SU1744775A1 - Single-ended voltage converter - Google Patents

Single-ended voltage converter Download PDF

Info

Publication number
SU1744775A1
SU1744775A1 SU894767202A SU4767202A SU1744775A1 SU 1744775 A1 SU1744775 A1 SU 1744775A1 SU 894767202 A SU894767202 A SU 894767202A SU 4767202 A SU4767202 A SU 4767202A SU 1744775 A1 SU1744775 A1 SU 1744775A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
winding
output
transformer
transistor switch
converter
Prior art date
Application number
SU894767202A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Федорович Худяков
Алексей Петрович Пакидов
Василий Арсеньевич Хабузов
Original Assignee
Ленинградский Институт Авиационного Приборостроения
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 Ленинградский Институт Авиационного Приборостроения filed Critical Ленинградский Институт Авиационного Приборостроения
Priority to SU894767202A priority Critical patent/SU1744775A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1744775A1 publication Critical patent/SU1744775A1/en

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Использование: источники вторичного электропитани . Существо изобретени : ус- тройстьо содержит силовой трансформатор 1 с первичкой обмоткой, транзисторный ключ 7 и первичную обмотку 9 управл ющего трансформатора 8, вторична  обмотка 10 которого подсоединена параллельно управл ющему переходу ключа 7 и зашунтирова- на обратным диодом 12. Вторична  обмотка силового трансформатора подключена через выпр митель и выходной фильтр к выходным выводам. Контур обратной св зи образован измерителем отклонени  15 выходного напр жени  и подключенным к его выходу усилителем 16, выход которого соединен с обмоткой подмагничивани  11 управл ющего трансформатора. Повышение помехоустойчивости преобразовател  достигнуто за счет регулировани  тока в обмотке подмагничивани , пропорционального величине отклонени  выходного напр жени  и предназначенного дл  изменени  магнитных свойств сердечника уп- равл ющеготрансформатора. Индуктивность намагничивающего контура этого трансформатора, завис ща  от тока подмагничивани , определ ет форму базового тока транзисторного ключа и длительность его насыщенного состо ни . 2 з. п. ф-лы, 4 ил. со СUse: sources of secondary power supply. The essence of the invention: the device contains a power transformer 1 with a primary winding, a transistor switch 7 and the primary winding 9 of the control transformer 8, the secondary winding 10 of which is connected in parallel to the control transition of the switch 7 and is bridged by a reverse diode 12. The secondary winding of the power transformer is connected through the rectifier and the output filter to the output pins. The feedback loop is formed by an output voltage deviation meter 15 and an amplifier 16 connected to its output, the output of which is connected to the bias winding 11 of the control transformer. Improving the noise immunity of the converter is achieved by adjusting the current in the bias winding, proportional to the deviation of the output voltage, and intended to change the magnetic properties of the control transformer core. The inductance of the magnetizing circuit of this transformer, depending on the bias current, determines the shape of the base current of the transistor switch and the duration of its saturated state. 2 h. the item of f-ly, 4 ill. with C

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках электропитани .The invention relates to converter equipment and can be used in power supplies.

Известен однотактный преобразователь напр жени , содержащий силовой трансформатор, выпр митель, фильтр, транзисторный ключ с пропорциональным токовым управлением и контур обратной св зи в виде блока ограничени  коллекторного -.ока. Стабилизаци  выходного напр жени  преобразовател  осуществл етс  с помощью контура обратной св зи за счет широтно-импульсной модул ции (ШИМ) пр моугольного напр жени  на обмотках силового трансформатора.A single-ended voltage converter is known, which contains a power transformer, a rectifier, a filter, a transistor switch with a proportional current control, and a feedback loop in the form of a collector -.ok limiting unit. The output voltage of the converter is stabilized by means of a feedback loop due to the pulse-width modulation (PWM) of the rectangular voltage on the windings of the power transformer.

