SU1755354A1 - Voltage converter - Google Patents

Voltage converter Download PDF

Info

Publication number
SU1755354A1
SU1755354A1 SU904843575A SU4843575A SU1755354A1 SU 1755354 A1 SU1755354 A1 SU 1755354A1 SU 904843575 A SU904843575 A SU 904843575A SU 4843575 A SU4843575 A SU 4843575A SU 1755354 A1 SU1755354 A1 SU 1755354A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
voltage
transformer
winding
Prior art date
Application number
SU904843575A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Васильевич Афанасенко
Сергей Павлович Безуглов
Федор Федорович Котченко
Александр Михайлович Аксенов
Николай Федорович Сыцевич
Original Assignee
Специальное Конструкторское Бюро Производственного Объединения "Трансавтоматика" Кабардино-Балкарского Территориального Объединения Автомобильного Транспорта
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 Специальное Конструкторское Бюро Производственного Объединения "Трансавтоматика" Кабардино-Балкарского Территориального Объединения Автомобильного Транспорта filed Critical Специальное Конструкторское Бюро Производственного Объединения "Трансавтоматика" Кабардино-Балкарского Территориального Объединения Автомобильного Транспорта
Priority to SU904843575A priority Critical patent/SU1755354A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1755354A1 publication Critical patent/SU1755354A1/en

Links

Abstract

Использование: вторичные источники электропитани . Сущность изобретени : устройство содержит транзисторную  чейку, систему управлени , в которую входит блок формировани  импульсов запуска, синхронизированный широтно-импульсный модул тор с двум  управл ющими входами, синхронизирующий генератор, управл емый ключевой элемент и блок принудитель- жэгб saWnpaHliWr e fll li и работающие таким образом, что длительность выходного трансформатора при посто нной частоте повторени  обратно пропорциональна величине входного нестабилизированного напр жени  посто нного тока. Возможность регулировани  выходного напр жени  обеспечиваетс  тем, что с помощью широтно-импульсного модул тора анализируетс  амплитуда импульсов на дополнительной обмотке выходного трансформатора , преобразуетс  в линейно-измен ющеес  напр жение и сравниваетс  с опорным, задаваемым регулируемым источником посто нного напр жени , и в момент их равенства выдаетс  сигнал в блок принудительного запирани , который принудительно запирает силовыё транзмсторы инверторной  чейки и управл емый ключевой элемент до прихода сигнала с блока формировани  импульсов запуска. 2 з.п. ф- лы93 ил. ЁUse: secondary power supply. SUMMARY OF THE INVENTION: The device comprises a transistor cell, a control system that includes a trigger pulse shaping unit, a synchronized pulse width modulator with two control inputs, a synchronization generator, a controlled key element, and a saWnpaHliWr e fll li forced gag unit Thus, the duration of the output transformer at a constant repetition frequency is inversely proportional to the value of the input unstabilized DC voltage. The ability to control the output voltage is ensured by using a pulse width modulator to analyze the amplitude of the pulses on the additional winding of the output transformer, convert it to a linearly varying voltage, and compare it with the reference voltage set by the adjustable constant voltage source and at equality signal is given to the forced locking unit, which forcibly locks the power transistors of the inverter cell and controls the key element before the signal arrives pulse generating unit starts. 2 hp f-ly93 ill. Yo

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках электропитани  средств автома - тики, телемеханики и вычислительной техники и в устройствах отображений 4 информации, в которых требуетс  преобразование посто нного напр жени  и гальванического разделени  входных и выходных цепей.The invention relates to electrical engineering and can be used in secondary power sources of automation, telemechanics and computer equipment and information display devices 4, which require conversion of constant voltage and galvanic separation of input and output circuits.

Известен преобразователь напр жени  дл  устройств отображени  информации, содержащий бестрансформаторный сетевой выпр митель, емкостной фильтр, регулируемый преобразователь напр жени  и устройство управлени , выполненное в виде платы ШИМ (широтно-импульсного модул тора ).A voltage converter for information display devices is known, comprising a transformerless network rectifier, a capacitive filter, an adjustable voltage converter and a control device made in the form of a PWM (pulse width modulator) card.

Недостатками этого преобразовател   вл ютс  отсутствие возможности компенсаций нйзкоч ст ных гг ьйцйй1и поэтому больша  их величина по сравнению с пульсаци ми на удвоенной частоте переключени ; не обеспечиваетс  стабилизаци  вольтсекунднрй площади импульсов выходного трансформатора и соответственно не обеспечиваетс  инвариантность выходногоThe disadvantages of this converter are the inability to compensate for low-frequency oscillations and, therefore, their magnitude is greater compared to pulsations at twice the switching frequency; the stabilization of the voltsecond of the pulse area of the output transformer is not ensured and, accordingly, the invariance of the output

ч ел ел со ел Ььhe ate the food

напр жени  преобразовател  к изменени м входного напр жени  при его работе в режиме конвертора: дл  управлени  силовыми ключами в схеме управлени  необходимо напр жение формы Меандра: относительно большие затраты мощности от вспомогательного источника питани  на управление транзисторами инверторной  чейки. л converter voltage to input voltage changes during its operation in converter mode: to control the power switches in the control circuit, the voltage of the Meander form is necessary: relatively large power consumption from the auxiliary power source to control the inverter cell transistors. l

