SU928320A1

SU928320A1 - Stabilizing ac to dc voltage converter

Info

Publication number: SU928320A1
Application number: SU802922584A
Authority: SU
Inventors: Николай Алексеевич Синев; Эдгар Иванович Федяев
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4367
Priority date: 1980-05-08
Filing date: 1980-05-08
Publication date: 1982-05-15

Description

( ) СТАБИЛИЗИРУЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ() STABILIZER FOR VOLTAGE VOLTAGE TO PERMANENT

Изобретение относитс к преобразовательной технике и может быть использовано в многоканальных источ никах питани . Известны централизированные сист мы питани , имеющие не один, а многоканальный выход Cl 1. Однако использование вторичных источников питани с центральным стабилизированным инвестом с тоансФооматором на выходе огоаничиваетс невозможностью охватить общей обратной св зью все каналы. Поэтому при достаточно больших коэффициён-, тах стабилизации по входному напр жению выходное сопротивление и токи каналов целиком определ ютс параметрами цепи каждого канала и в р де случаев не удовлетвор ют предъ вл емым требовани м , что приводит к необходимости автономной (по каждому каналу) стабилизации н р жени . При этом каждый канал выпо н етс в виде стабилизированного преобразовател переменного напр жени в посто нное. Известен также стабилизирующий преобразователь переменного напр жени в посто нное, содержащий сило вой трансформатор и управл емый выпр митель , состо щий из диодов, вольтдобавочного трансформато|}а и регулирующего транзистора с блоком управлени tzi. Недостатком этого стабилизирующего преоЬразовател вл етс наличие дополнительного вольтдобавочного трансформатора, который усложн ет схему и ухудшает технологию производства . Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс стабилизирующий преобразователь переменного напр жени в посто нное, содержащий трансформатор с первичной обмоткой, подключенной к входным зажимам преобразовател , по меньшей мере одной вторичной обмоткой, LCфилЬтр , выходом соединенный с выходными зажимами преобразовател , а вхо дом - с выходом первого выпр мител , и через транзисторный ключ - с выходом второго выпр мител , и допблнительный конденсатор, причем вход первого выпр мител подключен ко вторичной обмотке трансформатора, а управл ющий вход транзистора - к выходу блока управлени , состо щего из модул тора и усилител и соеди ненного входом с выходными зажимами преобразовател 13 : -Недостатком этого преобразовател вл етс низкий КПД, что обусловлено большими потер ми в транзисторе как в режиме насыщени , так и И режи ме переключени , поскольку транзисто рассчитан на полный ток нагрузка. Цель изобретени - повышение КПД преобразовател . Цель достигаетс тем, что в стаби лизирующем преобразователе переменного напр жени в посто нное, содержащем трансформатор с первичной обмоткой , подключенной к входным зажи мам преобразовател , по меньшей мере одной вторичной обмоткой, LC-фильтр, выходом соединенный с выходными зажимами преобразовател , а входом с выходом первого выпр мител и через транзисторный ключ - с выходом второго выпр мител , и дополнительный кoндe icaтop, причем вход первого вып р мител подключен к В7оричной обмотке трансформатора, а управл ющий вход транзисторного ключа ,. к выходу блока управлени , состо щего из модул тора и усилител и соединенного входом с выходными зажимами преобразовател , указанный дополнительный конденсатор подключен к выходу второго выпр мител , вход которого подключен к указанной вторичной обмотке трансформатора, а блок управлени снабжен .синхронизирующим входом, который подключен к выходу первого выпр мител . фиг. 1 предст влеКа Т1ринципи.ал на электрическа схем с1-абилизйрр ванного преобразовател переменного напр жени в посто нное; на фиг,2временные диаграммы, по сн ющие его принцип действи . На фиг. t схематически изображен стабилизирующий преобразователь qepe менного напр жени в посто нное, кот рый содержит трансформатор 1, первич ную обмотку трансформатора 2, вторичную обмотку трансформатора 3, первый выпр митель k, второй выпр митель 5, дополнительный конденсатор 6, транзисторный ключ 7, блок управлени 8, модул тор 9, усилитель 10, дроссель 11, конденсатор LC-фильтра 12. входные зажимы преобразовател 13, выходные зажимы преобразовател I. На фиг. 2 представлена форма напр жени на входе LC-фильтра: а - при закрытом транзисторном ключе 7; б - импульсы синхронизации, поступающие на вход модул тора 9; в - диаграмма сравнени сигналов в модул торе 9; г - , отпирающие импульсы на управл ющем входе транзисторного ключа 7, д,еформа напр жени на входе LC-фильтра при различных режимах ,р,аботы транзисторного ключа 7; врем паузы между импульсами входного напр жени ; J- период входного напр жени . Стабилизирующий преобразователь содержит трансформатор 1 с первичной 2 и вторичной 3 обмотками. Выпр мители 4 и 5 собраны по двухполупериодной схеме со средней точкой, на выходе второго выпр мител 5 включен дополнительный конденсатор 6. Силова цепь транзисторного ключа 7 соедин ет выход второго выпр мител 5 со входом LC-фильтра 12. Блок управйени 8 .состоит из модул тора 9 и усилител 10 обратной св зи, выход блока управлени 8 соединен с управл ющим входом транзисторного ключа 7. Преобразователь работает следующим образом. При подключении входных зажимов 13 к источнику переменного напр жени пр моугольной формы с паузой на нуле длительностью Т(такое напр жение часто бывает на выходе стабилизированных инверторов) на выходе первого выпр мител k по вл етс напр жение всоответствии с фиг. 2а. Транзисторный ключ 7 работает в режиме широтно-импульсной модул ции только в течение паузы Т , врем открытого состо ни транзисторного ключа 7 определ етс сигналом с выхода блока управлени 8 (фиг. 2г), который образуетс путем сравнени в модул торе 9 сигнала обратной св зи с выхода усилител 10 с пилообразным сигналом. При уменьшении выходного напр жени стабилизированного преобразовател уменьшаетс сигнал обратной св зи и длительность- включенного состо ни транзисторного ключа 7 возрастает (фиг. 2е). Граничные режимы работы транзисторного ключа 7 И соотношение паузы Т к длительности полупериода рабочего напр жени Т/2 