Недостатки данного устройства - низкий КПД и нестабильна  частота преобразовани The disadvantages of this device are low efficiency and unstable frequency conversion

Наиболее близким к изображению  вл етс  однотактный преобразователь напр жени ,содержащийсиловой трансформатор, выпр митель фильтр транзисторный ключ с пропорциональным токовым управлением и контур обратной св зи в виде измерительного усилител , компаратора, интегрирующей цепи и двух коммутирующих транзисторов. В этом преобразователе выходное напр жение стабилизируетс  за счет ШИМ, осуществл емой с помощью компаратора (сравнивающего) пиxjClosest to the image is a single-ended voltage converter containing a power transformer, a rectifier filter transistor switch with proportional current control, and a feedback loop in the form of a measuring amplifier, a comparator, an integrating circuit, and two switching transistors. In this converter, the output voltage is stabilized by PWM, carried out using a comparator (comparing) pi

4X

4 vj4 vj

1 СП1 SP

лообразное напр жение на выходе интегрирующей цепи с выходным напр жением преобразовател .lo-shaped voltage at the output of the integrating circuit with the output voltage of the converter.

Однако сложное схемотехническое решение канала обратной св зи обусловливает низкую надежность известного устройства,However, the complex circuit design of the feedback channel causes a low reliability of the known device,

Цель изобретени  - повышение надежности устройства путем упрощени  схемы.The purpose of the invention is to increase the reliability of the device by simplifying the circuit.

На фиг. 1, 2 изображены схемы однотак- тного преобразовател  напр жени ; на фиг. 3 - временные диаграммы процессов в его цеп х; на фиг. 4 - схема однотактного преобразовател -прототипа .FIG. 1, 2 depict single-phase voltage converter circuits; in fig. 3 - time diagrams of processes in its chains; in fig. 4 is a diagram of a single-ended prototype converter.

Однотактный преобразователь напр жени  (фиг. 1) содержит силовой трансформатор 1 с обмоткой 2 размагничивани , первичной 3 и вторичной 4 обмотками, диод 5 размагничивани ,входной фильтр 6,транзисторный ключ 7, управл ющий трансформатор 8 с первичной 9 и вторичной 10 обмотками и обмоткой 11 подмагничивани , дополнительный диод 12, выпр митель 13, выходной фильтр 14, измерительный усилитель 15, усилитепь 16, причем управл ющий трансформатор 9 может быть выполнен на двух сердечниках 17 и 18 с полуобмотками 19 и 20.The single-ended voltage converter (Fig. 1) includes a power transformer 1 with demagnetization winding 2, primary 3 and secondary 4 windings, degaussing diode 5, input filter 6, transistor switch 7, control transformer 8 with primary 9 and secondary 10 windings and winding 11 bias, additional diode 12, rectifier 13, output filter 14, measuring amplifier 15, amplification 16, and the control transformer 9 can be made on two cores 17 and 18 with half windings 19 and 20.

У силового трансформатора 1 обмотка размагничивани  подключена через диод 5 размагничивани  к выходным выводам, с которыми соединена вторична  обмотка 4 через выпр митель 13 и выходной фильтр 14 Первична  обмотка 3 силового трансформатора 1 подключена к входному фильтру 6 через последовательно соединенные транзисторный ключ 7 и первичную обмотку 9 управл ющего трансформатора 8, вторична  обмотка 10 которого соединена одним из выводов с базой транзисторного ключа 7, св занного своим эмиттером с анодом дополнительного диода 12. К выходным выводам преобразовател  подключен вход измерительного усилител  15, а его выход - к входу усилител  16, соединенного своим выходом с обмоткой 11 подмагничивани  управл ющего трансформатора 8, вторична  обмотка 10 которого своим вторым выводом подключена к эмиттеру транзисторного ключа 7 База транзисторного ключа 7 соединена с катодом дополнительного диода 12 и  вл етс  входом синхронизации.In the power transformer 1, the demagnetization winding is connected through the demagnetization diode 5 to the output terminals to which the secondary winding 4 is connected via the rectifier 13 and the output filter 14 The primary winding 3 of the power transformer 1 is connected to the input filter 6 through the series-connected transistor switch 7 and the primary winding 9 control transformer 8, the secondary winding 10 of which is connected by one of the leads to the base of the transistor switch 7 connected by its emitter with the anode of the additional diode 12. To the output of the The converter is connected to the input of the measuring amplifier 15, and its output is connected to the input of the amplifier 16, which is connected to the biasing winding of the control transformer 8, the secondary winding 10 of which is connected to the emitter of the transistor switch 7 by its second output diode 12 and is a clock input.

При выполнении управл ющего трансформатора 8 на двух сердечниках 17 и 18 на каждом из них располагаетс  по одной полуобмотке 19 и 20,  вл ющихс  при последовательном встречном соединении обмоткой 11 подмагничивани , а первична When the control transformer 8 is performed on two cores 17 and 18, one of the half windings 19 and 20 is located on each of them, which, in a series-opposite connection, winding 11 bias, and the primary

9 и вторична  10 обмотки  вл ютс  общими дл  обоих сердечников 17 и 18.9 and the secondary 10 windings are common to both cores 17 and 18.