Наиболее близким по технической сущ- ности  вл етс  преобразователь напр жени , содержащий инверторную  чейку с выходным трансформатором, первична  обмотка которого выполнена со средней точкой дл  подключени  выводе питани , вторична  обмотка подсоединена к выходным выводам, переключающий трансформатор , первична  обмотка которого через управл емый ключевой элемент соединена с одной из обмоток выходного трансформа- тора, а вторичные обмотки через базовые резисторы подключены к входам силовых транзисторов инверторной  чейки, синхронизирующий генератор с однопол рными короткими пр моугольными импульсами на выходе, вторична  обмотка трансформатора которого подключена к входу блока принудительного запирани  с однопол рными запирающими импульсами по каждому выходу подключенному к входу соответствую- щего силового транзистора инверторной  чейки, причем выходной трансформатор выполнен с регулируемым немагнитным зазором , а переключающий трансформатор выполнен так, чтобы приращение индукции в его магнитопроводе было меньше его индукции насыщени .The closest in technical essence is a voltage converter containing an inverter cell with an output transformer, the primary winding of which is made with a midpoint for connecting the output terminal, the secondary winding is connected to the output terminals, a switching transformer whose primary winding through a controllable key element connected to one of the windings of the output transformer, and the secondary windings through the base resistors are connected to the inputs of the power transistors of the inverter cell, an oning generator with unipolar short rectangular pulses at the output, the secondary winding of which is connected to the input of the forced locking unit with unipolar locking pulses at each output connected to the input of the corresponding power transistor of the inverter cell, and the output transformer is made with an adjustable nonmagnetic gap, and the switching transformer is designed so that the induction increment in its magnetic core is less than its saturation induction.

Недостатками этого преобразовател   вл ютс  отсутствие возможности регулировани  выходного напр жени ; зависи- мость длительности импульса выходного трансформатора от величины тока нагрузки из-за начала блокинг-процесса при увеличении нагрузки; отсутствие возможности ком пенсации низкочастотных пульсаций; не обеспечиваетс  стабилизаци  вольтсекунд- ной площади импульсов выходного трансформатора и соответственно нет инвариантности выходного напр жени  к изменени м входного в случае кспользова- ни  преобразовател  в режиме конвертора; ограниченность передаваемой в нагрузку мощности из-за наличи  немагнитного зазора в магнитопроводе выходного трансформатораThe disadvantages of this converter are the inability to control the output voltage; the dependence of the pulse duration of the output transformer on the magnitude of the load current due to the beginning of the blocking process with increasing load; the inability to compensate for low-frequency pulsations; the volt-second pulse area of the output transformer is not stabilized and, accordingly, there is no invariance of the output voltage to changes in the input voltage in case of using the converter in converter mode; limited power transferred to the load due to the presence of a non-magnetic gap in the output transformer magnetic core

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей путем обеспечени  регулировани  выходного напр жени The purpose of the invention is to expand the functionality by providing output voltage regulation.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в него дополнительно введены блок формировани  импульсов запуска инверторной  чейки с однопол рными короткими пр моугольными импульсами на его парафазных выходах, выпр митель обратной св зи, синхронизированный широтно-импульсный модул тор, выполненный с первым и вторым управл ющими входами и входом синхронизации , а также регулируемый источник посто нного напр жени , дополнительна  обмотка в выходном трансформаторе , дополнительна  обмотка с отводом от средней точки в переключающем транс- Форматоре, дополнительный выход в блоке принудительного запирани , при этом синхронизированный широтно-импульсный модул тор соединен первым управл ющим входом через выпр митель обратной св зи с дополнительной обмоткой выходного трансформатора, вторым управл ющим входом - с выходом регулируемого источника посто нного напр жени , входом синхронизации-свыходом синхрони ирующего генератора, выходом - с входом блока принудительного запирани , дополнительный выход которого подключен к входу управл емого ключевого элемента, выход синхронизирующего генератора соединен также с входом блока формировани  импульсов запуска инверторной  чейки, к парафазным выходам которого подключена дополнительна  обмотка переключающего трансформатора.The goal is achieved by additionally introducing a pulse shaping unit for an inverter cell with unipolar short rectangular pulses at its paraphase outputs, a feedback rectifier, a synchronized pulse-width modulator, made with the first and second control inputs and synchronization input, as well as an adjustable source of direct voltage, additional winding in the output transformer, additional winding with a diversion from the midpoint in the switching trans-F The auxiliary output in the forced locking unit, wherein the synchronized pulse-width modulator is connected to the first control input via a feedback rectifier with the auxiliary winding of the output transformer, and the second control input to the output of a controlled constant-voltage source, the synchronization input - output of the synchronizing generator, output - with the input of the forced locking unit, the additional output of which is connected to the input of the controlled key element, output of sync oniziruyuschego generator is also connected to the input of a pulse forming trigger inverter unit cell to paraphase output of which is connected an additional winding of the switching transformer.

Введена также цепь отрицательной обратной св зи, входомтюдключенна  к выходу LCD - фильтра, а выходом - к входу управлени  регулируемого источника посто нного напр жени .A negative feedback circuit is also introduced, the input is connected to the LCD output of the filter, and the output to the control input of an adjustable constant voltage source.

Сравнение за вл емого технического решени  с аналогами и прототипом показывает , что в аналогах используютс  традици- онные принципы конвертировани  напр жени , при которых инверторна   чейка служит усилителем мощности с внешним возбуждением и дл  стабилизации выходного напр жени  вводитс  обща  отрицательна  обратна  св зь В прототипе используетс  управл емый блокинг - процесс без регулировани  длительности импульсов выходного трансформатора с фиксированной паузой на нуле, но нет возможности регулировани  выходного напр жени  в самом преобразователе.Comparison of the proposed technical solution with the analogs and the prototype shows that the analogs use the traditional principles of voltage conversion, in which the inverter cell serves as an external excitation power amplifier and the general negative feedback is introduced in the prototype to control the output voltage. blocking is a process without adjusting the pulse duration of the output transformer with a fixed pause at zero, but there is no possibility of adjusting the output voltage in the converter.

