SU1764127A1 - Преобразователь посто нного напр жени в посто нное - Google Patents
Преобразователь посто нного напр жени в посто нное Download PDFInfo
- Publication number
- SU1764127A1 SU1764127A1 SU904886136A SU4886136A SU1764127A1 SU 1764127 A1 SU1764127 A1 SU 1764127A1 SU 904886136 A SU904886136 A SU 904886136A SU 4886136 A SU4886136 A SU 4886136A SU 1764127 A1 SU1764127 A1 SU 1764127A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- saturation
- converter
- output
- core
- windings
- Prior art date
Links
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
1
(21)4886136/07
(22)28.11.90
(46) 23.09.92. Бюл. Мг 35
(71)Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт
(72)В.И.Хандогин, Н.И.Стуковнин и А.В.Райкова
(56) Патент Великобритании № 195850. кл. Н 02 М 3/335, 1978.
Авторское свидетельство СССР № 1249666, кл. Н 02 М 3/335. 1984.
(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Использование: во в торичных источниках электропитани систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники. Сущность изобретени : устройство содержит дроссель насыщени (1)с двум сердечниками (2 и 3) и с расположенными на них рабочими обмотками (4 и 5) и обмотками управлени (6 и 7), преобразователь посто нного напр жени в переменное (8) и вы
(Л
С
х| О
ь
а
ю
пр митель с и а груз ко и (9). Рабочие обмотки (4 и 5) дроссел насыщени (1) соединены последовательно и включены между выходом преобразовател посто нного напр жени в переменное (8) и входом выпр мител (9). Обмотки управлени (6 и 7) через линейный дроссель (10) и диод (11) подключены к дополнительному источнику. Два ключевых транзистора (15 и 16) через два дополнительных дроссел насыщени (19 и 20) подключены к диоду (11), входы ключевых транзисторов (15 и 16) соединены с дополнительным выходом преобразовател посто нного напр жени в переменное
Изобретение относитс к электротехнике и используетс во вторичных источниках питани систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники.
Известен преобразователь посто нного напр жени в ток, содержащий входной трансформатор, дроссель насыщени , выпр митель и фильтр, причем обмотка управлени соединена с узлом управлени . Недостатками данного устройства вл ютс низка надежность из-за большого количества соединений дроссел с выпр мителем и трансформаторов, отсутствие ограничени тока по входу (из-за использовани свободного режима намагничивани ) и низкий КПД из-за применени линейного регулировани тока управлени .
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс преобразователь посто нного напр жени в ток, содержащий дроссель насыщени с двум сердечниками и с расположенными на них рабочими обмотками и обмотками управлени , преобразователь посто нного напр жени в переменное, выпр митель с нагрузкой, причем рабочие обмотки дроссел насыщени соединены последовательно и включены между выходом преобразовател посто нного напр жени в переменное и входом выпр мител , линейный дроссель и диод, включенные последовательно с обмотками управлени дроссел насыщени , дополнительный источник питани , подключенный одним зажимом к одному из выводов диода, з также узел управлени насыщением дроссел насыщени , включающий схему сравнени , одним входом подключенную к выходу всего устройства, другим входом - к источнику эталонного напр жени , а выходом - ко входу регулирующего транзистора,
(8), вторичные обмотки (21 и 22) дополнительных дросселей насыщени (19 и 20) через диоды (23 и 24) соединены параллельно и подключены к конденсатору (25) и регулирующему транзистору (14). Изменение тока в обмотках управлени (6 и 7) достигаетс изменением времени насыщенного состо ни дополнительных дросселей (19 и 20). Надежность повышаетс за счет выполнени общей обмотки, размещаемой на соос- но расположенных сердечниках дроссел насыщени (1), выходного трансформатора и согласующего трансформатора, 6 з п. ф- лы, 9 ил.