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

На вход синхронизации преобразовател  поступает последовательность коротких запускающих импульсов, определ ющих частоту преобразовани . С этой частотой транзисторный ключ 7 подключает первич0 ную обмотку 3 силового трансформатора 1 к входному фильтру 6 и преобразует посто нное питающее напр жение в пр моугольные импульсы, которые следуют с вторичной обмотки 4 на выпр митель 13 иA sequence of short trigger pulses is input to the converter sync input, which determines the conversion frequency. With this frequency, the transistor switch 7 connects the primary winding 3 of the power transformer 1 to the input filter 6 and converts the constant supply voltage into rectangular pulses that follow from the secondary winding 4 to the rectifier 13 and

5 после сглаживани  выходным фильтром 14 превращаютс  в посто нное напр жение, подаваемое на выходные выводы. Стабилизаци  этого напр жени  осуществл етс  ШИМ пр моугольного напр жени  на сило0 вом трансформаторе 1, т. е. за счет регулировани  времени насыщенного состо ни  транзисторного ключа 7 при посто нном периоде коммутации5, after smoothing by the output filter 14, is converted to a constant voltage applied to the output terminals. This voltage is stabilized by the PWM of the rectangular voltage on the power transformer 1, i.e. by adjusting the time of the saturated state of the transistor switch 7 with a constant switching period

При поступлении короткого запускаю5 щего импульса (фиг За) начинаетс  процесс включени  транзисторного ключа 7 и в нем по вл етс  коллекторный ток, протекающий по первичной обмотке 9 управл ющего трансформатора 8 и первичной обмотке, 3When a short starting pulse arrives (Fig. 3A), the process of turning on the transistor switch 7 starts and a collector current flows through the primary winding 9 of the control transformer 8 and the primary winding 3.

0 силового трансформатора 1 (фиг. Зд) Этот ток трансформируетс  во вторичную обмотку 10, по которой протекает в базу транзисторного ключа 7, полностью открывающегос  за счет лавинообразного0 of a power transformer 1 (Fig. H) This current is transformed into a secondary winding 10, through which it flows into the base of a transistor switch 7, which is fully opened by an avalanche

5 процесса нарастани  базового тока, св занного с коллекторным током (пропорциональное токовое управление). Коллекторный ток насыщенного транзисторного ключа 7 определ етс  нагрузкой и5 of the base current rise process associated with the collector current (proportional current control). The collector current of the saturated transistor switch 7 is determined by the load and

0 его значение можно считать посто нным, т е. будет посто нным и ток во вторичной обмотке 10, складывающийс  из тока базы транзисторного ключа 7 и намагничивающего тока управл ющего трансформатора 8.0 its value can be considered constant, i.e. the current in the secondary winding 10, which is the sum of the base current of the transistor switch 7 and the magnetizing current of the control transformer 8, will be constant.

5 Из-за постепенного возрастани  намагничивающего тока происходит уменьшение базового тока (фиг Зв), который после перехода через нулевое значение становитс  обратным В результате транзисторный ключ5 Due to the gradual increase of the magnetizing current, the base current decreases (Fig Zv), which after reverse through the zero value becomes reverse. As a result, the transistor switch

0 7 в идет из насыщени  (перейдет в активный режим), напр жение на обмотках управл ющего трансформатора 8, а вместе с ним и напр жение на переходе база-эмиттер измен т пол рность и произойдет ип5 тенсивное запирание ключа (фиг. 36). Сразу же начинаетс  перемагничивание сердечников силового 1 и управл ющего 8 трансформаторов . Первый из них отдает накопленную энергию через обмотку 2 размагничивани  и диод 50 7 in goes from saturation (goes into active mode), the voltage on the windings of the control transformer 8, and with it the voltage on the base-emitter junction changes polarity and a key will be locked (Fig. 36). Immediately, the magnetization reversal of the cores of the power 1 and the control 8 transformers begins. The first of them gives the accumulated energy through the winding 2 demagnetization and diode 5

размагничивани  в нагрузку. Управл ющий трансформатор 8 перемагничиваетс  током, протекающим через дополнительный диод 12 от вторичной обмотки 10 (фиг. Зг).demagnetization of the load. The control transformer 8 is re-magnetized by the current flowing through the additional diode 12 from the secondary winding 10 (Fig. 3G).

