SU1749998A1

SU1749998A1 - Single-ended dc-to-dc converter

Info

Publication number: SU1749998A1
Application number: SU904860526A
Authority: SU
Inventors: Сергей Данилович Рудык; Александр Юрьевич Воробьев; Юрий Леонидович Шостко; Валерий Евгеньевич Турчанинов; Сергей Вячеславович Корнеев
Original assignee: Винницкое Производственное Объединение "Маяк"
Priority date: 1990-08-20
Filing date: 1990-08-20
Publication date: 1992-07-23

Abstract

Использование: при проектировании источников вторичного электропитани радиоэлектронной аппаратуры. Сущность изобретени : устр-во содержит управл емый ключ 3, через последовательно соединенные силовой дроссель 4 и первичную обмотку 2 трансформатора 1 подключенный к входному конденсатору 5, который соединен с входными выводами через токоогра- ничивающий резистор 15. При включении устройства ток зар да входного конденсатора 5 ограничен до безопасного значени . При выключении управл емого ключа 3 управл емый ключ 16 с самоблокировкой открытого состо ни отпираетс и шунтирует токоогра- ничивающий резистор 15, что исключает потери мощности в схеме. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.Usage: in the design of sources of secondary power electronic equipment. SUMMARY OF THE INVENTION: The device contains a control key 3, connected in series with a power choke 4 and the primary winding 2 of a transformer 1 connected to an input capacitor 5, which is connected to the input terminals through a current limiting resistor 15. When the device is switched on, the input capacitor charge current 5 is limited to a safe value. When the controlled key 3 is turned off, the controlled key 16 with a self-locking open state is unlocked and shunts the current-limiting resistor 15, which eliminates power losses in the circuit. 1 hp f-ly, 2 ill.

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры.The invention relates to electrical engineering and can be used in sources of secondary power supply of electronic equipment.

Известны преобразователи напряже- 5 ния, содержащие подключенный к входным выводам Г-образный RC-фйльтр, резистор которого шунтирован тиристором, конвертор, подключенный к выходу Г-образного RC-фильтра. 10Voltage converters 5 are known which comprise a L-shaped RC filter connected to input terminals, the resistor of which is shunted by a thyristor, and a converter connected to the output of the L-shaped RC filter. 10

Недостатком данных преобразователей является то, что для управления тиристором используется отдельная вспомогательная обмотка силового трансформатора преобразователя, вспомогательный выпрями- 15 тель, фильтр и токоограничивающий резистор. Это, наряду с усложнением конструкции преобразователя, ухудшает его надежность.The disadvantage of these converters is that a separate auxiliary winding of the power transformer of the converter, an auxiliary rectifier-15 tel, a filter and a current-limiting resistor are used to control the thyristor. This, along with the complexity of the design of the converter, impairs its reliability.

Наиболее близким по технической 20 сущности к предлагаемому является однотактный преобразователь' постоянного напряжения в постоянное, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого через последовательно соединенные управ- 25 ляемый ключ и силовой дроссель подключена к входному конденсатору, один вывод которого соединен с первым входным выводом, демпфирующая обмотка первым выводом подключена к точке соединения силового 30 дросселя с первичной обмоткой, а вторым к первому выводу диода, причем вторичная обмотка трансформатора подключена через выпрямитель и фильтр к выходным выводам, - . 35The closest in technical essence to the proposed one is a single-ended DC-to-DC converter containing a transformer, the primary winding of which is connected through a series-connected controlled key and a power inductor to an input capacitor, one terminal of which is connected to the first input terminal, a damping winding the first output is connected to the connection point of the power 30 inductor with the primary winding, and the second to the first output of the diode, and the secondary winding of the transformer through the rectifier and filter to the output terminals, -. 35

Недостатком известного технического решения является низкая надежность, обусловленная протеканием значительного зарядного тока (десятки-сотни ампер) входного конденсатора в момент подачи на- 40 пряжения питающей сети на входные выво. ды преобразователя, Это может привести к выходу из строя в момент запуска преобразователя как диодов входного выпрямителя, так и конденсатора входного фильтра, что 45 снижает надежность.A disadvantage of the known technical solution is the low reliability due to the flow of a significant charging current (tens or hundreds of amperes) of the input capacitor at the time of supplying 40 voltage of the supply network to the input outlets. of the converter, This can lead to failure at the moment of starting the converter of both the input rectifier diodes and the input filter capacitor, which 45 reduces reliability.