Недостатками этого преобразовател вл ютс : низкий КПД и надежность за счет сложности, св занные со следующими причинами:
- при изменении тока через управл ющие обмотки дроссел насыщени линейный дроссель должен обеспечивать непрерывный ток. При отсутствии тока к линейному дросселю прикладываетс переменное напр жение второй гармоники переменного напр жени преобразовател , однако из-за наличи диода и сопротивлени потерь в сердечнике линейного дроссел возникает несимметричный переменный ток, который, усилива сь, поступает в нагрузку. Причем из-за линейности дроссел (т.к. посто нства индуктивности при изменении тока через него в широких пределах ) величина этого паразитного тока может быть значительна. Дл компенсации вли ни этого тока вводитс подгрузка по выходным зажимам, снижающа КПД;
-при линейном регулировании тока через линейный дроссель на регулирующем
транзисторе выдел етс значительна мощность , снижающа как КПД, так и надежность;
-при построении мощных преобразователей посто нного напр жени в ток (например , при токах через дроссель насыщени 50-100 А и выше) возникают трудности сочленени выводов выходного трансформатора, дроссел насыщени , согласующего трансформатора. Обеспечение
пайкой этих сочленений затруднено, а механические соединени снижают надежность. Цель изобретени - повышение КПД и надежности за счет исключени дополнительных соединений.
Поставленна цель достигаетс , что в преобразователь посто нного напр жени
в посто нное, содержащий дроссель насыщени с двум сердечниками и с расположенными на них рабочими обмотками и обмотками управлени , преобразователь посто нного напр жени в переменное, выпр митель , соединенный с выходными выводами , причем рабочие обмотки дроссел насыщени соединены последовательно и включены между выходом преобразовател посто нного напр жени в переменное и входом выпр мител , линейный дроссель и диод, включенные последовательно с обмотками управлени дроссел насыщени , дополнительный источник питани , подключенный одним выводом к одному из выводом диода, а также узел управлени насыщением дроссел насыщени , включающий в себ узел сравнени , одним входом подключенный к выходным выводам, другим - к источнику эталонного напр жени , а выходом - ко входу регулирующего транзистора , введены два ключевых транзистора , два дополнительных дроссел насыщени с первой и второй обмотками и сердечниками, отношение Br/Bs которых
равно нулю, два дополнительных диода и конденсатор, а преобразователь посто нного напр жени в переменное снабжен дополнительным выходом по переменному току, который подключен ко входам ключевых транзисторов,коллекторов,коллекторы которых соединены через первые обмотки дополнительных дросселей насыщени с общей точкой соединени диода и линейного дроссел , эмиттеры ключевых транзисторов подключены ко второму выводу дополнительного источника.питани , а вторые обмотки дополнительных дросселей насыщени соединени параллельно через дополнительные диоды к конденсатору, параллельно которому подключен регулирующий транзистор.
Поставленна цель достигаетс также тем, что рабочие обмотки основного дроссел насыщени включены согласно, а его обмотки управлени включены встречно.
Преобразователь посто нного напр жени в переменное выполнен по схеме ключевого усилител мощности с выходным трансформатором, а его выходна обмотка соединена с первой рабочей обмоткой основного дроссел насыщени согласно и выполнена в виде единой обмотки, намотанной на расположенные соосно сердечник выходного трансформатора и сердечники основного дроссел насыщени .
Между входом выпр мител и рабочей обмоткой основного дроссел насыщени включен согласующий трансформатор, первична обмотка которого включена согласно со второй рабочей обмоткой основного дроссел насыщени и выполнена в виде единой обмотки, намотанной на расположенные соосно сердечник согласующего 5 трансформатора и сердечники основного дроссел насыщени .
Обмотка выходного трансформатора преобразовател посто нного напр жени в переменное, рабочие обмотки основного
0 дроссел насыщени и первична обмотка согласующего трансформатора включены согласно и выполнены в виде единой обмотки , намотанной на расположенные соосно сердечники выходного трансформатора
5 преобразовател посто нного напр жени в переменное, сердечники основного дроссел насыщени и сердечник согласующего трансформатора.
Диод зашунтирован дополнительно
0 введенным резистором.
Сердечник линейного дроссел выполнен составным из первого сердечника с высокой магнитной проницаемостью и второго сердечника с малой магнитной проницаемо5 стью при близких значени х индукции насыщени Bs у обоих.
На фиг. 1 показана структурна схема устройства; на фиг. 2-4 - принципиальные электрические схемы устройства; на фиг. 5 0 график, по сн ющий характеристики сердечников дополнительных дросселей насыщени ; на фиг. 6 - график, по сн ющий характеристики составного сердечника линейного дроссел ; на фиг. 7-9 - конструк5 тивное выполнение выходного трансформатора , основного магнитного усилител , согласующего трансформатора.