В изобретении используетс  несколько иной принцип преобразовани  и стабилизации напр жени , а именно стабилизируетс  вольтсекундна  площадь импульсов путем изменени  их длительность в обратно пропорциональной зависимости от входного напр жени , а пауза между импульсами измен етс  в пр мо пропорциональной завиThe invention uses a slightly different principle of voltage conversion and stabilization, namely, the volt-second pulse area is stabilized by changing their duration in inversely proportional to the input voltage, and the pause between the pulses varies in direct proportion to

симости от входного напр жени , регулирование выходного напр жени  осуществл етс  за счет изменени  длительности импульсов. Достигаетс  это с помощью полностью управл емого блокинг-процес еа при формировании импульса и паузы между импульсами, применение которого, во-первых , позвол ет использовать энергию дл  управлени  транзисторами инверторной  чейки в основном от самой инверторной  чейки и, во-вторых, способствует уменьшению длительности фронтов при коммутации транзисторов инверторной  чейки, что способствует уменьшению динамических потерь на этих транзисторахFrom the input voltage, the output voltage is controlled by varying the pulse duration. This is achieved by using a fully controlled blocking process during the formation of a pulse and a pause between pulses, the use of which, firstly, allows using energy to control the inverter cell transistors mainly from the inverter cell itself and, secondly, helps to reduce the duration of the fronts when switching transistors of the inverter cell, which helps to reduce the dynamic losses on these transistors

На фиг.1 изображена блок-схема устройства: на фиг.2 и 3 - временные диаграммы напр жений на его элементах.Fig. 1 shows a block diagram of the device: Figures 2 and 3 show timing diagrams of voltages on its elements.

Преобразователь напр жени  (фиг.1) содержит четыре силовых транзистора 1,2, 3, 4, эмиттеры транзисторов 2 и 4 объединены и соединены с общей шиной преобразовател , а эмиттеры транзисторов 1 и 3 соединены соответственно с коллекторами транзисторов 2 и 4 К точкам соединени  транзисторов 1,2 и 3, 4 подключены выводы первичной обмотки 5 выходного трансформатора 6. Коллекторы транзисторов 1 и 3 объединены и подключены к плюсовому выводу источника питани  7 посто нного TOka, например, бестрансформаторного выпр мител , а минусовой вывод этого источника соединен с общей шиной преобразовател  напр жени . Вторична  обмотка 8 выходного трансформатора 6 соединена с нагрузкой 9 через блок выпр мител  10 и LCD-фильтр 11./The voltage converter (Fig. 1) contains four power transistors 1,2, 3, 4, the emitters of transistors 2 and 4 are connected and connected to the common bus of the converter, and the emitters of transistors 1 and 3 are connected to the collectors of transistors 2 and 4, respectively. transistors 1, 2 and 3, 4 are connected to the primary winding 5 of the output transformer 6. The collectors of transistors 1 and 3 are combined and connected to the positive terminal of the power source 7 of the constant TOka, for example, a transformerless rectifier, and the negative terminal of this source Inonii common bus voltage converter. The secondary winding 8 of the output transformer 6 is connected to the load 9 via the rectifier unit 10 and the LCD filter 11./

Кроме того, устройство содержит цепь положительной обратной св зи, включенную параллельно обмотке 12 выходного трансформатора 6 и состо щую из последовательно соединенных управл емого ключевого элемента 13 и первичной обмотки 14 переключающего трансформатора 15, вторичные обмотки 16, 17, 18 и 19 которого подключены через базовые резисторы 20, 21, 22 и 23 к переходам база - эмиттер силовых транзисторов 1, 2, 3 и 4. Вторична  обмотка 24 с отводом от средней точки переключающего трансформатора 15 соеди- нена с выходами блока формировани  импульсов запуска 25 с однопол рными короткими пр моугольными импульсами на его парафазных выходах, вход которого подключен к синхронизирующему генера- тору 26 с однопол рными короткими пр моугольными импульсами на выходе. К нему подключен также вход синхронизации 27 синхронизированного широтно-импульсно- го модул тора 28. у которого первый управл ющий вход 29 через выпр митель обратной св зи 30 соединен с обмоткой 31 выходного трансформатора 6. Второй управл ющий вход 32 соединен с выходом регулируемого источника посто нного напр жени  33, а выход подключен к входу блока принудительного запирани  34 с однопол рными запирающими импульсами по выходам. Выходы 35, 36, 37, 38 подсоединены к переходам база-эмиттер силовых транзисторов 1,2,3,4 соответственно. Выход 39 блока принудительного запирани  34 соединен с входом управл емого ключевого элемента 13In addition, the device contains a positive feedback circuit connected in parallel to the winding 12 of the output transformer 6 and consisting of a series-connected controlled key element 13 and the primary winding 14 of the switching transformer 15, the secondary windings 16, 17, 18 and 19 of which are connected via basic resistors 20, 21, 22 and 23 to the base-to-emitter junctions of power transistors 1, 2, 3 and 4. A secondary winding 24 with a tap from the midpoint of the switching transformer 15 is connected to the outputs of the starting pulse shaping unit 2 5 with unipolar short rectangular pulses at its paraphase outputs, the input of which is connected to a synchronizing generator 26 with unipolar short rectangular pulses at the output. A synchronization input 27 of a synchronized pulse-width modulator 28 is also connected to it. The first control input 29 via the feedback rectifier 30 is connected to the winding 31 of the output transformer 6. The second control input 32 is connected to the output of a controlled constant source. This voltage is 33, and the output is connected to the input of the forced locking unit 34 with unipolar locking pulses at the outputs. The outputs 35, 36, 37, 38 are connected to the base-emitter junctions of the power transistors 1,2,3,4, respectively. The output 39 of the forced locking unit 34 is connected to the input of the controlled key element 13

Устройство также содержит цепь общей отрицательной обратной св зи 41, показанную на фиг.1 пунктиром и подключенную входом к выходу LCD-фильтра 11, а выходом соединенную с входом управлени  регулируемого источника посто нного напр жени  33.The device also contains a common negative feedback circuit 41, shown in dotted line in FIG. 1 and connected via an input to the output of the LCD filter 11, and an output connected to the control input of an adjustable constant voltage source 33.

Синхронизирующий генератор 26, блок принудительного запирани  34, блок формировани  импульсов запуска 25, регулируемый источник посто нного напр жени  33 и цепь отрицательной обратной св зи 41 подключены по питанию к вспомогательному источнику питани  40.The synchronization generator 26, the forced locking unit 34, the trigger pulse shaping unit 25, the adjustable DC voltage source 33 and the negative feedback circuit 41 are connected to the auxiliary power supply 40 via power supply.

