SU951592A1

SU951592A1 - Stabilized step-down ac converter

Info

Publication number: SU951592A1
Application number: SU803003894A
Authority: SU
Inventors: Владимир Алексеевич Поляков; Алексей Михайлович Кашкаров
Original assignee: Предприятие П/Я А-1736
Priority date: 1980-11-13
Filing date: 1980-11-13
Publication date: 1982-08-15

Description

(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПОНИЖАЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ(54) STABILIZED BELOW CONVERTER VOLTAGE CONVERTER

1one

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках электропитани дл понижени и стабилизации посто нного напр жени .The invention relates to electrical engineering and can be used in secondary power sources to reduce and stabilize a constant voltage.

Известен понижающий преобразователь 5 посто нного напр жени , содержащий два транзистора и два диода и два конденсатора , поочередно зар жаемых от источника питани и разр жаемых на нагрузку 1.A known step-down DC-DC converter 5 contains two transistors and two diodes and two capacitors alternately charged from the power source and discharged to the load 1.

Недостатком данного преобразовател 1° вл етс изолированность выводов нагрузки относительно источника питани , что ограничивает область его использовани .The disadvantage of this 1 ° transducer is the isolation of the load pins relative to the power source, which limits its use.

Известен также понижающий преобразователь посто нного напр жени , содержа- j щий четыре управл емых ключа, соединенные по схеме мостового инвертора, первый входной вывод которого соединен с первым входным выводом преобразовател , и четыре диода, соединенные по схеме мостового выпр мител , первый выходной вывод которого соединен с первым выходным выводом преобразовател , второй выходной вывод - со вторым входным и вторым вы- . ходным выводами преобразовател , а каждый из входных выводов - через конденсатор с соответствующим выходным выводом инвертора 2.Also known is a step-down DC-DC converter containing j four controlled keys connected in a bridge inverter circuit, the first input terminal of which is connected to the first input terminal of the converter, and four diodes connected according to the bridge rectifier circuit whose first output terminal connected to the first output pin of the converter, the second output pin to the second input and the second output. the input pins of the converter, and each of the input pins - through a capacitor with a corresponding output output of the inverter 2.

В данном преобразователе нагрузка и источник питани имеют один объединенный вывод. Выходное напр жение преобразовател имеет повышенные пульсации вследствие неидентичности падени напр жени на ключах и диодах.In this converter, the load and power supply have one combined output. The output voltage of the converter has increased ripple due to the non-identical voltage drop across the keys and diodes.

Цель изобретени - повыщение качества выходного напр жени .The purpose of the invention is to increase the quality of the output voltage.

Цель достигаетс тем, что в преобразователь введен регулирующий транзистор, включенный между вторым входным выводом инвертора и первым выходным выводом выпр мител .The goal is achieved in that a control transistor is connected to the converter, connected between the second input terminal of the inverter and the first output terminal of the rectifier.

На чертеже показана принципиальна схема предложенного преобразовател .The drawing shows a schematic diagram of the proposed Converter.

Преобразователь содержит зар дные транзисторы 1 и 2, коллекторы которых соединены с первым входным выводом преобразовател . Эмиттеры зар дных транзисторов 1 и 2 подключены соответственно к положительным выводам конденсаторов 3 и 4, отрицательные выводы которых соединены соответственно с катодами разр дныхThe converter contains charging transistors 1 and 2, the collectors of which are connected to the first input terminal of the converter. The emitters of charge transistors 1 and 2 are connected respectively to the positive terminals of capacitors 3 and 4, the negative terminals of which are connected respectively to the discharge cathodes

диодов 5 и 6 и анодами зар дных диодов 7 и 8. Катоды диодов 7 и 8 соединены с первым выходным выводом преобразовател , а аноды диодов 5 и 6 соединены со вторым входным и вторым выходным выводами преобразовател . Коллекторы разр дных транзисторов 9 и 10 подключены соответственно к эмиттерам транзисторов 1 и 2, а эмиттеры - к коллектору регулирующего транзистора 11. Эмиттер транзистора 11 соединен с катодами диодов 7 и 8, а его база с выходом устройства управлени 12. Вход устройства управлени соединен с нагрузкой 13, подключенной к выходным выводам преобразовател .diodes 5 and 6 and anodes of charging diodes 7 and 8. The cathodes of diodes 7 and 8 are connected to the first output terminal of the converter, and the anodes of diodes 5 and 6 are connected to the second input and second output terminals of the converter. The collectors of the discharge transistors 9 and 10 are connected respectively to the emitters of transistors 1 and 2, and the emitters to the collector of the regulating transistor 11. The emitter of transistor 11 is connected to the cathodes of diodes 7 and 8, and its base is connected to the output of the control device 12. load 13 connected to the output pins of the converter.