Скорость спада базового тока транзисторного ключа 7 определ етс  индуктивностью намагничивающего контура управл ющего трансформатора 8. По этой причине врем  насыщенного состо ни  ключа будет зависеть от индуктивности намагничивающего контура, с уменьшением которой ток спадает резче и длительность интервала насыщени  сокращаетс . Регулирование интервала насыщенного состо ни  транзисторного ключа 7 осуществл етс  с помощью обмотки 11 под- магничивани , по которой протекает посто-  нный ток, измен ющий магнитную проницаемость сердечника и, как следствие , индуктивность намагничивающего контура управл ющего трансформатора 8. Така  регулировка позвол ет стабилизировать выходное напр жение преобразовател . Так, если это напр жение увеличилось, то возрастут напр жение на выходе измерительного усилител  15 и ток на выходе усилител  16, сильнее подмагничивающий сердечник управл ющего трансформатора 8. Произойдет уменьшение магнитной проницаемости сердечника и индуктивности намагничивающего контура, базовый ток будет спадать резче и интервал насыщенного состо ни  транзисторного ключа 7 сократитс . Длительность импульсов на обмотках силового трансформатора 1 уменьшитс  а выходное напр жение преобразовател  снизитс  до прежнего уровн .The decay rate of the base current of the transistor switch 7 is determined by the inductance of the magnetizing circuit of the control transformer 8. For this reason, the time the key is saturated will depend on the inductance of the magnetizing circuit, with decreasing which the current decreases more sharply and the duration of the saturation interval decreases. The saturation state of the transistor switch 7 is controlled by means of a magnetising winding 11, through which a direct current flows, changing the magnetic permeability of the core and, as a result, the magnetizing circuit inductance of the control transformer 8. converter voltage. So, if this voltage increased, the voltage at the output of measuring amplifier 15 and the current at output of amplifier 16 will increase, the magnetizing core of control transformer 8 is stronger than the magnetic permeability of the core and inductance of the magnetizing circuit will decrease, the base current will decrease more sharply and the saturation interval The state of transistor switch 7 is reduced. The duration of the pulses on the windings of the power transformer 1 decreases and the output voltage of the converter decreases to the same level.

Управл ющий трансформатор 8, выполненный на двух сердечниках 17, 18, позвол ет аналогичным образом осуществл ть стабилизацию выходного напр жени  путем подмагничивани  обоих сердечников с помощью полуобмотик 19 и 20.A control transformer 8, made on two cores 17, 18, makes it possible to similarly stabilize the output voltage by biasing both cores with the help of a half-wrap 19 and 20.

Таким образом, повышение надежности устройства достигаетс  путем упрощени  схемы (исключены интегрирующа  цепь, компаратор и коммутирующие транзисторы ), а также повышением помехоустойчивости , так как в устройстве отсутствует процесс компарировани  выходного напр жени , содержащего пульсации и помехи, с пилообразным напр жением, снимаемым с интегрирующей цепи. А при таком компарировании были возможны сбои в процессе коммутации транзисторного ключа, которые снижали надежность преобразовател . ВстречноеThus, improving the reliability of the device is achieved by simplifying the circuit (eliminating the integrating circuit, comparator, and switching transistors), as well as improving noise immunity, since the device does not have a process for comparing the output voltage containing pulsations and noise with sawtooth voltage removed from the integrating chains. And with such a comparing, failures were possible in the process of switching a transistor switch, which reduced the reliability of the converter. Counter

включение полуобмоток в обмотке подмагничивани  управл ющего трансформатора компенсирует переменные составл ющие напр жени  на этих полуобмотках и исключает проникновение помех из базовой цепиswitching on the half-windings in the biasing winding of the control transformer compensates for the variable components of the voltage on these half-windings and eliminates interference from the base circuit

Claims (2)

