[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU174772U1 - UNDERVOLTAGE VOLTAGE CONVERTER WITH SOFT COMMUTATION - Google Patents

UNDERVOLTAGE VOLTAGE CONVERTER WITH SOFT COMMUTATION Download PDF

Info

Publication number
RU174772U1
RU174772U1 RU2017108654U RU2017108654U RU174772U1 RU 174772 U1 RU174772 U1 RU 174772U1 RU 2017108654 U RU2017108654 U RU 2017108654U RU 2017108654 U RU2017108654 U RU 2017108654U RU 174772 U1 RU174772 U1 RU 174772U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diode
terminal
snubber circuit
output
capacitor
Prior art date
Application number
RU2017108654U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Владимирович Осипов
Евгений Вячеславович Загородских
Сергей Александрович Запольский
Мария Михайловна Черная
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР)
Priority to RU2017108654U priority Critical patent/RU174772U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU174772U1 publication Critical patent/RU174772U1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/125—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M3/135—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники, электроники и преобразовательной техники и может быть использована для электроснабжения потребителей постоянного тока пониженным уровнем и высокой стабильностью напряжения по отношению к первичному источнику электропитания, в качестве которого может служить источник энергии с нестабильной внешней характеристикой, например солнечная батарея.Задачей данной полезной модели является улучшение электромагнитной совместимости в схеме преобразователя постоянного напряжения понижающего типа с бездиссипативной снабберной цепью за счет уменьшения величины паразитных высокоамплитудных высокочастотных колебаний на силовом диоде, вызванных физическими процессами, протекающими в снабберной цепи.Преобразователь напряжения состоит из входного, выходного и общего выводов, входного конденсатора, транзистора, трех диодов снабберной цепи, силового диода, двух конденсаторов и дросселя снабберной цепи, выходного конденсатора и выходного дросселя.Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, достигается за счет соединения второго вывода силового диода преобразователя со вторым выводом второго конденсатора снабберной цепи, вторым выводом второго диода снабберной цепи и с первым выводом третьего диода снабберной цепи. При этом третий диод снабберной цепи предназначен для обеспечения мягкого переключения силовых элементов схемы, а также выступает в качестве второго силового диода, тем самым распределяя прикладываемое напряжение. 2 ил.The utility model relates to the field of electrical engineering, electronics, and converter technology and can be used to supply DC consumers with a low level and high voltage stability with respect to the primary power source, which can be an energy source with an unstable external characteristic, for example, a solar battery. of this utility model is the improvement of electromagnetic compatibility in the DC-DC converter circuit type with an nondissipative snubber circuit by reducing the magnitude of the stray high-amplitude high-frequency oscillations on the power diode caused by physical processes in the snubber circuit. The voltage converter consists of an input, output and common terminals, an input capacitor, a transistor, three diodes of the snubber circuit, a power diode , two capacitors and a choke of the snubber circuit, an output capacitor and an output choke. The technical result, which ensures the solution of the problem, reaches I by connecting the second output of the power converter to the second terminal of the diode of the second snubber capacitor, the second terminal of the second snubber diode and a first terminal of the third snubber diode. In this case, the third diode of the snubber circuit is designed to provide soft switching of the power elements of the circuit, and also acts as a second power diode, thereby distributing the applied voltage. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области электротехники, электроники и преобразовательной техники и может быть использована для электроснабжения потребителей постоянного тока пониженным уровнем и высокой стабильностью напряжения по отношению к первичному источнику электропитания, в качестве которого может служить источник энергии с нестабильной внешней характеристикой, например солнечная батарея.The utility model relates to the field of electrical engineering, electronics, and converter technology and can be used to supply DC consumers with a low level and high voltage stability with respect to the primary power source, which can be an energy source with an unstable external characteristic, for example, a solar battery.

Известен непосредственный преобразователь постоянного напряжения понижающего типа [1, 2], состоящий из входного, выходного и общего выводов, транзистора, диода, дросселя и выходного конденсатора. Преобразователь обеспечивает энергопитание нагрузки пониженным уровнем напряжения по сравнению с напряжением источника питания. Достоинствами «классического» НПН понижающего типа являются применение малого числа электрорадиоэлементов и простота его алгоритма управления. Недостатком схемы «классического» преобразователя является наличие значительных динамических потерь, возникающих в ходе режимов жесткой коммутации транзистора.Known direct converter of direct voltage step-down type [1, 2], consisting of input, output and common conclusions, transistor, diode, inductor and output capacitor. The converter provides power to the load at a lower voltage level compared to the voltage of the power source. The advantages of the "classic" downstream type NPN are the use of a small number of electro-radio elements and the simplicity of its control algorithm. The disadvantage of the “classical” converter circuit is the presence of significant dynamic losses that occur during the hard switching modes of the transistor.

Одним из способов уменьшения динамических потерь в схемах преобразователей является применение пассивных бездиссипативных снабберных цепей, обеспечивающих широтно-импульсную коммутацию транзисторов преобразователя при нуле напряжения или при нуле тока [3, 4].One of the ways to reduce dynamic losses in converter circuits is to use passive nondissipative snubber circuits that provide pulse-width switching of the transistors of the converter at zero voltage or at zero current [3, 4].

