ел Ј 4 1Use: The device can be used in power supply sources, in particular, in pulse voltage converters. SUMMARY OF THE INVENTION: The device comprises an input filter 1, whose input is connected to the input terminals for connecting load k, a power controlled switch 5, the first terminal of which is connected to the first input of the converter-rectifying node 3, and connected between the two outputs of the input filter a chain consisting of series-connected current-stabilizing element 6 and capacitor 7, the common connection point of which is connected to the second output of the power controlled switch 5, and the common point co-1 of the capacitor 7 s o One of the outputs of the input filter is connected to the second input of the converter-rectifying unit 3. The power controlled switch is turned off with a small, close to zero voltage on it. The impulse loss of power in the key when it is turned off, equal to the product of the value of the current flowing through the switch and the value of the voltage applied to it at this moment, close to zero, is minimal. 1 hp ff, 3 ill. J & E ate 1 4 1

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в источниках электропитани , в частности в импульсных преобразовател х напр жени .The invention relates to electrical engineering and can be used in power supply sources, in particular in pulse voltage converters.

Известны однотактные преобразователи посто нного напр жени , содержащие силовой управл емый ключ, узел .выпр млени и фильтрации, к выходным.Single-ended DC-DC converters are known, containing a power controlled key, an output and filtering node, to the output.

выводам которого подключена нагрузка .the terminals of which are connected to the load.

Наиболее близким к изобретению вл етс однотактный преобразователь посто нного напр жени , содержащий входной фильтр, вход которого соединен с входными выводами дл подключени источника посто нного напр жени , преобразовательно-выпр мительный узел, выход которого образует выходные выводы дл подключени нагрузки , и силовой управл емый ключ, первый вывод которого соединен с первым входом преобразовательно-выпр мительного узла, а второй вывод соединен с первым выходом входного фильтра, второй выходной вывод которого соединен с вторым входом преобразовательно- выпр мительного узла.Closest to the invention is a single-ended DC / DC converter containing an input filter whose input is connected to input terminals for connecting a constant voltage source, a converter-rectifying node whose output forms the output terminals for connecting the load, and a power controlled the key, the first output of which is connected to the first input of the converter-rectifying unit, and the second output connected to the first output of the input filter, the second output output of which is connected a second input node preobrazovatelno- rectifying unit.

Недостатком известного преобразовател вл етс значительна импульсна мощность, рассеиваема в силовом управл емом ключе при отключении.A disadvantage of the known converter is the significant pulsed power dissipated in the power controlled switch when it is disconnected.

Цель изобретени - повышение КПД и надежности.The purpose of the invention is to increase efficiency and reliability.

На фиг. 1 представлена принципиальна электрическа схема однотактнс- го преобразовател посто нного напр жени ; на фиг. 2 - вариант выполнени преобразовател ; на фиг 3 - временные диаграммы работы преобразовател .FIG. 1 shows a circuit diagram of a single-voltage DC / DC converter; in fig. 2 shows an embodiment of the converter; Fig 3 - timing charts of the converter.

Преобразователь посто нного на- пр жьи содержит входной Фильтр 1, входные выводы которого соединены с источником входного напр жени 2, преобразовательно-выпр мительный узел 3, к выходным выводам которого подключаетс нагрузка k, силовой управл емый ключ 55 первый вывод которого соединен с первым входным выводом преобразовательно-выпр мительного узла 3, а второй вывод - с первыми выводами токостабилизирующего элемента 6 и конденсатора J, которые выводы которых соединены соответственно с первым и вторым выходными выводами входного фильтра 1, а второй вывод конденсатора 7 соединен с вторым входным выводом преобразова- тельно-выпр мительного узла 3.The DC converter contains an input Filter 1, the input terminals of which are connected to an input voltage source 2, a converter-rectifying node 3, to the output terminals of which a load k is connected, the power control switch 55 the first terminal of which is connected to the first input the output of the converter-rectifying unit 3, and the second output - with the first terminals of the current-stabilizing element 6 and the capacitor J, whose terminals are connected respectively to the first and second output terminals of the input filter Tray 1, and the second terminal of the capacitor 7 is connected to the second input terminal of the converter-rectifying unit 3.

Цель достигаетс тем, что в од- нотактный преобразователь посто нного напр жени , содержащий входной фильтр, вход которого соединен с входными выводами дл подключени источника посто нного напр жени , преобразовательно-выпр мительный узел выход которого образует выходные выводы дл подключени нагрузки, и силовой управл емый ключ, первый вывод которого соединен с первым входом преобразовательно-выпр мительно- го узла, дополнительно введена включенна между двум выходами входного фильтра цепочка, состо ща из поThe goal is achieved by the fact that a single-voltage DC-DC converter contains an input filter whose input is connected to input terminals for connecting a constant-voltage source whose conversion-rectifying unit whose output forms output terminals for connecting a load and power control. the key, the first output of which is connected to the first input of the converter-rectifying node, is additionally inserted into a chain connected between the two outputs of the input filter