В устройстве может быть включен измерительный трансформатор 42, показанный на фиг.1 пунктиром, включенный входом к выводам вторичной обмотки 8 выходного трансформатора 6, а выходом - к входу выпр мител  обратной св зи 30 При подключении измерительного трансформатора 42 выпр митель обратной св зи 30 должен быть отключен от вторичной обмотки 31 выходного трансформатора 6.The device can include a measuring transformer 42, shown in dotted line in Fig. 1, connected by the input to the terminals of the secondary winding 8 of the output transformer 6, and the output to the input of the feedback rectifier 30. When connecting the measuring transformer 42, the feedback rectifier 30 must be disconnected from the secondary winding 31 of the output transformer 6.

В режиме конвертора в разомкнутой цепью отрицательной обратной св зи устройство работает следующим образомIn the converter mode in the open circuit of negative feedback, the device operates as follows

При включении первичного источника электроэнергии, например, сети переменного тока, питающее напр жение С источника 7 посто нного тока (U на фиг 2а) поступает на инверторную  чейку выполненную на силовых транзисторах 1, 2, 3, 4. С вспомогательного источника питани  40 подаетс  питающее напр жение (LMo на фиг.2а) на синхронизирующий генератор 26, блок формировани  импульсов запуска 25, блок принудительного запирани  34 и регулируемый источник посто нного напр жени  33.When the primary source of electricity is switched on, for example, an AC network, the supply voltage C of the direct current source 7 (U in Fig. 2a) is fed to an inverter cell made on power transistors 1, 2, 3, 4. Auxiliary power supply 40 is supplied from the auxiliary power source 40. voltage (LMo in Fig. 2a) to the synchronization generator 26, the trigger pulse shaping unit 25, the forced locking unit 34 and the adjustable source of constant voltage 33.

Синхронизирующий генератор 26 формирует пр моугольное импульсное напр жение малой скважности Ucxi (фиг.2б) По фронту импульса Ucxi синхронизирующего генератора 26 блок формировани  импульсов запуска 25 формирует импульсы запускаThe synchronization generator 26 forms a rectangular pulse voltage of a small duty cycle Ucxi (Fig. 2b). On the front of the pulse Ucxi of the synchronization generator 26, the block of formation of starting pulses 25 generates the starting pulses.

Dai и U32 (фиг 2в и г), подаваемые с помощью обмоток 24, 16 и 18 переключающего трансформатора 15 на базы соответственно транзисторов 3 и 2 через резисторы 21, 22, а с помощью обмоток 24, 17 и 19 - на базы соответственно транзисторов 1 и 4 через резисторы 20 и 23. Очевидно, что при подаче на базы транзисторов 2 и 3 открывающих импульсов, на базы транзисторов 1 и 4 поступают запирающие импульсы и наоборот (фиг. 2 в и г).Dai and U32 (Figs 2c and d) supplied via the windings 24, 16 and 18 of the switching transformer 15 to the bases of the transistors 3 and 2, respectively, through resistors 21, 22, and using the windings 24, 17 and 19 to the bases of the transistors 1, respectively and 4 through resistors 20 and 23. Obviously, when applying to the bases of transistors 2 and 3, opening pulses, the bases of transistors 1 and 4 receive locking pulses and vice versa (Fig. 2c and d).

Пусть в момент времени to блок формировани  импульсов запуска 25 формирует запускающий импульс Usi (фиг.2в), который подаетс  на базы силовых транзисторов 1 и 4, блок принудительного запирани  34 снимает запирающий сигнал по выходам 35 и 37 с баз этих транзисторов и по выходу 39 - с управл ющего входа управл емого ключевого элемента 13, которые благодар  этому наход тс  в провод щем состо нии (фиг.2д). Так как в момент времени to потенциалы 11кэ1 и 1)кэ4 на транзисторах 1 и 4 понижаютс , то по цепи: плюсовой вывод источника 7 посто нного тока, переход коллектор-эмиттер транзистора 1, первична  обмотка 5 выходного трансформатора 6, переход коллектор-эмиттер транзистора 4, обща  шина, минусовой вывод источника 7 посто нного тока, начинает протекать ток. Вследствие этого в обмотке 12 выходного трансформатора 6 наводитс  ЭДС, котора  вызывает ток в цепи: обмотка 12 выходного трансформатора б, управл емый ключевой элемент 13 (так как он открыт), первична  обмотка 14 переключающего трансформатора 15. Этот ток наводит в обмотках 17 и 19 ЭДС такой пол рности, котора  способствует поддержанию открытого состо ни  транзисторов 1 и 4 (lion и Т4 на фиг.2в); на обмотках 16 и 18 - ЭДС, способствующа  запиранию транзисторов 2 и 3. В это же врем  на обмотке 31 выходного трансформатора 6 наводитс  ЭДС, пропорциональна  разностному напр жению между напр жением источника 7 посто нного тока и падени ми напр жени  на открытых транзисторах 1 и 4, котора  через выпр митель обратной св зи 30 (Uyi на фиг. 2е) подаетс  на первый управл ющий вход 29 синхронизированного широтно-импульсного модул тора 28, по которому формируетс  или регулируетс  наклон линейно измен ющегос  напр жени , На его вход синхронизации 27 от синхронизирующего генератора 26 подаетс  запирающий импульс Ucx2 (фиг.2ж), которым задаетс  момент начала формировани  линейно измен ющегос  напр жени , вс кий раз измен ющегос  от напр жени , близкого к нулевому,At the time point to, the start-up pulse shaping unit 25 generates a triggering pulse Usi (Fig. 2c), which is fed to the bases of the power transistors 1 and 4, the forced lock-up unit 34 removes the blocking signal at the outputs 35 and 37 from the bases of these transistors and at output 39 - from the control input of the controlled key element 13, which thereby are in a conducting state (Fig. 2e). Since at the moment of time to, the potentials 11ke1 and 1) ke4 on transistors 1 and 4 are reduced, the following circuit: the positive output of the DC source 7, the collector-emitter junction of transistor 1, the output winding 5 of the output transformer 6, the junction collector-emitter junction of the transistor 4, the common bus, the negative terminal of the direct current source 7, begins to flow. As a consequence, an emf is induced in the winding 12 of the output transformer 6, which causes a current in the circuit: the winding 12 of the output transformer b, controlled by the key element 13 (as it is open), the primary winding 14 of the switching transformer 15. This current induces in the windings 17 and 19 EMF of such a polarity, which contributes to maintaining the open state of transistors 1 and 4 (lion and T4 in figv); on windings 16 and 18, an electromotive force (EMF) contributing to the locking of transistors 2 and 3. At the same time, an electromotive voltage is induced on the winding 31 of the output transformer 6, proportional to the difference voltage between the direct current source 7 and the voltage drops on open transistors 1 and 4, which is fed through the feedback rectifier 30 (Uyi in Fig. 2e) to the first control input 29 of the synchronized pulse width modulator 28, through which the ramp voltage is generated or controlled, to its synchronization input 27 fromsynchronizing generator 26, a locking impulse Ucx2 is applied (Fig. 2g), which is used to set the instant of the onset of the formation of a linearly varying voltage, each time varying from a voltage close to zero,

