SU836736A1

SU836736A1 - Dc voltage converter

Info

Publication number: SU836736A1
Application number: SU792752401A
Authority: SU
Inventors: Юрий Григорьевич Басин; Юрий Анисимович Гриц; Владилен Иванович Исаченко; Анатолий Александрович Симонов
Original assignee: Предприятие П/Я А-7797
Priority date: 1979-03-20
Filing date: 1979-03-20
Publication date: 1981-06-07

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ(54) CONSTANT VOLTAGE CONVERTER

Изобретение относитс к статическим полупроводниковым преобразовател м посто нного напр жени в посто нное с промежуточным преобразованием в переменный ток и устройствам.автоматического управлени .This invention relates to static semiconductor DC / DC converters with intermediate conversion to alternating current and automatic control devices.

Известны преобразователи, посто нного напр жени с широким диапазоном выходной мощности, составленные из р да одинаковых преобразовательных чеек малой номинальной мощности, кажда со своим выходным трансформатором , выпр мительными диодами и фильтром Ячейки соединены параллельно по входу и выходу, включены на общую нагрузку и синхронно возбуждаютс общим задгиошим генератором. В состав указанных преобразователей вход т датчик тока нагрузки и коммутатор , Представл ющий собой набор пороговых элементов с ключами, коммутирующими напр жение возбуждени чеек. Выходное напр жение выпр мител датчика тока подаетс на вход коммутатора который включает в работе необходимой число чеек в зависимости от величины тока нагрузки l, l2, З.Converters of a constant voltage with a wide range of output power, made up of a series of identical converter cells of small nominal power, are known, each with its output transformer, rectifying diodes and filter. The cells are connected in parallel in the input and output, connected to a common load and synchronously excited common generator. These transducers include a load current sensor and a switch, which is a set of threshold elements with keys that switch the excitation voltage of the cells. The output voltage of the current sensor rectifier is supplied to the input of the switch which includes the required number of cells depending on the load current l, l2, З.

Недостатком таких преобразователей вл етс их низкий КПД. обусловленный тем, что в результате того, что преобразователь составлен из р да чеек, КПД выходного трансформатора каждой чейки будет ниже, чем КПД трансформатора, рассчитанного на полную мощность преобразовател , причем КПД падает с уменьшением номинальной мощн-ОЙ г и чейки. Это объ сн етс снижением добротности опти0 мального трансформатора при уменьшении его габаритной мощности. Вжсодна мощность задающего генератора должна быть рассчитана на одновременное возбуждение всех чеек преобразовател , хот все чейку включаютс лищь в .редких случа х достижени предельной мощности преобразовател . Поэтому средний КПД задающего генератора будет заведомо низким.The disadvantage of such converters is their low efficiency. due to the fact that the converter is made up of a number of cells, the efficiency of the output transformer of each cell will be lower than the efficiency of the transformer, designed for the full power of the converter, and the efficiency will decrease with decreasing nominal power-OY g and cell. This is explained by a decrease in the quality factor of an optimal transformer with a decrease in its overall power. The power of the master oscillator must be designed to simultaneously excite all the cells of the converter, although all the cells turn on only in rare cases when the maximum power of the converter is reached. Therefore, the average efficiency of the master oscillator will be deliberately low.

00

Наиболее близким к предлагаемому преобразователю . вл етс ; преобразователь посто нного напр жени , содержащий п преобразовательных чеек,соединенных параллельно по входу и выходу и подключенных к выходным трансформаторам с отводом от средней точки вторичной обмотки и выпр мительными диодами, датчик токаClosest to the proposed converter. is; a constant voltage converter containing n converter cells connected in parallel in the input and output and connected to the output transformers with a tap from the middle point of the secondary winding and rectifying diodes, current sensor

0 нагрузки и управл емый им коммутаор напр жени возбуждени в виде пороговых элементов с ключами И.0 load and the switch of the excitation voltage controlled by it in the form of threshold elements with keys I.

Недостаток этого Преобразовател акже низкий КПД.The disadvantage of this Converter is also low efficiency.

Цель изобретени - повышение КПД преобразовате ,The purpose of the invention is to increase the efficiency of the converter,

Этодостигаетс тем, что отношение мощностей каждой последующей чейки и соответственной предыдущей больше единицы, например значени выходной мощности чеек могут быть подчинены закону возрастающей геометрической прогрессии. Поскольку в этом случае габаритна мощность выходного трансформатора каждой последующей чейки будет соответственно больше, чем предыдущей, то и добротность трансформатора будет выше, Таким образом, при той же общей.модности и суммарной массе трансформаторов его средний КПД возрастает по сравнению с КПД преобразовател , составленного из идентичных: чеек. Кроме того, дл повышени стабильности вьаходного напр жени выходные трансформаторы чеек выполнены с возрастающим коэффициентом трансформации , причем добавка коэффициента .трансформации каждой чейки, начина со второй, пропорциональна номинальной мощности чейки.This is achieved by the fact that the ratio of the powers of each subsequent cell and the corresponding previous one is greater than one, for example, the values of the output power of the cells may be subject to the law of increasing geometric progression. Since in this case the overall power of the output transformer of each subsequent cell will be correspondingly larger than the previous one, then the quality factor of the transformer will be higher. Thus, with the same total modulus and total mass of transformers, its average efficiency increases as compared to the efficiency of the converter made of identical: cells. In addition, to improve the stability of the input voltage, the output transformers of the cells are made with an increasing transformation ratio, with the addition of the transformation ratio of each cell, starting with the second one, proportional to the nominal cell power.