следовательно соединенных токостабилизирующего элемента и конденсатора, обща точка соединени которых под- ключена к второму выводу силового управл емого ключа, и обща точка соединени конденсатора указанной цепочки с одним из выходов входного фильтра подключена к второму входу преобразовательно-выпр мительного узла , причем величину емкости конденсатора С определ ют из услови hence the connected current stabilizing element and the capacitor, the common connection point of which is connected to the second output of the power controlled switch, and the common connection point of the capacitor of the specified chain to one of the outputs of the input filter is connected to the second input of the converter-rectifying node, and the capacitance value of the capacitor C determined from the condition

С WITH

1515

Ilil к 11.1 2tLIlil to 11.1 2tL

1 ™1 ™

Т, T,

где U - напр жение источника посто нного напр жени ; т - ток токостабилизирующего элемента;where U is the voltage source of a constant voltage; t is the current-stabilizing element current;

ток силового управл емого ключа;power controlled key current;

врем открытого состо ни силового управл емого ключа, в течение которого напр жение на конденсаторе падает до величины, близкой к нулю. Сущность изобретени заключаетс в том, что силовой управл емый ключ отключаетс при малом, близком к нулю напр жении на нем. Импульсные потери мощности в силовом управл емом ключе при его отключении, равные произведению значени протекающего через ключ тока на значение прило- женного к нему в этот момент напр жени , близкого к нулю, минимальны. Преобразовательно-выпр мительный узел 3 содержит выпр мительный диод 8, включенный параллельно его вход- ным выводам, конденсатор 9 включенный параллельно выходным выводам, дроссель 10, включенный между входным и выходным выводами преобразовательно-выпр мительного узла, токо- стабилизирующий элемент выполнен в виде дроссел 11, в качестве входного фильтра используетс конденсатор 12. fopen time of the power controlled switch during which the voltage across the capacitor drops to a value close to zero. The essence of the invention is that the power controlled key is turned off at a low, close to zero voltage on it. The impulse losses of power in the power controlled key when it is turned off, equal to the product of the value of the current flowing through the switch and the value of the voltage applied to it at this moment, close to zero, are minimal. The converter-rectifying unit 3 contains a rectifying diode 8 connected in parallel to its input terminals, a capacitor 9 connected in parallel to the output terminals, a choke 10 connected between the input and output terminals of the converter-rectifying unit, the current-stabilizing element made in the form of a throttle 11, a capacitor 12 is used as an input filter. F

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

При включении в момент времени t (см.фиг,3) силового управл емого ключа 5 начинаетс разр д конденса- тора 7. При этом напр жение 1Ц на этом конденсаторе падает и в момент времени t становитс равным нулю. Если в этот момент происходит отключение силового ключа 5, то потери вWhen switched on at time t (see fig. 3) of the power controlled switch 5, the discharge of capacitor 7 begins. At that, the voltage of 1C at this capacitor drops and at time t becomes equal to zero. If at this moment the power switch 5 is turned off, then the loss in

5five

нем при отключении близки к нулю, несмотр на протекающий в нем ток Ig..После закрывани силового управл емого ключа 5 начинаетс зар д конденсатора 7 током 1, при этом выходной ток преобразовател I0 поддерживаетс за счет энергии запасенной в дросселе 10 за врем открытого состо ни ключа 5- В момент времени 5 открываетс , и процесс повтор етс .when turned off, it is close to zero, despite the current Ig flowing through it. After closing the power controlled switch 5, the capacitor 7 is charged with current 1, while the output current of converter I0 is maintained by the energy stored in the inductor 10 during the open state key 5- At time 5 it opens, and the process repeats.

По сравнению с прототипом предлагаемый преобразователь напр жени имеет значительно меньшие потери мощности при отключении силового управл емого ключа, что приводит к повышению КПД и надежности путем формировани рабочей точки отключени ключа, не проход щей через область значительных перегрузок.Compared to the prototype, the proposed voltage converter has significantly less power loss when the power controlled key is turned off, which leads to increased efficiency and reliability by forming a key breaking point that does not pass through significant overloads.

Claims

1. Single-cycle DC voltage converter 25, containing an input filter whose input is connected to input terminals for connecting a constant voltage source, a converter-rectifying unit whose output forms the output terminals for connecting the load, and a power controlled switch The first one, the output of which is connected to the first input of the converter-rectifying unit, differs 30

35

359776

so that, in order to increase the KPD and the reliability, a chain consisting of a series-connected current-stabilizing element and a capacitor, the common connection point of which is connected to the second output of the power controlled key, is additionally inserted into it between the two outputs of the input filter and the common point of connection of the capacitor of the specified chain with one of the outputs of the input filter is connected to the second input of the converter-rectifying node, and the capacitance of the capacitor is determined from the condition

ten

J5

20

WITH

T (1K - 1t) 2nd „

five

0

five

Where

ip1t

I Ti is the voltage source of a constant voltage; current-stabilizing element;

power controlled key current;

open time of the power controlled switch during which the voltage across the capacitor drops to a value close to zero.

2. The converter according to claim 1, wherein the choke is that a choke is used as a current stabilizing element.

Phie.1

hi

If

FIG. 2

ЈL;