На второй управл ющий вход 32 синхронизированного широтно-импульсного модул тора 28 от регулируемого источника 33 посто нного напр жени  подаетс  посто нный уровень напр жени  Uy2 (фиг.2з),  вл ющийс  порогом сравнени  дл  линейно измен ющегос  напр жени , по достижении которого выходной сигнал синхронизированного широтно-импульсно0 го модул тора 28 скачкообразно измен етс .The second control input 32 of the synchronized pulse width modulator 28 from the adjustable constant voltage source 33 supplies a constant voltage level Uy2 (FIG. 2h), which is the comparison threshold for the linearly varying voltage, upon reaching which the output signal synchronized pulse width modulator 28 spasmodically varies.

Таким образом, в зависимости от напр жений Uyi и Ку2, синхронизированный ши- ротно-импульсный модул тор 28 формируетThus, depending on the voltages Uyi and Ku2, the synchronized pulse width modulator 28 forms

5 временной интервал t0-ti, в течение которого на его выходе устанавливаетс  высокий потенциал (фиг.2и). В момент времени ti, когда на выходе синхронизированного широтно-импульсного модул тора 28 устанав0 ливаетс  низкий потенциал, блок принудительного запирани  34 формирует запирающие сигналы на выходах 35, 36, 37, 38 (Ue и и Т4 на фиг.2в и 1)бТ2 и тз на фиг.2г) и на выходе 39. Последний закрываетуправ5 л емый ключевой элемент 13, на котором выдел етс  ЭДС самоиндукции обмотки 12 выходного трансформатора 6 (интервал ti-t2 на фиг.2д). Благодар  этому транзисторы 1, 2, 3 и 4 закрыты и по первичной обмотке 55, the time interval t0-ti, during which a high potential is established at its output (Fig. 2i). At time ti, when a low potential is set at the output of the synchronized pulse-width modulator 28, the forced locking unit 34 generates locking signals at the outputs 35, 36, 37, 38 (Ue and and T4 in Fig. 2b and 1) bT2 and 3) and output 39. The latter closes the controllable key element 13, on which the self-induced EMF of the winding 12 of the output transformer 6 is released (interval ti-t2 in Fig. 2d). Due to this, the transistors 1, 2, 3 and 4 are closed and on the primary winding 5

0 выходного трансформатора 6 ток не протекает . Так как в интервале времени t0-ti транзисторы 1 и 4 открыты, то по первичной обмотке 5 выходного трансформатора 6 протекает ток, который наводит в обмотке 80 output transformer 6, the current is not leaking. Since in the time interval t0-ti transistors 1 and 4 are open, a current flows through the primary winding 5 of the output transformer 6, which induces a winding 8

5 ЭДС UH, вызывающую ток в нагрузке 9 через блок выпр млени  10 и LCD-фильтр 11.5 EMF UH causing current in load 9 through rectifier 10 and LCD filter 11.

Пусть в момент времени t2 блок формировани  импульсов запуска 25 формирует запускающий импульс 11з2, а блок принуди0 тельного запирани  34 снимает запирающий сигнал по выходам 36 и 38 с баз этих транзисторов и по выходу 39 - с управл емого ключевого элемента 13, которые благодар  этому наход тс  в провод щемLet at time point t2, the trigger pulse shaping unit 25 generates the trigger pulse 11З2, and the forced lock block 34 removes the blocking signal at the outputs 36 and 38 from the bases of these transistors and at output 39 from the controlled key element 13, thereby in conducting

5 состо нии (фиг.2д) - дл  управл емого ключевого элемента 13). Так как в момент времени t2 потенциал на коллекторах транзисторов 2 и 3 понижаетс , то по цепи: плюсовой вывод источника 7 посто нного5 state (fig.2d) - for controlled key element 13). Since at the time t2 the potential at the collectors of transistors 2 and 3 decreases, then along the circuit: the positive output of the source 7 of the constant

0 тока, переход коллектор-эмиттер транзистора 3, первична  обмотка 5 выходного трансформатора 6, переход коллектор-эмиттер транзистора 2, обща  шина, минусовой вывод источника 7 посто нного тока, начинает0 current, the collector-emitter junction of the transistor 3, the primary winding 5 of the output transformer 6, the collector emitter junction of the transistor 2, the common bus, minus output of the DC source 7, begins

5 протекать ток в направлении, противоположном направлению этого тока в момент времени То. Вследствие этого в обмотке 12 трансформатора 6 наводитс  ЭДС, котора  вызывает ток в цепи: обмотка 12 выходного трансформатора 6, управл емый ключевой5 to flow a current in the direction opposite to the direction of this current at the moment of time That. As a result, an electromotive force is induced in the winding 12 of the transformer 6, which causes a current in the circuit: the winding 12 of the output transformer 6 is controlled by a key