Ячейки могут быть включены последовательно по возбуждению, так что кажда предыдуща чейка р да возбуждает последнюю. Это позвол ет значительно уменьшить мощность задающего генератора (так как ему необходимо возбуждать только первую чейку р да) и тем повысить КПД преобразовател , В некоторых случа х перва чейка может быть переведена в режим Ссшовозбуждени и сама играть роль задающего генератора.The cells can be switched on in series on excitation, so that each previous cell in a row excites the last one. This makes it possible to significantly reduce the power of the master oscillator (since it only needs to excite the first cell of the row) and thereby increase the efficiency of the converter. In some cases, the first cell can be switched to the C-mode and play the role of the master oscillator itself.

Датчик тока нагрузки мажет быть выполнен в виде трансформатора тока, первична обмотка которого имеет отвод o-f средней точки, подключенный к одному из входов общего выходного фильтра преобразовател , два крайних вывода обмотки подключены к соединенным вместе выводам одноименных выпр мительных диодов каждой чейки йторична обмотка присоединена к выпр мителю напр жени датчика , а средние точки вторичных обмоток выходных трансформаторов каждой чейки соединены вместе и подключены к второму входу общего выходного фильтра преобразовател . Этим исключаетс расход мощности задающего генератора на питание датчика тока нагрузки и также повышаетс КПД преобразовател .The load current sensor can be made in the form of a current transformer, the primary winding of which has a midpoint outlet connected to one of the inputs of the common output filter of the converter, the two extreme winding terminals are connected to the terminals of the same name of the rectifier diodes of each cell connected to each other. the voltage sensor of the sensor, and the middle points of the secondary windings of the output transformers of each cell are connected together and connected to the second input of the common output filter spinner This eliminates the power consumption of the master oscillator to power the load current sensor and also increases the efficiency of the converter.

На чертеже изображена электрическа принципиальна схема преобразовател .The drawing shows an electrical circuit diagram of a converter.

Преобразователь состоит из задающего генератора 1 и преобразовательных чеек 2, питаемых от песвичногоThe converter consists of master oscillator 1 and converter cells 2, fed from sand

источника энергии. Ячейки 2 снабжены выходными трансформаторами 3 и выпр мительными диодами 4, Последовательно в цепь пульсирующего тока нагрузки включен трансформатор тока 5 с выпр мителем 6, Выходное напр жение преобразовател сглаживаетс фильтром 7, Выход выпр мител б подключен к коммутаторам 8, состо щему из пороговых элементов 9 с ключами. Уровни срабатывани пороговых элементов пропорциональны выбраным значени м номинальной мощности чеек, energy source. Cells 2 are equipped with output transformers 3 and rectifying diodes 4. A current transformer 5 with a rectifier 6 is sequentially connected to the pulsating load current circuit. The output voltage of the converter is smoothed by a filter 7. with keys. The trigger levels of the threshold elements are proportional to the selected values of the nominal cell power,

Возможны два варианта применени преобразовател , В .первом варианте нагрузка в паузах отключена от преобразовател , работает только задающий генератор 1, который поддерживает в зар женном состо нии конденсаторы фильтра 7 (на чертеже цепь зар да конденсаторов не показана) , Во втором варианте нагрузка посто нно подключена и в промежутках между сеансами работы потребл ет относительно небольшую дежурную мощность. Эта мощность обеспечиваетс первой чейкой, котора может в этом слу.чае работать в режиме самовозбуждени , и тогда задающий генератор 1 и первый пороговый элемент 9 могут быть исключены из преобразовател .There are two possible applications of the converter. In the first embodiment, the load in the pauses is disconnected from the converter, only the master oscillator 1 operates, which maintains the filter capacitors 7 in the charged state (in the drawing, the charge circuit of the capacitors is not shown). In the second variant the load is constant connected and in the intervals between work sessions consumes relatively small power on duty. This power is provided by the first cell, which can then operate in self-excitation mode, and then the master oscillator 1 and the first threshold element 9 can be excluded from the converter.

Claims

Invention Formula

1, A constant-voltage converter containing h converter cells connected in parallel in the input and output, connected to output transformers with outlets from the secondary point of the secondary winding and rectifying diodes, load current sensor and its control voltage switch in the form of threshold elements with keys, on. and l and h and n and. with the fact that, in order to increase the efficiency of the device, the power ratio of each subsequent cell and the corresponding previous one is greater than one,

2, the converter according to claim 1, in which, in order to increase the stability of the output voltage., The output transformers of the cells are made with an increasing transformation coefficient, with the addition of the transfer coefficient of each cell, starting with the second, proportional to the nominal power of the cell,

Sources of information taken into account in the examination

1, Sat. Modern tasks of transforming technology, 4.2Kyiv: IED of the Ukrainian Academy of Sciences Academy of Sciences, 1975, p., 371-379,

2.Sb. Devices of secondary power supplies REA, -M,

MDNTP them. F.E. Dzerzhinsky, 1976, G.32-36.

3. Moin B.C., Laptev N.N. Stabilized transistor converters. M .: Energie, 1972, p. 4750 ..

4. Sat. ETVA 8.-M ,: Sov.radio, pp.108-114.