Кроме того, при использовании в известном техническом решении традиционной цепочки ограничения зарядного тока входного конденсатора низкая надежность пре- 50 образователя обусловлена большим числом дополнительных элементов указанной цепочки (вспомогательная обмотка трансформатора, вспомогательный выпрямитель, фильтр, токоограничивающий резистор). 55 Указанный недостаток обуславливает также ухудшение массогабаритных показателей преобразователя.In addition, when a conventional capacitor charging current limiting circuit is used in a known technical solution, the low reliability of the converter is caused by a large number of additional elements of the specified circuit (auxiliary transformer winding, auxiliary rectifier, filter, current-limiting resistor). 55 The specified disadvantage also leads to a deterioration in the overall dimensions of the converter.

Целью изобретения является повышение надежности путем ограничения бросков тока при включении.The aim of the invention is to increase reliability by limiting the inrush current at startup.

Поставленная цель достигается тем, что в однотактном преобразователе постоянного напряжения в постоянное, содержащем трансформатор, первичная обмотка которого через последовательно соединенные управляемый ключ и силовой дроссель подключена к входному конденсатору, один вывод которого соединен с первым входным выводом, демпфирующая обмотка первым выводом подключена к точке соединения силового дросселя с первичной обмоткой, а вторым - к первому выводу диода, вторичная обмотка трансформатора подключена через выпрямитель и фильтр к. выходным выводам, подключение входного конденсатора' к второму входному выводу ’осуществлено через введенный токоограничивающий резистор, шунтированный управляемым ключом с самоблокировкой открытого'состояния, управляющий электрод которого соединен с вторым выводом диода. В качестве управляемого ключа с самоблокировкой открытого состояния может быть использован тиристор.This goal is achieved by the fact that in a single-cycle DC-DC converter containing a transformer, the primary winding of which is connected through a series-connected controlled key and power inductor to the input capacitor, one terminal of which is connected to the first input terminal, the damping winding of the first terminal is connected to the connection point a power inductor with a primary winding, and the second to the first output of the diode, the secondary winding of the transformer is connected through a rectifier and a filter to. you odnym conclusions input capacitor connection "to the second input terminal 'inputted effected through a current limiting resistor, shunted by a key operated latching otkrytogo'sostoyaniya, a control electrode coupled to a second terminal of the diode. As a controlled key with self-locking open state, a thyristor can be used.

На фиг. 1 представлена электрическая схема однотактного преобразователя постоянного напряжения в постоянное; на фиг. 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие его работу.In FIG. 1 is an electrical diagram of a single-cycle DC-DC to DC converter; in FIG. 2 is a timing diagram illustrating its operation.

Однотактовый преобразователь постоянного напряжения в постоянное содержит трансформатор 1, первичная обмотка 2 которого через последовательно соединенные управляемый ключ 3 и силовой дроссель 4 подключена к входному конденсатору 5-, один вывод которого соединен с первым входным выводом 6, демпфирующая обмотка 7 первым выводом подключена к точке соединения силового дросселя 4 с первичной обмоткой 2, а вторым - к аноду диода 8, вторичная обмотка 9 трансформатора 1 подключена через выпрямитель 10 и фильтр 11 к выходным выводам 12 и 13. Подключение входного конденсатора 5 к Второму входному выводу 14 осуществлено через введенный токоограничивающий резистор 15, шунтированный управляемым ключом 16 с самоблокировкой открытого состояния, управляющий электрод которого соединен с катодом диода 8. Вход управляемого ключа 3 подключен к выходу устройства 17 управления.The single-cycle DC-DC to DC converter contains a transformer 1, the primary winding 2 of which is connected through a serially connected controlled key 3 and a power inductor 4 to the input capacitor 5-, one terminal of which is connected to the first input terminal 6, the damping winding 7 is connected to the connection point by the first output the power inductor 4 with the primary winding 2, and the second to the anode of the diode 8, the secondary winding 9 of the transformer 1 is connected through a rectifier 10 and a filter 11 to the output terminals 12 and 13. Connection input -stand capacitor 5 to the second input terminal 14 carried inputted through a current limiting resistor 15, shunted by a controlled key 16, latching the open state, the control electrode of which is connected to the cathode of the diode 8. Sign controllable switch 3 is connected to the exit control device 17.