элемент 13 (так как он Открыт в этот момент времени), первична  обмотка 14 переключа- ющеготрансформатора 15, обмотка 12. Этот ток наводит в обмотках 16 и 18 ЭДС такой пол рности, котора  способствует поддержанию открытого состо ни  транзисторов 2 и 3,element 13 (since it is open at this point in time), the primary winding 14 of the switching transformer 15, winding 12. This current induces in the windings 16 and 18 an emf of such polarity that contributes to maintaining the open state of transistors 2 and 3,

В момент времени t2 на обмотке 31 вьР ходного трансформатора 6 также наводитс  ЭДС, котора  через выпр митель 30 (Uyi на фиг.2е) подаетс  на первый управл ющий вход 29 синхронизированного широтно-им- пульсного модул тора 28, у которого на вход синхронизации 27 подаетс  запирающий импульс Усхг (фиг.2ж) с синхронизирующего генератора 26 На втором управл ющем входе 32, как и в предыдущем случае, устанавливаетс  посто нный уровень напр жени  1)у2 -с помощью регулируемого источника 33 посто нного напр жени  (фиг.2з) Так же, как и в интервале времени t0-t2. в зависимости от напр жений Uyi и Uy,: синхронизированный широтно-импульсн ый модул тор 28 формирует временной интервал t2-t3. в течение которого на его выходе устанавливаетс  и поддерживаетс  высокий потенциал (фиг 2и) В момент времени 1з блок принудительного запирани  34 формирует запирающие сигналы на базах транзисторов 2 и 3 (U6T2 и тз на фиг.2г) и на выходе 39, которые закрывают управлйё- мый ключевой элемент 13, разрыва  тем самым цепь положительной обратной св зи и на нем выдел етс  ЭДС самоиндукции обмотки 12 выходного трансформатора 6 (фиг.2д). Так как в интервале времени t2-t3 по первичной обмотке 5 выходного трансформатора 6 протекает ток, то он наводит ЭДС UH во вторичной обмотке 8 этого трансформатора (фиг.2к), передава  энергию от источника 7 посто нного тока в нагрузку 9 через выпр митель 10 и LCD-фильтр 11. В моменты времени т.4 и te вновь формируютс  импульсы запуска и 11з2 соответственно и описанные процессы повтор ютс .At time t2, an electromotive voltage (EMF) is induced on the winding 31 of the forward transformer 6, which is fed through the rectifier 30 (Uyi in FIG. 2e) to the first control input 29 of the synchronized pulse-width modulator 28, which has a synchronizing input 27 A shut-off pulse, Ushg (Fig. 2g), is supplied from the clock generator 26. At the second control input 32, as in the previous case, a constant voltage level 1) v2 is set using an adjustable constant voltage source 33 (Fig. 2h) The same as in the time interval t0-t2. depending on voltages Uyi and Uy,: synchronized pulse width modulator 28 forms the time interval t2-t3. during which a high potential is established and maintained at its output (FIG. 2i) At time point 1c, the forced locking unit 34 generates locking signals at the bases of transistors 2 and 3 (U6T2 and mh in FIG. 2d) and at output 39, which close the control This is the key element 13, thereby breaking the positive feedback circuit and a self-induced EMF of the winding 12 of the output transformer 6 is released on it (fig.2d). Since in the time interval t2-t3 a current flows through the primary winding 5 of the output transformer 6, it induces an emf of UH in the secondary winding 8 of this transformer (Fig. 2k), transferring energy from the source 7 of direct current to the load 9 through the rectifier 10 and an LCD filter 11. At time points of step 4 and te, the start-up and 11z2 pulses are again formed, respectively, and the described processes are repeated.

Стабилизирующее регулирование по входному напр жению в устройстве, работающем в режиме конвертора с разомкнутой цепью отрицательной обратной св зи, осуществл етс  следующим образомThe stabilizing input voltage regulation in a device operating in a converter with an open-circuit negative feedback circuit is performed as follows.

При включении первичного источника электроэнергии, например, сети переменного тока, нестабилизированное питающее напр жение с источника 7 посто нного тока (U на фиг.За) поступает на инверторную  чейку, выполненную на транзисторах 1, 2, 3, 4. С вспомогательного источника питани  40 стабилизированное питающее напр жение (LUo на фиг.За) подаетс  на синхронизирующий генератор 26 блок формировани When the primary source of electricity is switched on, for example, an AC network, the unstabilized supply voltage from the DC source 7 (U in FIG. 3A) is fed to an inverter cell made on transistors 1, 2, 3, 4. From auxiliary power source 40 the stabilized supply voltage (LUo in FIG. 3a) is supplied to the synchronization generator 26; the forming unit

импульсов запуска 25, блок принудительного запирани  34, регулируемый источник посто нного напр жени  33. Далее устройство работает аналогично описанному . Отличие состоит в следующем На обмотке 31 выходного трансформатора 6 ЭДС пропорциональна напр жению источника 7 посто нного тока (за вычетом падени  напр жени  на силовых транзисторах) и черезstart-up pulses 25, forced locking unit 34, adjustable source of constant voltage 33. Then the device operates in the same way as described. The difference is as follows. On the winding 31 of the output transformer 6, the EMF is proportional to the voltage of the DC source 7 (minus the voltage drop across the power transistors) and through

0 выпр митель обратной св зи 30 подаетс  на первый управл ющий вход 29 синхронизированного широтно-импульсного модул тора 28.0 a feedback rectifier 30 is provided to a first control input 29 of a synchronized pulse width modulator 28.

