SU547939A1

SU547939A1 - Constant voltage converter

Info

Publication number: SU547939A1
Application number: SU2158840A
Authority: SU
Inventors: Юрий Петрович Гончаров; Николай Васильевич Панасенко; Лидия Михайловна Темкина; Дмитрий Мартынович Титов; Евгений Станиславович Гапчинский
Original assignee: Харьковский Ордена Ленина Политехнический Институт Им. В.И.Ленина; Специальное Конструкторское И Технологическое Бюро Харьковского Завода "Электромашина"
Priority date: 1975-07-23
Filing date: 1975-07-23
Publication date: 1977-02-25

Description

1one

Изобретение относитс к промьпцленной электронике и может примен тьс в устройствах электропигани двигателей посто нного тока, узлов автоматики и средств св зи.The invention relates to industrial electronics and can be used in the electropip devices of direct current motors, automation units and communication means.

Известны схемы преобразователей посто нного напр жени , иотользуемые в качестве регул торов посто нного напр жени , а также в устройствах электропитани двигателей посто нного тока. Эти схемы содержат силовой и коммутирующий тиристоры , разр дньш диод, шунтирующий нагрузку, и узел принудительной коммутации. За счет превышени напр жени на коммутирующем конденсаторе эти преобразователи обладают повыщенными коммутационными потер ми энергии.DC voltage converter circuits are known and used as DC voltage regulators, as well as in power supplies for DC motors. These circuits contain power and switching thyristors, a discharge diode that shunt the load, and a forced switching node. Due to the excess voltage on the switching capacitor, these converters have increased switching energy losses.

Наиболее близок к изобретению преобразователь посто нного напр жени , содержащий импульсный трансформатор, начало первичной обмотки которого через последовательно соединенные коммутирующие дроссель и конденсатор, а конец - через стабилитрон и конденсатор соединены со входным зажимом, подключенным через встречно-последовательно соединенные силовой тиристор и раздехзгтельный диод к началу и через вспомогательный тиристор - к концу вторичной обмотки, Closest to the invention, a DC converter contains a pulse transformer, the beginning of the primary winding of which is connected through a series-connected switching choke and a capacitor, and the end is connected via a Zener diode and a capacitor to an input terminal connected through an oppositely connected power thyristor and a separate diode to the beginning and through the auxiliary thyristor - to the end of the secondary winding,

соединенной с началом первичной обмотки и обратным диодом.connected to the beginning of the primary winding and reverse diode.

Недостатком преобразовател вл ютс значительные коммутационные потери энергии, обусловленные повышенной установленной мощностью конденсаторов узла емкостной коммутации, что приводит к снижению к.п.д.A disadvantage of the converter is a significant switching energy loss due to the increased installed capacity of the capacitors of the capacitive switching node, which leads to a decrease in efficiency.

Цель изобретени - повьцпение кл.д. за счет уменьшени коммутационных потерь энергии в конденсаторах узла емкостной коммутации.The purpose of the invention is a view of the price tag. by reducing switching energy losses in the capacitors of the node capacitive switching.

Это достигаетс тем, что. в известном преобразователе посто нного напр жени первична обмотка импульсного трансформатора снабжена двум согласно последовательно включенными секци ми, начало первой и конец второй которых соединены с анодом обратного диода, а начало второй - с катодом вспомогательного тиристора и концом вторичной обмотки, а также через цепочку, состо щую из резистора и обратно включенного диода, - с концом первичной обмотки, св занным с точкой соединени коммутирующих дроссел и конденсатора через блокирующий конденсатор.This is achieved by the fact that. In the known DC / DC converter, the primary winding of the pulse transformer is equipped with two consistently connected sections, the beginning of the first and the end of the second of which are connected to the anode of the return diode, and the beginning of the second to the cathode of the auxiliary thyristor and the end of the secondary winding, as well as through a chain from a resistor and a diode in reverse, with the end of the primary winding connected to the junction point of the switching throttle and the capacitor through a blocking capacitor.

На чертеже дана схема преобразовател посто нного напр жени .The drawing is a constant voltage converter circuit.