определ ют диапазон регулировани выходного напр жени или допустимую величину дестабилизирующих факторов (изменение нагрузки, температуры и пр.), при которых обеспечиваетс стабилизаци выходного напр жени .The invention relates to converter technology and can be used in multichannel power supplies. Centralized power supply systems are known, having not one, but a multichannel output Cl 1. However, the use of secondary power sources with a centrally stabilized investor with a output camera at the output results in the inability to reach all channels with a common feedback. Therefore, at sufficiently large stabilization factors, max, at the input voltage, the output resistance and the channel currents are entirely determined by the circuit parameters of each channel and in a number of cases do not satisfy the requirements, which leads to the need for autonomous (for each channel) stabilization at p. In this case, each channel is output in the form of a stabilized AC-DC converter. Also known is a stabilizing AC-to-constant voltage converter containing a power transformer and a controlled rectifier consisting of diodes, an additional voltage transformer and a control transistor with a control unit tzi. The disadvantage of this stabilizing transducer is the presence of an additional boost transformer, which complicates the circuit and impairs the production technology. The closest to the invention to the technical essence is a stabilizing AC voltage to DC converter containing a transformer with a primary winding connected to the input terminals of the converter, at least one secondary winding, LCfilter, output connected to the output terminals of the converter, and the input with the output of the first rectifier, and through a transistor switch - with the output of the second rectifier, and a dongle capacitor, with the input of the first rectifier connected to the secondary winding t and the control input of the transistor - to the output of the control unit consisting of a modulator and an amplifier and connected to the output terminals of the converter 13: The disadvantage of this converter is low efficiency due to large losses in the transistor as in the saturation mode and the switching mode, since the transistor is designed for the full load current. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the converter. The goal is achieved by the fact that in a stabilizing AC voltage to DC converter containing a transformer with a primary winding connected to the input terminals of the converter, at least one secondary winding, an LC filter, an output connected to the output terminals of the converter, and an input to the output of the first rectifier and through a transistor switch - with the output of the second rectifier, and an additional icotop, the input of the first distributor connected to the V7-type transformer winding, and the control input of the transistor orny key,. The output of the control unit, consisting of a modulator and an amplifier and connected by an input to the output terminals of the converter, is an additional capacitor connected to the output of the second rectifier, whose input is connected to the specified secondary winding of the transformer, and the control unit is equipped with a synchronizing input that is connected to exit first straightener. FIG. 1 input T1 principle on the electrical circuits of the c1-voltage converter of the alternating voltage into a constant; Fig. 2 are time diagrams explaining its principle of operation. FIG. t schematically depicts a stabilizing converter qepe of a voltage into a constant voltage, which contains transformer 1, primary winding of transformer 2, secondary winding of transformer 3, first rectifier k, second rectifier 5, additional capacitor 6, transistor switch 7, control unit 8, the modulator 9, the amplifier 10, the choke 11, the capacitor of the LC filter 12. the input terminals of the converter 13, the output terminals of the converter I. In FIG. Figure 2 shows the voltage form at the input of the LC filter: a - with the transistor switch 7 closed; b - synchronization pulses arriving at the input of the modulator 9; c is a comparison diagram of signals in modulator 9; d - unlocking pulses at the control input of the transistor switch 7, d, the form of the voltage at the input of the LC filter at various modes, p, the operation of the transistor switch 7; pause time between input voltage pulses; J is the input voltage period. Stabilizing converter contains transformer 1 with primary 2 and secondary 3 windings. Rectifiers 4 and 5 are assembled on a full-wave circuit with a midpoint, the output of the second rectifier 5 includes an additional capacitor 6. A power circuit of the transistor switch 7 connects the output of the second rectifier 5 to the input of the LC filter 12. The control unit 8 consists of a module torus 9 and feedback amplifier 10; the output of control unit 8 is connected to the control input of transistor switch 7. The converter operates as follows. When the input terminals 13 are connected to a rectangular-shaped AC voltage source with a zero-pause duration T (such voltage is often at the output of stabilized inverters), the voltage at the output of the first rectifier k appears in accordance with FIG. 2a The transistor switch 7 operates in the pulse-width modulation mode only for a pause T, the open time of the transistor switch 7 is determined by the signal from the output of the control unit 8 (Fig. 2d), which is formed by comparing the feedback signal in modulator 9 from the output of the amplifier 10 with a sawtooth signal. When the output voltage of the stabilized converter decreases, the feedback signal decreases and the duration of the on state of transistor switch 7 increases (Fig. 2e). The boundary modes of operation of the transistor switch 7 And the ratio of the pause T to the duration of the half-period of the operating voltage T / 2 determines the control range of the output voltage or the allowable amount of destabilizing factors (load change, temperature, etc.) at which the output voltage is stabilized.