Пусть на второй управл ющий вход 32Let the second control input 32

5 синхронизированного широтно-импульсного модул тора 28 подаетс  посто нный уровень напр жени  (фиг.Зв), а на вход синхронизации 27 - импульсы синхронизации Осх2 с синхронизирующего генератора5 of the synchronized pulse-width modulator 28 a constant voltage level is applied (FIG. 13), and the synchronization input 27 is the synchronization pulses OX2 from the synchronization generator

0 26 (фиг 36) В соответствии с описанным алгоритмом , заложенным в синхронизированный широтно-импульсный модул тор 28, на его выходе формируетс  импульсы, длительность которых обратно пропорциональна0 26 (FIG. 36). In accordance with the described algorithm incorporated in the synchronized pulse width modulator 28, pulses are generated at its output, the duration of which is inversely proportional to

5 величине напр жени  Uyi (фигЗг) Аналогичное по длительности и пропорциональное напр жению источника 7 посто нного тока по амплитуде импульсное напр жение поступает с вторичной обмотки 8 выходного5 the value of the voltage Uyi (figsg). A pulse voltage similar in magnitude and proportional to the voltage of the source 7 of direct current comes from the secondary winding 8 of the output

0 трансформатора 6 после выпр мител  10 на интегрирующийиСТРфильтр 11, после которого сглаженное посто нное напр жение подаетс  на нагрузку 9, Синхронизированный широтно-импульсный модул тор 28 мо5 жет быть отрегулирован по первому управл ющемувх оду29так,чтобы напр жение на нагрузке 9 (ее величина посто нна ) не измен лось при изменени х входного напр жени  в заданных пределах (фиг Зд)0 of transformer 6 after rectifier 10 to integrating IR filter 11, after which a smooth DC voltage is applied to load 9, the synchronized pulse-width modulator 28 can be adjusted by the first control unit so that the voltage at load 9 (its value a) did not change with changes in input voltage within the specified limits (Fig. Fig)

0Дл  уменьшени  вли ни  сопротивлени  нагрузки на выходное напр жение может быть введена цепь отрицательной обратной св зи 41 Принцип работы этой цеп и состоит в т Гм, йто нагТр  ЖеТЭие на на5 грузке (или часть его) сравниваетс  с опорным напр жением, разностный сигнал усиливаетс  и поступает на управл ющий вход регулируемого источника посто нного напр жени  33, напр жение Uy2 на выходе0 To reduce the effect of load impedance on the output voltage, a negative feedback circuit can be entered. 41 The principle of operation of this circuit is t Gm, this is the load (or part of it) compared to the reference voltage, the difference signal is amplified and arrives at the control input of an adjustable source of constant voltage 33, the voltage Uy2 at the output

0 которого измен етс  таким образом, чтобы напр жение на нагрузке UH было посто нным в заданных пределах при любых допустимых изменени х сопротивлени  нагрузки0 which is changed in such a way that the voltage on the load UH is constant within the specified limits for any allowable changes in load resistance

5 При введении цепи отрицательной обратной св зи регулируемый источник посто нного напр жени  33 может быть в принципе исключен и выход усилител  рассогласовани  цепи отрицательной обратной св зи 41 в этом случае подключаетс  к второму управл ющему входу 32 синхронизированного широтно-импульсного модул тора 28 непосредственно или через элемент гальванической разв зки. Очевидно, что в этом случае усиленный разностный сигнал измен етс  таким образом, что напр жение на нагрузке остаетс  посто нным,5 With the introduction of a negative feedback circuit, the adjustable DC voltage source 33 can in principle be eliminated and the output of the error amplifier of the negative feedback circuit 41 in this case is connected to the second control input 32 of the synchronized pulse width modulator 28 directly or through galvanic isolation element. Obviously, in this case, the amplified difference signal is changed in such a way that the voltage on the load remains constant,

Дл  уменьшени  вли ни  динамических изменений нагрузки на выходное напр жение может быть введен измерительный трансформатор 42, первична  обмотка которого в этом случае подключаетс  к выводам вторичной обмотки 8 выходного трансформатора 6, а вторична  - к входу выпр мител  обратной св зи 30. При этом выводы дополнительной обмотки 31 выходного трансформатора 6 отключаютс  от входа выпр мител  обратной св зи 30.To reduce the effect of dynamic changes in the load on the output voltage, a measuring transformer 42 can be introduced, the primary winding of which in this case is connected to the terminals of the secondary winding 8 of the output transformer 6, and the secondary winding to the input of the feedback rectifier 30. Moreover, the windings 31 of the output transformer 6 are disconnected from the input of the feedback feedback rectifier 30.

Использование предлагаемого технического решени  позволит практически исключить вли ние нагрузки на вольтсекундную площадь импульсов выходного трансформатора и обеспечить их ста- бильность, устранить ограничени  в передаваемой в нагрузку мощности. Это способствует повышению качества выходного напр жени , так как обеспечиваетс  компенсаци  пульсаций входного нестабилизированного напр жени , устран ютс  сквозные токи через силовые транзисторы, задаетс  стабильна  частота преобразовани  и улучшаютс  динамические характеристикиThe use of the proposed technical solution will make it possible to virtually eliminate the influence of the load on the volt-second pulse area of the output transformer and ensure their stability, eliminate restrictions in the power transmitted to the load. This contributes to improving the quality of the output voltage, as it provides compensation for input unstabilized voltage pulsations, eliminates through-currents through the power transistors, sets a stable conversion frequency, and improves the dynamic characteristics

Таким образом, общественно-полезный эффект, получаемый от изобретени , состоит в улучшении технических характеристик преобразователей напр жени , например, в системах отображени  информации или электропитани  систем автоматики, телемеханики и вычислительной техники.Thus, the socially beneficial effect obtained from the invention consists in improving the technical characteristics of voltage converters, for example, in information display or power supply systems for automation, telemechanics and computer systems.