Преобразователь содержит силовой управл емый вентиль 1, соединенный с нагрузкой 2, котора шунтирована разр дным диодом 3. Параллельно вентилю 1 подключен вспомогательный улравл ег ый вентиль 4, соединенный через вторичную обмотку 5 импульсного трансформатора 6 и разделительный диод 7 с нагрузкой 2. Параллельно вентилю 4 через дополнительную секцию 8 первичной обмотки импульсного трансформатора 6 подсоединен обратный диод 9. Соединенные последовательно коммутирующий конденсатор 10 и коммутирующий дроссель 11 подсоединены параллельно обратному диоду 9 через дополнительную секцию 12 первичной обмотки импульсного трансформатора 6. Параллельно конденсатору 10 через блокирующий конденсатор 13 подсоединен фильтровой конденсатор 14. К общей точке блокирующего и фильтрового конденсаторов подсоединена первична обмотка секции 15 импульсного трансформатора 6 и размагничивающа цепочка, состо ща из последовательно соединенных диода 16 и резистора 17, второй вьшод резистора 17 подсоединен к общей точке первичной и вторичной обмоток импульсного трансформатора.The converter contains a power controlled valve 1 connected to the load 2, which is shunted by the discharge diode 3. Parallel to the valve 1, an auxiliary control valve 4 is connected, connected via the secondary winding 5 of the pulse transformer 6 and the separation diode 7 to the load 2. Parallel to the valve 4 through an additional section 8 of the primary winding of the pulse transformer 6, a reverse diode 9 is connected. A series-connected switching capacitor 10 and a switching choke 11 are connected in parallel with The active diode 9 is through an additional section 12 of the primary winding of the pulse transformer 6. Parallel to the capacitor 10, a filter capacitor 14 is connected to the common point of the blocking and filter capacitors of the primary transformer of the pulse transformer 6 and demagnetizing circuit consisting of series-connected diodes 16 and resistor 17, the second output of resistor 17 is connected to a common point of the primary and secondary windings of the pulse transformer.

Преобразователь работает следующим образом. При подаче напр жени питани коммутирующий конденсатор 10 зар жаетс через дроссель 11 секции 12,8 первичной обмотки импульсного трансформатора 6, разделительный диод 7 и нагрузку 2. Одновременно происходит зар д фильтрового конденсатора 14. С включением силового управл емого вентил 1 к нагрузке 2 прикладываетс напр жение питани и протекает выходной ток. При включении вспомогательного вентил 4 зар женный конденсатор 14 подключаетс к секци м 15,12,8 первичной обмотки импульсного трансформатора и на вторичной обмотке 5 возникает напр жение переключени , которое переводит ток с силового вентил 1 на вспомогательный вентиль 4. Одновременно с включением вентил 4 нашнаетс колебательньш процесс перезар да конденсатора 10 в L С - контуре. При этом из напр жени на конденсаторе 10 вычитаетс напр жение секций 12, 8 первичной обмотки импульсного трансформатора, снижа переменную составл ющую напр жени на коммутирующем конденсаторе 10. Коммутационные потери энергии, св занные с величиной переменной составл ющей напр жени , таким образом снижаютс , и это дает возможность уменьшить установленную мощность коммутирующего конденсатора 10, выбира его на меньщее рабочее напр жение.The Converter operates as follows. When the supply voltage is applied, the switching capacitor 10 is charged through the choke 11 of the section 12.8 of the primary winding of the pulse transformer 6, the separation diode 7 and the load 2. At the same time, the filter capacitor 14 is charged. When the power controlled valve 1 is turned on, the load 2 is applied power supply and output current flows. When the auxiliary valve 4 is turned on, the charged capacitor 14 is connected to sections 15,12,8 of the primary winding of the pulse transformer and a switching voltage occurs on the secondary winding 5, which transfers current from the power valve 1 to the auxiliary valve 4. Simultaneously with turning on the valve 4, it is found oscillatory process of recharging capacitor 10 in the L C - circuit. In this case, the voltage on the capacitor 10 subtracts the voltage of the sections 12, 8 of the primary winding of the pulse transformer, reducing the variable component of the voltage on the switching capacitor 10. The switching energy loss associated with the variable component of the voltage is thus reduced, and This makes it possible to reduce the installed power of the switching capacitor 10 by selecting it for a lower operating voltage.