1.Однотактный преобразователь на- пр жени , содержащий силовой трансформатор с обмоткой размагничивани , соединенный с диодом размагничивани , и с первичной обмоткой, подключенной к входному фильтру чепез последовательно1. Single-phase voltage converter containing a power transformer with demagnetization winding connected to a demagnetization diode and with the primary winding connected to the input filter in series соединенные транзисторный ключ и первичную обмотку управл ющего трансформатора , вторична  обмотка которого соединена одним из выводов с базой транзисторного ключа, св занного своим эмиттером с анодом дополнительного диода, а вторична  обмотка силового трансформатора подключена через выпр митель и выходной фильтр к выходным выводам, к которым подсоединен вход измерительного усилител , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности устройства путем упрощени  схемы, преобразователь снабжен усилителем, соединенным своим входом с выходом измерительного усилител , аthe connected transistor switch and the primary winding of the control transformer, the secondary winding of which is connected by one of the leads to the base of the transistor switch connected by its emitter to the anode of the additional diode, and the secondary winding of the power transformer is connected through a rectifier and output filter to the output terminals to which is connected The input of the measuring amplifier, characterized in that, in order to increase the reliability of the device by simplifying the circuit, the converter is equipped with an amplifier connected by its input m with the output of the measuring amplifier, and выходом - с обмоткой подмагничивани  управл ющего трансформатора, вторична  обмотка которого другим выводом подключена к эмиттеру транзисторного ключа, база которого,  вл юща с  входом синхронизации , соединена с катодом дополнительного диода, причем обмотка размагничивани  силового трансформатора подключена через диод размагничивани  к выходным выводам встречно по отношению к вторичнойthe output is with a biasing winding of the control transformer, the secondary winding of which is connected to another emitter of a transistor switch, the base of which, being a synchronization input, is connected to the cathode of an additional diode, to secondary обмотке того же трансформатора.winding of the same transformer. 2.Преобразователь поп. 1, о т л и ч а- ю щ и и с   тем, что управл ющий трансформатор содержит два сердечника, на каждом2. Converter pop. 1, that is, with the fact that the control transformer contains two cores, each из которых расположены по одной полуобмотке ,  вл ющихс  при последовательном встречном соединении обмоткой подмагничивани , а первична  и вторична  обмотки  вл ютс  общими дл  обоих сердечников.of which are arranged along one semi-winding, which are connected in series with a parallel connection by a bias winding, and the primary and secondary windings are common to both cores. -bo-pY-ч-bo-pYh tie.tie. иand к транзисторнопу ключуto transistor key Фиг. 2FIG. 2 Ј±L / kЈ ± L / k 00 ztfjztfj AA 00
SU894767202A 1989-12-11 1989-12-11 Single-ended voltage converter SU1744775A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894767202A SU1744775A1 (en) 1989-12-11 1989-12-11 Single-ended voltage converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894767202A SU1744775A1 (en) 1989-12-11 1989-12-11 Single-ended voltage converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1744775A1 true SU1744775A1 (en) 1992-06-30

Family

ID=21483684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894767202A SU1744775A1 (en) 1989-12-11 1989-12-11 Single-ended voltage converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1744775A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1001368, кл. И 02 М 3/335, 1981. Ромаш Э. М. и др. Высокочастотные транзисторные преобразователи, М.: Радио и св зь, 1988, с. 146, р. 5.14. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1063170A (en) Converter utilizing leakage inductance to control energy flow and improve signal wave forms
US4829232A (en) Nonlinear resonant switch and converter
US4541039A (en) Magnetically modulated d-c to d-c forward converter power supply
SU1744775A1 (en) Single-ended voltage converter
JPS5944872B2 (en) power control circuit
RU2396686C2 (en) Stabilised voltage converter
SU1453385A1 (en) Gate-type d.c. voltage stabilizer
SU915742A1 (en) Full-wave voltage converter
SU1690147A1 (en) Self-excited oscillator
SU945854A1 (en) Switch-type stabilizer
SU1457114A1 (en) Single-end d.c. voltage converter
SU1557647A1 (en) Stabilizing dc voltage converter
SU1001394A2 (en) Inverter
JPS645992Y2 (en)
SU663041A1 (en) Stabilized converter
US4603307A (en) Inverter using current steering saturable inductors or diodes
SU1159129A1 (en) D.c.voltage converter
RU2013849C1 (en) Voltage converter
SU1152074A1 (en) Stabilized d.c. voltage converter
SU1417136A1 (en) D.c. voltage single-ended transistor converter
SU1309224A1 (en) Controlled transistor inverter
SU1352472A1 (en) Device for stabilizing load pulse current
RU1778892C (en) Ac voltage stabilising device
SU1541723A1 (en) Device for control of transistor power switch
SU951645A1 (en) Power switch amplifier