Claims (3)

Формула изобретени  1. Преобразователь напр жени , содержащий инверторную  чейку с выходным трансформатором, вторична  обмотка которого через блок выпр мител  и LCD-фильтр подключена к выходным выводам, переключающий трансформатор, первична  обмотка которого через управл емый ключевой элемент соединена с одной из обмоток выходного трансформатора, а вторичные обмотки переключающего трансформатора через базовые резисторы подключены к входам силовых транзисторов инверторной  чейки, синхронизирующий генератор с од- нопол рными короткими пр моугольнымиClaim 1. A voltage converter comprising an inverter cell with an output transformer, the secondary winding of which is connected to the output terminals through a rectifier unit and an LCD filter, a switching transformer whose primary winding is connected to one of the windings of the output transformer via a controllable key element, and the secondary windings of the switching transformer through the base resistors are connected to the inputs of the power transistors of the inverter cell, a synchronizing generator with unipolar cores IMT rectangular импульсами на выходе, блок принудительного запирани  с однопол рными запирающими импульсами по каждому выходу, подсоединенному к соответствующему входу силового транзистора инверторной  чейки , отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем обеспечени  регулировани  выходного напр жени , в него дополнительноpulses at the output, a forced locking unit with unipolar locking pulses at each output connected to the corresponding input of the power transistor of the inverter cell, characterized in that, in order to extend the functionality by ensuring the output voltage is controlled, введены блок формировани  импульсов запуска инверторной  чейки с однопол рными короткими пр моугольными импульсами на его парафазных выходах, выпр митель обратной св зи, синхронизированный широтно-импульсный модул тор, выполненный с первым и вторым управл ющими входами и входом синхронизации, а также регулируемый источник посто нного напр жени , дополнительна  обмотка в выходном трансформаторе, дополнительна  обмотка с отводом от средней точки в переключающем трансформаторе, дополнительный выход в блоке принудительного запирани , при этом синхронизированныйthe unit for forming the starting pulses of the inverter cell with unipolar short rectangular pulses at its paraphase outputs, a feedback rectifier, a synchronized pulse-width modulator, made with the first and second control inputs and the synchronization input, as well as an adjustable constant source voltage, additional winding in the output transformer, additional winding with a tap from the middle point in the switching transformer, additional output in the forced-write unit Ani, with a synchronized широтно-импульсный модул тор соединен первым управл ющим входом через упом нутый выпр митель обратной св зи с допол- нительной обмоткой выходного трансформатора, вторым управл ющимthe pulse-width modulator is connected to the first control input through the said feedback rectifier with the additional winding of the output transformer, the second control входом - с выходом регулируемого источника посто нного напр жени , входом синхронизации , с выходом синхронизирующего генератора, выходом - с входом блока принудительного запирани , дополнительныйinput - with the output of the regulated constant voltage source, the synchronization input, with the output of the synchronizing generator, the output - with the input of the forced locking unit, an additional выход которого подключен к входу управл емого ключевого элемента, выход синхронизирующего генератора соединен также с входом блока формировани  импульсов запуска инверторной  чейки, к парафазнымthe output of which is connected to the input of the controlled key element, the output of the synchronizing generator is also connected to the input of the unit for forming the starting pulses of the inverter cell, to the paraphase выходам которого подключена упом нута  дополнительна  обмотка переключающего трансформатора.the outputs of which are connected to the mentioned auxiliary winding of the switching transformer. 2. Преобразователь по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что в него дополнительно2. Converter according to claim 1, about t l and h a yu and with the fact that it additionally введена цепь отрицательной обратной св зи , входом подключенна  к выходу LCD- фильтра, а выходом - к входу управлени  регулируемого источника посто нного напр жени .a negative feedback circuit is introduced, the input is connected to the output of the LCD filter, and the output is input to the control input of an adjustable constant voltage source. 3. Преобразователь по пп.1 и 2, о т л и - чающийс  тем, что выпр митель обратной св зи подключен через измерительный импульсный трансформатор к выводам вторичной обмотки, подключенной к выходным3. Converter according to claims 1 and 2, which is based on the fact that the feedback rectifier is connected through a measuring pulse transformer to the terminals of the secondary winding connected to the output выводам через выпр митель и LCD-фильтрrectifier pin and LCD filter ОйЛOIL lAlA i-i -чll-r-vi -tf/Г1 L..(4fjT 4г- ,лi-i-хll-r-vi -tf / Г1 L .. (4fjT 4g-, l s./s. / too °;too °; UcxiUcxi && VjfVjf )) Vxs УVxs y Л % }L%} ff i/a, Si / a, S && «Г"Y UfUf 1one to.3to.3
SU904843575A 1990-04-19 1990-04-19 Voltage converter SU1755354A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904843575A SU1755354A1 (en) 1990-04-19 1990-04-19 Voltage converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904843575A SU1755354A1 (en) 1990-04-19 1990-04-19 Voltage converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1755354A1 true SU1755354A1 (en) 1992-08-15

Family

ID=21523321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904843575A SU1755354A1 (en) 1990-04-19 1990-04-19 Voltage converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1755354A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Бас А.А., Миловзоров В.П., Мусолин А.К. Источники вторичного электропитани с бестрансформаторным входом, М.: Радио и св зь, 1987, с. 148-151. Авторское свидетельство СССР №1203663, кл.Н 02 М 3/335, 1984. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0066577B1 (en) Pulse with modulated voltage converter for generating a preferably sinusoidal alternating voltage
US3843919A (en) Dc-to-dc converter
SU1755354A1 (en) Voltage converter
SU1203663A1 (en) D.c.voltage converter
SU1653096A1 (en) Regulating converter
RU1835119C (en) Multichannel source of stabilized voltage
SU603071A1 (en) Single-phase frequency doubler
SU1432690A1 (en) Stabilized converter
SU935905A1 (en) Stabilized dc voltage source
SU1134998A1 (en) Voltage converter
SU1261066A1 (en) Stabilized d.c. voltage converter
SU1166057A1 (en) Device for controlling piezoelectric motor
EP0477596A3 (en) Dc flyback converter circuit
SU1753560A2 (en) Controlled ac/ac voltage converter
SU1248008A1 (en) Stabilized d.c.voltage converter
SU581557A1 (en) Dc voltage stabilized converter
SU982164A1 (en) Stabilized dc voltage converter
SU959242A1 (en) Transistorized voltage converter
SU1367112A1 (en) D.c.to d.c. voltage converter
SU1767649A1 (en) Single-phase constant voltage transformer
SU957382A1 (en) Stabilized converter
SU1695465A1 (en) Stabilized dc/dc converter
SU1739459A1 (en) Inverter control method
SU1485219A1 (en) Multichannel stabilizing voltage converter
SU765993A1 (en) Alternating pulse shaper