Устройство на фиг. 1 содержит дроссель насыщени 1 с двум сердечниками 2, 3 и
0 расположенными на них рабочими обмотка ми 4,5 и обмотками управлени 6,7, преобразователь посто нного напр жени в переменное 8, выпр митель с нагрузкой 9, причем рабочие обмотки 4,5 дроссел насы5 щени 1 соединены последовательно и включены между выходом преобразовател посто нного напр жени в переменное 8 и входом выпр мител 9, линейный дроссель 10 и диод 11, включенные последовательно
0 с обмотками управлени 6,7 дроссел насыщени 1, дополнительный источник питани Uдоп., подключенный одним зажимом к одному из выводов диода 11. Узел управлени 12 насыщени дроссел насыщени 1 вклю5 чает схему сравнени 13, одним входом подключенную к выходу всего устройства, другим входом - к источнику эталонного напр жение l/эт, а выходом - ко входу регулирующего транзистора 14. Дополнительный выход по переменному току преобразовател посто нного напр жени в переменное 8 подключен ко входам ключевых транзисторов 15, 16, коллекторы которых соединены через первые обмотки 17, 18 дополнительных дросселей насыщени 19, 20 с общей точкой соединени диода 11 и линейного дроссел 10, Эмиттеры ключевых транзисторов 15,16 подключены ко второму зажиму дополнительного источника питани Удоп, а вторые обмотки 21, 22 дополнительных дросселей насыщени 19, 20 соединены параллельные через дополнительные диоды 23, 24 к конденсатору 25, параллельно которому также подключен регулирующий транзистор 14.
Диод 11 может быть зашунтирован резистором 26. Рабочие обмотки 4,5 основного дроссел насыщени 1 включены согласно, а его обмотки управлени 6, 7 - встречно.
Фиг, 2 - преобразователь посто нного напр жени а переменное 8 выполнен по схеме ключевого усилител мощности с выходным трансформатором 27, сердечником 28, а его выходна обмотка 29 соединена с первой рабочей обмоткой 4 основного дроссел насыщени 1 согласно.
Фиг. 3 - между входом выпр мител 9 и рабочей обмоткой 5 основного дроссел насыщени 1 включен согласующий трансформатор 30 с сердечником 31, первична обмотка 32 которого включена согласно со второй рабочей обмоткой 5 основного дроссел насыщени 1.
Фиг. 4 - обмотка 29 выходного трансформатора 27 преобразовател посто нного напр жени в переменное 8, рабочие обмотки 4, 5 дроссел насыа ени 1 и первична обмотка 32 согласующего трансформатора 30 включены согласно.
Преобразователь посто нного напр - хсени в ток работает следующим образом. При подаче напр жени питани UBx на преобразователь посто нного напр жени в переменное 8 сердечники 2, 3 дроссел насыщени 1 начинают перемагничиватьс . При этом наличие в цепи обмоток управлени дроссел 10 предопредел ет вынужденный режим перемагничивани , т.е. отсутствие состо ни насыщени двух сердеч ников дроссел насыщени , При этом переменное напр жение подаетс на ключевые транзисторы 15, 16, которые попеременно в течение периода наход тс в состо нии насыщени и режима отсечки. При открытом состо нии ключевого тран.зистора 15 или 16 сердечник дополнительного дроссел насыщени 19, 20 начинает намагничиватьс и ток через ключевой транзистор 15 определ етс током холостого хода дроссел . При насыщении сердечника дополнительного дроссел 19 ток через ключевой транзистор 15 скачком увеличиваетс , вызыва отключение диода 11 и поступление
тока в линейный дроссель 10 и обмотки управлени 6, 7 дроссел насыщени 1. При смене пол рности управл ющего напр жени на ключевых транзисторах 15, 16 начинает перемагничиватьс до насыщени
0 сердечник дополнительного дроссел насыщени 20. В это врем энергии магнитного пол сердечника дополнительного дроссел насыщени 19 через обмотку 21, дополнительный диод 23 поступает в конденсатор
5 25. Изменением внутреннего сопротивлени регулирующего транзистора 14 измен етс баланс запасенной и расходуемой энергии, поступаемой от дополнительных дросселей 19, 20. Тем самым фиксируетс
0 интервал перемагничивани (максимальный интервал перемагничивани О, +Bs), что, в свою очередь, определ ет скважность работы ключевых транзисторов 15, 16 по передаче тока в линейный дроссель 10. В
5 интервале закрытого состо ни (интервал перемагничивани дополнительного дрос- сел насыщени ) открыт диод 11 и обеспечиваетс рекупераци энергии дроссел 10 в обмотки управлени б, 7 дроссел насыще0 ни 1. Таким образом, линейный дроссель выполн ет две функции: элемента, сглаживающего переменную составл ющую второй гармоники и элемента ключевого стабилизатора, обеспечивающего накопле5 ние и передачу энергии в нагрузку (обмотки управлени ). При уменьшении тока через
дроссель 10 требуетс обеспечение непрерывного тока, что, в свою очередь, гарантирует режим вынужденного намагни0 чивани . Дл этого сердечник линейного дроссел выполн етс составным с параметрами сердечников, приведенных на фиг. 6, это позвол ет при малых токах иметь большое значение индуктивности, а при