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

В один полупериод коммутирующего напр жени открыты ключи 1 и 10 и закрыты ключи 9 и 2. Происходит зар д конденсатора 3 через ключ 1, диод 7, нагрузку 13. Зар женный в предыдущий полупериод конденсатор 4 разр жаетс через ключ 10, регулирующий транзистор 11 и диод 6 на нагрузку 13.In one half cycle of switching voltage, keys 1 and 10 are open and keys 9 and 2 are closed. Capacitor 3 is charged through key 1, diode 7, load 13. A capacitor 4 charged in the previous half period is discharged through key 10, the control transistor 11 and diode 6 on load 13.

Во второй полуперирд коммутирующего напр жени открыты ключи 2 и 9, закрыты ключи I и 10, конденсатор 4 зар жаетс через ключ 2 диод 8 и нагрузку 13, а конденсатор 3 разр жаетс на нагрузку 13 через ключ 9, транзистор 11 и диод 5.In the second half-perimeter switching voltage, keys 2 and 9 are open, keys I and 10 are closed, capacitor 4 is charged through key 2, diode 8 and load 13, and capacitor 3 is discharged to load 13 through key 9, transistor 11 and diode 5.

Следовательно, зар д конденсаторов 3 и 4 осуществл етс через нагрузку, а их разр д на нагрузку - через регулирующий элемент-транзистор 11. Если регулирующий транзистор 11 открыт полностью (при минимальном входном напр жении), то посто нна времени зар да конденсаторов 3 и 4 равна посто нной времени разр да , равной RC, где R - сопротивление нагрузки 13, а С - емкость конденсаторов 3 и 4. Поэтому напр жение на нагрузке 13 равно половине входного напр жени . При подзакрывании транзистора 11 посто нна времени разр да становитс больще посто нной времени зар да конденсаторов 3 и 4, в результате напр жени на нагрузке уменьщаетс . В случае увеличени входного напр жени или сопротивлени нагрузки 13 устройство управлени 12 выдает сигнал на подзакрывание транзистора 11, обеспечива тем самым стабилизацию напр жени на нагрузке 13 с заданной точностью .Consequently, the charge of the capacitors 3 and 4 is carried out through the load, and their discharge to the load through the regulating element-transistor 11. If the regulating transistor 11 is fully open (at the minimum input voltage), then the charge time constant of the capacitors 3 and 4 is equal to a constant discharge time equal to RC, where R is the load resistance 13 and C is the capacitance of capacitors 3 and 4. Therefore, the voltage on the load 13 is equal to half the input voltage. When transistor 11 is closed, the discharge time constant becomes longer than the charging time constant of capacitors 3 and 4, as a result of which the voltage across the load decreases. In the event of an increase in the input voltage or load resistance 13, the control unit 12 outputs a signal for the transistor 11 to back-in, thereby stabilizing the voltage on the load 13 with a predetermined accuracy.

Посто нные времени зар да (разр да) конденсаторов 3 и 4 одинаковы, поэтому ток на входе преобразовател равен половине тока нагрузки. Амплитуда тока зар да и разр да конденсаторов 3 и 4 ограничена сопротивлением нагрузки, что исключает броски зар дного тока на входе Конвертора и, следовательно, переменна составл юща входного тока приближаетс к нулю. Ограничение амплитуды зар дного и разр дного тока конденсаторов 3 и 4 до величины номинального тока нагрузки значительно уменьщает коммутационные потери в ключах 1, 2, 9 и 10, а включение регулирующего элемента только в цепь разр да конденсаторов уменьщает потери на регулирующем элементе.The constant charge (discharge) times of capacitors 3 and 4 are the same, so the input current of the converter is equal to half the load current. The amplitude of the charge and discharge current of the capacitors 3 and 4 is limited by the load resistance, which excludes inrush of charge current at the converter input and, therefore, the variable component of the input current approaches zero. Limiting the amplitude of the charge and discharge current of capacitors 3 and 4 to the value of the nominal load current significantly reduces switching losses in keys 1, 2, 9, and 10, and turning on the regulating element only in the capacitor discharge circuit reduces the losses on the regulating element.

Наличие одного регулиющего транзистора 11 исключает пульсации выходного напр жени , обусловленные неидентичностью плеч преобразовател . При пробое любого из транзисторов 1, 2, 9 и 10 транзистор 11 закрываетс и защищает нагрузку от перенапр жений.The presence of one control transistor 11 eliminates the ripple of the output voltage due to the non-identity of the transducer arms. When any of the transistors 1, 2, 9 and 10 is broken, the transistor 11 closes and protects the load from overvoltages.

Claims

1. USSR author's certificate No. 442558, cl. H 02 M 3/18, 1972.

2. USSR author's certificate number 572882, cl. H 02 M 3/18, 1975.