После изменени пол рности напр жени на конденсаторе 10 его нарастающий отрицательный ток начинает уменьщать до нул ток вспомогательного вентил 4. Избыток емкостного тока над током нагрузки будет замыкатьс через диод 9. Введением э.д.с. секции 8 первичной обмотки импульсного трансформатора 6 в цепь обратного диода 9 на вспомогательный вентиль 4 подаетс After changing the polarity of the voltage on the capacitor 10, its increasing negative current begins to decrease to zero the current of the auxiliary valve 4. The excess of capacitive current over the load current will be closed through diode 9. The introduction of emf. the primary winding section 8 of the pulse transformer 6 is fed to the auxiliary diode circuit 9 to the auxiliary valve 4

дополнительное обратное напр жение. Это приводит к уменьщению схемного времени вьпслючени , необходимого дл восстановлени управл емости вспомогательного вентил 4. Повыщение величины обратного напр жени на вспомогательном венТ1ше 4 позвол ет уменьдшть установленную мощность коммутирующего конденсатора.additional reverse voltage. This leads to a decrease in the circuit time required for restoring the control of the auxiliary valve 4. Increasing the magnitude of the reverse voltage on the auxiliary fan 4 above allows for a decrease in the installed power of the switching capacitor.

Введение блокирующего конденсатора 13 дл св зи конденсаторов 10 и 14 приводит к снижению переменной составл ющей напр жени на фильтровом конденсаторе 14, так как трансформируемый ток колебательного контура замьпсаетс через блокирующий конденсатор 13. Одновременно снижаетс величина фильтрового конденсатора 14, так как параллельно ему оказьшаютс подключенными эквивалентны конденсаторы 10 и 13. Таким образом, включение блокируюц го конденсатора позвол ет снизить установленную мощность и фильтрового конденсатора, уменьща установленную мощность конденсаторов узла емкостной коммутации в целом.The introduction of a blocking capacitor 13 for coupling capacitors 10 and 14 leads to a decrease in the variable component voltage on the filter capacitor 14, since the transformable current of the oscillating circuit is lost through the blocking capacitor 13. At the same time, the size of the filter capacitor 14 is reduced, since in parallel it turns out to be connected equivalent capacitors 10 and 13. Thus, the inclusion of a blocked capacitor reduces the installed power and the filter capacitor, reducing Capacitor switching node capacitors as a whole.

Когда отрицательньш емкостной ток снова станет равным току, протекавщему через вспомогательньш вентиль 4, диод 9 выключаетс . К этому моменту основной вентиль 1 и вспомогательный вентиль 4 выключены, происходит дозар д конденсатора 10 за счет энергии, накопленной в дросселе при протекании выходного тока. Затем напр жени на конденсаторах 10 и 14 выравниваютс и начинаетс размагничивание сердечника импульсного транформатора 6 через цепочку, состо щую из диода 16 и резистора 17. Энерги , накопленна в магнитном поле сердечника трансформатора 6, рассеиваетс в резисторе 17.When the negative capacitive current again becomes equal to the current flowing through the auxiliary valve 4, the diode 9 is turned off. At this point, the main valve 1 and the auxiliary valve 4 are turned off, the discharge of the capacitor 10 occurs due to the energy accumulated in the choke during the flow of the output current. Then the voltages on the capacitors 10 and 14 equalize and the demagnetization of the core of the pulse transformer 6 begins through a chain consisting of a diode 16 and a resistor 17. Energy stored in the magnetic field of the core of the transformer 6 is dissipated in the resistor 17.

При последующем включении силового вентил 1 процессы в схеме преобразовател повтор ютс .When the power valve 1 is turned on again, the processes in the converter circuit are repeated.

Claims

Invention Formula

A constant-voltage converter containing a pulse transformer, the beginning of the primary winding of which is connected through a series-connected switching choke and capacitor, and the end is connected through a filter capacitor to an input terminal connected through an oppositely connected power thyristor and a 1sd splitter to the beginning and through an auxiliary thyristor - towards the end of the secondary winding, the primary winding being connected to a reverse diode, characterized in that, in order to increase the efficiency, the primary winding a pulse transformer is equipped with two sections of sequentially connected, the beginning of the first and the end of the second of which are connected to the anode of the return diode, and the beginning of the second to the cathode of the auxiliary thyristor and the end of the secondary winding, as well as through a chain consisting of a resistor and a reversely connected diode, - with the end of the primary winding connected to the junction point of the switching throttle and the capacitor through the blocking capacitor.