В качестве управляемого ключа с самоблокировкой открытого состояния может быть использован тиристор.As a controlled key with self-locking open state, a thyristor can be used.

1749998 ' 61749998 '6

Однотактный преобразователь постоянного напряжения в постоянное работает следующим образом.A single-ended DC-DC Converter operates as follows.

При подаче входного напряжения на выводы 14 и 6 преобразователя входной конденсатор 5 заряжается через резистор 15, благодаря чему ток его заряда ограничен до безопасного значения как для входной сети, так и для элементов схемы преобразователя напряжения. После окончания заряда конденсатора 5 на управляемый ключ 3 подается сигнал управления от устройства 17 управления. При этом в цепи 5-4-2-3-5 протекает тока 1з (интервал времени tvta, фиг. 2). Напряжение с вторичной обмотки 9 трансформатора 1 через выпрямитель 10 и фильтр 11 поступает на выходные выводы преобразователя 12 и 13 и нагрузку R_H.When the input voltage is applied to the terminals 14 and 6 of the converter, the input capacitor 5 is charged through a resistor 15, so that its charge current is limited to a safe value both for the input network and for the elements of the voltage converter circuit. After the charge of the capacitor 5 is completed, a control signal from the control device 17 is supplied to the controlled key 3. In this case, a current of 1z flows in the circuit 5-4-2-3-5 (time interval tvta, Fig. 2). The voltage from the secondary winding 9 of the transformer 1 through the rectifier 10 and the filter 11 is supplied to the output terminals of the Converter 12 and 13 and the load R _H.

В момент времени t2 на силовой управляемый ключ 3 с выхода устройства 17 управления поступает запирающее напряжение, управляемый ключ 3 закрывается, полярность напряжения на всех обмотках трансформатора 1 и обмотке силового дросселя 4 изменяется на противоположную. По цепи 4-7-8-16-4 начинает протекать ток, открывающий управляемый ключ 16 с самоблокировкой открытого состояния (осциллограмма I уз1б, фиг. 2), который шунтирует резистор 15, исключая рассеиваемые в нем потери 30 мощности.At time t2, a locking voltage is supplied to the power controlled switch 3 from the output of the control device 17, the controlled switch 3 is closed, the voltage polarity on all windings of the transformer 1 and the winding of the power inductor 4 is reversed. Circuit 4-7-8-16-4 starts to flow, opening the controlled key 16 with self-locking open state (waveform I Uz1b, Fig. 2), which shunts the resistor 15, excluding power losses 30 dissipated in it.

В момент времени гз на вход управляемого ключа 3 с выхода устройства 17 управления поступает открывающее напряжение и все процессы повторяются.At time tz, an opening voltage is supplied to the input of the controlled key 3 from the output of the control device 17 and all processes are repeated.

Claims

5 claims

1 . A single-ended DC-DC to DC converter containing a transformer, the primary winding of which is connected in series through a controlled key and a power inductor to an input capacitor, one terminal of which is connected to a first input terminal, and the damping winding is connected to the connection point 15 of the power inductor with the primary winding, and the second to the first output of the diode, the secondary winding of the transformer is connected through a rectifier filter to the output terminals, characterized in that From 20 to improve the reliability by limiting the inrush current when switched on, connecting the input capacitor to the second input terminal inputted through effected tokoogranichivayuschyy resistor 25 shunted key latching open state, the control electrode of which is connected to a second terminal of the diode. .y. :

2. The converter according to claim 1, which is related to the fact that a thyristor is used as a controlled key.

t s I [I I I

Ί