5 больших, за счет насыщени первого сердечника , меньшую, но обеспечивающую режим вынужденного намагничивани . При сбросе нагрузки ток через обмотки управлени б, 7 дроссел насыщени 1 должен быть
0 нулевым, однако этого не происходит из-за наличи диода 11. Из-за потерь в сердечнике линейного дроссел 10 возникает несимметричный режим нагрузки на обмотки 6, 7 дроссел насыщени 1. Дл компенсации
5 несимметрии тока и исключении посто нной составл ющей включен резистор 26, который в непровод щий полупериод дл диода 11 образует дополнительный контур, компенсирует наличие контура в другой полупериод, что обеспечивает уменьшение
посто нной составл ющей, а, следовательно , и работу на малых рабочих токах нагрузки . Величина токов намагничивани дополнительных дросселей насыщени незначительна и составл ет единицы миллиампер (сердечник К7хЗх2), что не вли ет на характеристики устройства. Устранение дополнительных соединений дроссел насыщени к выходному трансформатору, согласующему трансформатору или выпр мителю (это особенно важно при больших токах нагрузки 20-100 и более ампер) достигаетс намоткой общей обмотки на сердечники дроссел насыщени , входного трансформатора, согласующего трансформатора . При этом должно об зательно выполн тьс условие: рабоча индукци сердечника выходного трансформатора должна быть не менее индукции насыщени сердечника дроссел насыщени ,
Т.е. Вр28,31 BS2.3 при 528,31
252 25з,
где S28,3i; 82; 5з - площадь сечени сердечника выходного трансформатора 28, согласующего 31, дроссел насыщени 1. При таком условии достигаетс наиболее оптимальна форма интегрированного магнитного компонента, при котором внешние и внутренние диаметры сердечников равны, а высоты отличаютс вдвое дл выходного трансформатора по отношению к сердечникам дроссел насыщени , т.е.
П28 П31 2h2 2ПЗ Г12 + tl3.
Claims (7)
- Формула изобретени 1. Преобразователь посто нного напр жени в посто нное, содержащий дроссель насыщени с двум сердечниками и с расположенными на них рабочими обмотками и обмотками управлени , преобразователь посто нного напр жени в переменное, выпр митель , соединенный с выходными выводами , причем рабочие обмотки дроссел насыщени соединены последовательно и включены между выходом преобразовател посто нного напр жени в переменное и входом выпр мител , линейный дроссель и диод, включенные последовательно с обмотками управлени дроссел насыщени , дополнительный источник питани , подключенный одним выводом к одному из выводов диода, а также узел управлени насыщением дроссел насыщени , включающий в себ узел сравнени , одним из входов подключенный к выходным выводам, другим - к источнику эталонного напр жени , а выходом- - к входу регулирующего транзистора, отличающийс тем, что, с целью повышени КПД и надежности путем упрощени , введены два ключевых транзистора, два дополнительных дросселнасыщени с первой и второй обмотками и сердечниками, отношение Br/Bs которых равно нулю, два дополнительных диода и конденсатор, а преобразователь посто нно5 го напр жени в переменное снабжен дополнительным выходом по переменному току, который подключен к входам ключевых транзисторов, коллекторы которых соединены через первые обмотки дополнитель10 ных дросселей насыщени с общей точкой- соединени диода и линейного дроссел , эмиттеры ключевых транзисторов подключены к второму выводу дополнительного источника питани , а вторые обмотки15 дополнительных дросселей насыщени присоединены параллельно через дополнительные диоды к конденсатору, параллельно которому подключен регулирующий транзистор .0
- 2. Преобразователь по п. 1,отличаю- щ и и с тем, что рабочие обмотки основного дроссел насыщени включены согласно, а его обмотки управлени включены встречно .5
- 3. Преобразователь по пп. 1 и 2, о т л и- чающийс тем, что преобразователь посто нного напр жени в переменное выполнен по схеме ключевого усилител мощности с выходным трансформатором,0 выходна обмотка которого соединена с первой рабочей обмоткой основного дроссел насыщени согласно и выполнена в виде единой обмотки, намотанной на расположенные соосно сердечник выходного5 трансформатора и сердечник основного дроссел насыщени ,
- 4.Преобразователь по пп. 1 и 2, о т л и- чающийс тем, что указанное соединение рабочей обмотки с входом выпр мител осу0 ществлено через согласующий трансформа- тор, первична обмотка которого включена согласно с второй рабочей обмоткой дроссел насыщени основного и выполнена в виде единой обмотки, намотанной на распо5 ложенные соосно сердечник согласующего трансформатора и сердечники основного дроссел насыщени .
