SU267705A1

SU267705A1 - CONSTANT VOLTAGE CONVERTER WITH PULSE REGULATION

Info

Publication number: SU267705A1
Application number: SU1231389A
Authority: SU
Original assignee: Ф. И. Александров, Ю. А. Тропина , Н. Н. Смирнов

Description

-Известны силовые полупроводниковые преобразователи посто нного напр жени , в которых силовой полупроводниковый элемент работает в ключевом режиме. Регулирование напр жени в этих преобразовател х осуществл етс путем широтно-импульсной модул ции пр моугольных импульсов, поступающих на вход демодул тора, содержащего дроссель, конденсатор и вентили.- DC power semiconductor converters are known in which the power semiconductor element operates in a key mode. Voltage regulation in these converters is carried out by pulse-width modulation of rectangular pulses fed to the input of a demodulator containing a choke, a capacitor, and valves.

Назначение демодул тора состоит в том, чтобы осуществл ть преобразование периодической однонаправленной последовательности импульсов в посто нное напр жение, которое вл етс выходным напр жением источника.The purpose of the demodulator is to convert a periodic unidirectional sequence of pulses into a constant voltage, which is the output voltage of the source.

Известны различно построенные схемы демодул торов , состо щих из линейного дроссел с немагнитным зазором, вентил п нагрузки .Various built-in demodulator circuits are known, consisting of a linear throttle with a nonmagnetic gap, and a load valve.

Общим недостатком всех упом нутых импульсных источников питани с демодул торами ширины импульсов вл етс неудовлетворительна стабильность и повышенна пульсаци выходного напр жени в режиме малых токов нагрузки. Кроме того, подобные повышающие схемы имеют дополнительный органический недостаток - существенное увеличение обратного напр жени на полупроводниковых элементах при уменьшении тока нагрузки, вследствие чего возможен выход из стро источника питани .A common disadvantage of all of the mentioned pulsed power supplies with pulse width demodulators is the unsatisfactory stability and increased ripple of the output voltage in the mode of low load currents. In addition, such step-up circuits have an additional organic disadvantage — a significant increase in the reverse voltage across the semiconductor elements with a decrease in the load current, as a result of which a power supply can fail.

В описываемом преобразователе вместо обычно примен емого линейного дроссел с немагнитным зазором предлагаетс примен ть в качестве элемента демодул тора дроссельIn the described converter, instead of the commonly used linear throttle with a non-magnetic gap, it is proposed to use a choke as a demodulator element.

с немагнитным зазором и нерегулируемым магнитным насыщающимс шунтом.with non-magnetic gap and non-adjustable magnetic saturating shunt.

Новизна описываемого устройства состоит в том, что дроссель с нерегулируемым магнитным насыщающимс шунтом применен поThe novelty of the described device is that the choke with an unregulated magnetic saturating shunt is applied according to

новому - в качестве элемента демодул тора силовой цепи импульсного источника питани посто нного тока. Такое применение придает известному объекту полезные свойства, которых данный объект не имел при использоваНИИ линейного дроссел с немагнитным зазором: обеспечиваетс высока стабильность при измен ющемс токе нагрузки, снижаютс пульсаци выходного напр жени и рост обратного напр жени на полупроводниковыхnew - as an element of the demodulator of the power circuit of a pulsed DC power source. Such an application gives the well-known object useful properties that this object did not have when using linear throttles with a non-magnetic gap: high stability is provided with varying load current, output voltage ripple and increase in reverse voltage to semiconductors are reduced

элементах при уменьшении тока нагрузки. Отмеченный полол ительный эффект нового применени известного дроссел достигаетс без усложнени схемы источника питани и без снижени его к.п.д.elements while reducing the load current. The observed polol effect of the new application of a known throttle is achieved without complicating the power supply circuit and reducing its efficiency.

На фиг. 1 показана схема силовой цепи импульсного источника посто нного напр жени с последовательным включением дроссел и нагрузки; на фиг. 2 - та же цепь с пана фиг. 3 - та же цепь с параллельным включением прерывател и нагрузки.FIG. 1 shows a power circuit of a pulsed DC voltage source with a series connection of the throttle and load; in fig. 2 - the same circuit from the pan of FIG. 3 - the same circuit with parallel connection of the chopper and the load.