Мощность канала регулировани , состо щего из второго выпр мител 5, конденсатора 6 и транзисторного ключа 7 определ етс указанными дестабилизирующими факторами и составл ет 5-10% от мощности нагрузки.The power of the control channel, consisting of the second rectifier 5, the capacitor 6 and the transistor switch 7, is determined by these destabilizing factors and is 5-10% of the load power.

Таким образом, предложенный стабилизирующий преобразователь переменного напр жени в посто нное позвол ет обеспечивать удовлетворительную стабилизацию выходного напр жени при малых потер х в .цепи регулировани , что делает целесообразным его использование при построении многоканальных источников питани .Thus, the proposed AC voltage stabilizing converter allows a satisfactory stabilization of the output voltage at low losses in the control circuit, which makes it advisable to use it in the construction of multichannel power sources.

формула изобретени invention formula

Стабилизирующий преобразователь переменного напр жени в посто нное , содержащий -црансформатор с первичной обмоткой, подключенной к /входным зажимам преобразовател , по -/меньшей мере одной вторичной обмоткой , LC-фильтр, выходом соединенный с выходными зажимами преобразовател ,, а входом - с выходом первого выпр мител и через транзисторный ключ - с выходом второго выпр мител , и дополнительный конденсатор, причем вход первого выпр мител подключен к вто-ричной обмотке трансформатора, а управл ющий вход транзисторного ключа - к выходу блока управлени , состо щего из модул тора и усилител и соединенного вхооом с выходными зажимами преобразовател , отличающийс тем, что, с целью повышени КПД преобразовател ,указанный дополнительный конденсатор подключен к выходу второго выпр мител , вход которого подключен к указанной вторичной обмотке, трансформатора, а блок управлени снабжен синхронизирующим входом, который .подключен к выходу первого выпр мител . AC voltage to constant voltage converter containing a transformer with a primary winding connected to the converter input terminals, at / / at least one secondary winding, LC filter, output connected to the output terminals of the converter, and the input with the output of the first rectifier through a transistor switch - with the output of the second rectifier, and an additional capacitor, the input of the first rectifier connected to the secondary winding of the transformer, and the control input of the transistor switch - to the output a control unit consisting of a modulator and an amplifier and connected to the output terminals of the converter, characterized in that, in order to increase the efficiency of the converter, said additional capacitor is connected to the output of the second rectifier, whose input is connected to the specified secondary winding, transformer, and the control unit is provided with a synchronization input, which is connected to the output of the first rectifier.

Источники информации, прин тые во внимание при,экспертизеSources of information taken into account during the examination

1.Ромаш Э. М. ТрАцзисторные преобразователи в устройствах питани радиоэлектронной аппаратуры. М, ;Энерги . 1975, с. 109-111. рис.,1.Romash E.M. Transistor Converters in Radioelectronic Power Supplies. M,; Energy. 1975, p. 109-111. fig,

з-.h-

2.Авторское свидетельство СССР N 672621, кл. G 05 F 1/5б,1979.2. Authors certificate of the USSR N 672621, cl. G 05 F 1 / 5b, 1979.

3.Горбач А. В,., Гул ко ви1Г Г. И. Интегрально-гибридный многоканальный ВЦП. Сб. Электронна техника в автоматике . Под ред. Ю. И. .Конева. М., Советское радио, 1975 вып. 7,3.Gorbach A.V.,., Humble GI I. Integrally-hybrid multichannel TDC. Sat Electronic technology in automation. Ed. Yu. I. Konev. M., Soviet Radio, 1975 vol. 7,

с. 7, рис. 3..with. 7, fig. 3 ..

0ti9.20ti9.2

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A stabilizing AC / DC converter, primary / input, containing a transformer with rewinding connected to the terminals of the converter, according to

FIG. 1

928320 6, LC filter, connected by an output to the output terminals of the converter, and by an input to the output of the first rectifier and through a transistor switch with the output of the second rectifier, and an additional capacitor, the input of the first rectifier connected to the secondary winding of the transformer, and the control input transistor switch - to the output control unit consisting of a modulator and an amplifier, and an input connected to the output inverter connection, characterized in that, in order to improve efficiency of the converter, said additional ¹⁰ condensers connected to the output of the second rectifier input of which is connected to said secondary winding of the transformer, and the control sinhroniziruvhodom provided which is connected to the rectifier vypervogo.