- 5.Преобразователь по пп. 1-4, отличающийс тем, что обмотка выходного0 трансформатора преобразовател посто нного напр жени в переменное, рабочие обмотки основного дроссел насыщени и первична обмотка согласующего трансформатора включены согласно и выполнены5 в виде единой обмотки, намотанной на расположенные соосно сердечники выходного трансформатора преобразовател посто нного напр жени в переменное, сердечники основного дроссел насыщений и сердечник согласующего трансформатора.
- 6.Преобразователь по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с тем, что диод зашунтирован введенным резистором.
- 7.Преобразователь по п. 1. о т л и ч а юдроссел выполнен составным из первого сердечника с высокой магнитной проницаемостью и второго сердечника с малой магнитной проницаемостью при близкихщ и и и тем, что сердечник линейного 5 значени х индукции насыщени Bs у обоих.дроссел выполнен составным из первого сердечника с высокой магнитной проницаемостью и второго сердечника с малой магнитной проницаемостью при близкихФиг.ЗФиг,6Фиг. 7Ц.28(31} 5,32Фиг. 8Фиг. 9
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904886136A SU1764127A1 (ru) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | Преобразователь посто нного напр жени в посто нное |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904886136A SU1764127A1 (ru) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | Преобразователь посто нного напр жени в посто нное |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1764127A1 true SU1764127A1 (ru) | 1992-09-23 |
Family
ID=21547311
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904886136A SU1764127A1 (ru) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | Преобразователь посто нного напр жени в посто нное |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1764127A1 (ru) |
-
1990
- 1990-11-28 SU SU904886136A patent/SU1764127A1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4257087A (en) | DC-to-DC switching converter with zero input and output current ripple and integrated magnetics circuits | |
US4563731A (en) | Resonant type constant voltage supply apparatus | |
US6687137B1 (en) | Resonant switching power supply circuit with voltage doubler output | |
US6317337B1 (en) | Switching power supply circuit | |
US4899271A (en) | Power supply circuit | |
US4675796A (en) | High switching frequency converter auxiliary magnetic winding and snubber circuit | |
US4729088A (en) | Regulated high frequency power supply | |
US4796173A (en) | Low input voltage resonant power converter with high-voltage A.C. link | |
EP0350191A3 (en) | Push pull resonant flyback switchmode power supply converter | |
US4943763A (en) | Ferroresonant transformer with dual outputs | |
US4254459A (en) | Direct current to direct current converter | |
RU2005116231A (ru) | Трансформатор | |
SU1764127A1 (ru) | Преобразователь посто нного напр жени в посто нное | |
US5159540A (en) | High-efficiency saturable core voltage converter | |
CN100397764C (zh) | 电压变换器 | |
CN219611607U (zh) | 一种双有源桥变换器 | |
SU1152074A1 (ru) | Стабилизированный преобразователь посто нного напр жени | |
SU1117799A2 (ru) | Самовозбуждающийс полумостовой инвертор | |
JPH0365117B2 (ru) | ||
JPS646628B2 (ru) | ||
JPH0336223Y2 (ru) | ||
SU1267557A1 (ru) | Стабилизированный источник вторичного электропитани | |
SU1453385A1 (ru) | Ключевой стабилизатор посто нного напр жени | |
SU1661939A1 (ru) | Полумостовой преобразователь посто нного напр жени в посто нное | |
SU1690122A1 (ru) | Резонансный самовозбуждающийс конвертор |