Схема силовой цепи импульсного источника посто нного тока содержит прерыватель 1, включенный на входе демодул тора 2 и создающий пр моугольные импульсы. Управл ющее устройство 5, содержащее широтно-импульсный модул тор и усилитель (на схеме не показаны), включено в цепь обратной св зи с выхода демодул тора 2 на прерыватель /. Демодул тор 2, показанный на фиг. 1, имеет последовательно соединенные линейный дроссель 4 с немагнитным зазором и нагрузку 5, шунтированную емкостью 6. Параллельно дросселю 4 и нагрузке 5 включен вентиль 7.The power circuit of the pulsed DC source contains an interrupter 1 switched on at the input of the demodulator 2 and generating rectangular pulses. A control device 5, containing a pulse-width modulator and an amplifier (not shown in the diagram), is connected to the chopper 2 via a feedback circuit from the output of demodulator 2. The demodulator 2 shown in FIG. 1 has a series-connected choke 4 with a non-magnetic gap and a load 5, shunted by a capacitor 6. Parallel to the choke 4 and the load 5, valve 7 is turned on.

В схеме силовой цепи импульсного источника посто нного тока (см. фиг. 2) демодул тор 2 образован параллельным соединением дроссел 4 и нагрузки 5, шунтированной емкостью 6. Нагрузка 5 подключена к дросселю 4 через вентиль 7.In the power circuit of a pulsed DC source (see Fig. 2), demodulator 2 is formed by a parallel connection of throttle 4 and load 5, shunted by capacitance 6. Load 5 is connected to choke 4 via valve 7.

В схеме, изображенной на фип 3, тот же демодул тор включен последовательно с источником входного напр жени устройства (вольтодобавочна схема).In the circuit shown in phip 3, the same demodulator is connected in series with the input voltage source of the device (add-on voltage circuit).

Все три варианта выполнени схемы, описанные выше, известны, когда в качестве дроссел 4 используетс линейный дроссель с немагнитным зазором.All three embodiments of the circuit described above are known when a linear choke with a non-magnetic gap is used as throttles 4.

Предлагаетс в любой из таких схем применить в качестве элемента демодул тора (дроссел 4) дроссель с нерегулируемым насыщающимс магнитным шунтом. Его магнитопровод может быть выполнен из стандартных иластин трансформаторной стали, часть которых собрана с зазором, а друга часть пластин (например, 10-20% от общего числа пластин) - без зазора, образу магнитныйIt is proposed to use a choke with an unregulated saturating magnetic shunt as an element of the demodulator (Drossel 4) in any of these schemes. Its magnetic core can be made of standard transformer steel Ilas, some of which are assembled with a gap, and the other part of the plates (for example, 10-20% of the total number of plates) - without a gap, forming a magnetic

шунт. Этим достигаетс существенное увеличение индуктивности в режиме малых посто нных токов дроссел без заметного снижени индуктивности в режиме больших токов .shunt. This achieves a significant increase in inductance in the mode of low constant throttle currents without a noticeable decrease in inductance in the mode of high currents.

Если ток дроссел больше некоторого значени (обычно равного 10-20% его максимальной величины), вызывающего насыщение магнитного шунта в зазоре, то дроссельIf the throttle current is greater than a certain value (usually 10-20% of its maximum value) causing the magnetic shunt to saturate in the gap, then the choke

можно рассматривать как линейный элемент демодул тора. При уменьшении тока от указанного значени магнитный шунт дроссел выходит из состо ни насыщени , и индуктивность дроссел возрастает. Благодар увеличению индуктивности дроссел с уменьшением его тока исключаетс режим прерывистых токов дроссел , который вл етс причиной ухудшени параметров источников питани с демодул тором в области малых токов нагрузки . Если же ток дроссел непрерывный, то выходна вольт-амперна характеристика демодул тора горизонтальна, а нестабильность источника питани минимальна . Описанное решение может быть использовано в выпр мительных устройствах, регул торах , стабилизаторах и других преобразовател х посто нного напр жени с импульсным регулированием.can be considered as a linear element of the demodulator. As the current decreases from the indicated value, the magnetic shunt of the drossel goes out of saturation, and the inductance of the throttle increases. By increasing the inductance of the throttles with a decrease in its current, the mode of intermittent drossel currents, which causes deterioration of the parameters of power sources with a demodulator in the area of low load currents, is eliminated. If the throttle current is continuous, then the output volt-ampere characteristic of the demodulator is horizontal, and the instability of the power source is minimal. The described solution can be used in rectifying devices, regulators, stabilizers and other DC converters with pulse regulation.

Предмет изобретени Subject invention

Применение дроссел с немагнитным зазором и магнитным насыщающимс шунтом в качестве силового элемента демодул тора импульсов силовой цепи преобразовател посто нного напр жени с импульсным регулированием , с целью повышени стабильности выходного напр жени и к.п.д. в области малых токов нагрузки.The use of throttles with a non-magnetic gap and a magnetic saturating shunt as a power element of a demodulator of pulses of a power circuit of a dc converter with pulse regulation, in order to increase the stability of the output voltage and efficiency in the field of small load currents.