Известен ключевой элемент [5], который может быть использован в повышающе-понижающих преобразователях напряжения с двухобмоточным дросселем, обеспечивающий мягкое включение силового транзистора, состоящий из входного, выходного и общего выводов, силового транзистора, пяти диодов, двух дросселей, дополнительного выходного вывода ключевого элемента и двух конденсаторов. Для обеспечения «мягкого» включения силового транзистора второй дроссель через дополнительный выходной вывод ключевого элемента включен в цепь второй обмотки двухобмоточного дросселя повышающе-понижающего преобразователя напряжения, а для уменьшения перенапряжения на силовом транзисторе после «мягкого» отключения из-за скачкообразного увеличения тока во втором дросселе, введена дополнительная цепочка из пятого диода и второго конденсатора, шунтирующая второй дроссель, четвертый диод необходим для перезаряда второго конденсатора. Однако известный ключевой элемент имеет значительное количество дополнительных элементов снабберной цепи, что приводит к увеличению массогабаритных параметров преобразователя.Known key element [5], which can be used in step-up voltage converters with a double winding inductor, providing a soft inclusion of the power transistor, consisting of input, output and common conclusions, power transistor, five diodes, two chokes, an additional output terminal of the key element and two capacitors. To ensure a “soft” inclusion of the power transistor, the second inductor is connected to the second winding of the double-winding inductor of the boost-lower voltage converter through an additional output terminal of the key element, and to reduce overvoltage on the power transistor after a “soft” disconnection due to an abrupt increase in current in the second inductor , an additional chain of the fifth diode and the second capacitor is introduced, which shunts the second inductor, the fourth diode is needed to recharge the second capacitor . However, the known key element has a significant number of additional elements of the snubber circuit, which leads to an increase in the overall dimensions of the converter.

В качестве прототипа изобретения выбран вариант реализации преобразователя понижающего типа, содержащий бездиссипативную снабберную цепь [6], состоящий из входного источника энергии, транзистора, силового диода, выходного дросселя, выходного конденсатора, нагрузки и снабберной цепи в составе: трех диодов, дросселя и двух конденсаторов.As a prototype of the invention, an embodiment of a step-down converter type is selected, comprising a non-dissipative snubber circuit [6], consisting of an input energy source, a transistor, a power diode, an output inductor, an output capacitor, a load, and a snubber circuit consisting of: three diodes, an inductor, and two capacitors .

Плюсовая шина входного источника энергии, транзистор, дроссель снабберной цепи и выходной дроссель соединены последовательно и подключены к первому выводу выходного конденсатора и первому выводу нагрузки. Второй вывод первого диода и первый вывод первого конденсатора снабберной цепи соединены между собой в общую точку. При этом первый вывод первого диода снабберной цепи подключен между транзистором и первым выводом дросселя снабберной цепи. Второй вывод первого конденсатора снабберной цепи соединен со вторым выводом третьего диода снабберной цепи, вторым выводом силового диода, вторым выводом выходного конденсатора, вторым выводом нагрузки и вторым выводом источника энергии. Второй вывод второго конденсатора и первый вывод третьего диода снабберной цепи соединены между собой в общую точку. При этом первый вывод второго конденсатора снабберной цепи подключен ко второму выводу дросселя снабберной цепи, первому выводу силового диода и первому выводу выходного дросселя. Первый вывод второго диода снабберной цепи соединен с общей точкой последовательно соединенных первого диода и первого конденсатора снабберной цепи, второй вывод второго диода соединен с общей точкой последовательно соединенных второго конденсатора и третьего диода снабберной цепи.The positive bus of the input power source, the transistor, the snubber circuit choke and the output choke are connected in series and connected to the first output of the output capacitor and the first output of the load. The second terminal of the first diode and the first terminal of the first capacitor of the snubber circuit are interconnected at a common point. In this case, the first terminal of the first diode of the snubber circuit is connected between the transistor and the first terminal of the inductor of the snubber circuit. The second terminal of the first snubber circuit capacitor is connected to the second terminal of the third snubber circuit diode, the second terminal of the power diode, the second terminal of the output capacitor, the second terminal of the load and the second terminal of the energy source. The second terminal of the second capacitor and the first terminal of the third diode of the snubber circuit are interconnected at a common point. In this case, the first terminal of the second snubber circuit capacitor is connected to the second terminal of the snubber circuit inductor, the first terminal of the power diode and the first terminal of the output inductor. The first terminal of the second diode of the snubber circuit is connected to a common point of the series-connected first diode and the first capacitor of the snubber circuit, the second terminal of the second diode is connected to a common point of the series-connected second capacitor and the third diode of the snubber circuit.

Недостатком схемы прототипа является наличие паразитных высокоамплитудных высокочастотных колебаний на силовом диоде, вызванных физическими процессами, протекающими в снабберной цепи, что отрицательно сказывается на электромагнитной совместимости элементов в схеме и затрудняет выбор силового диода по максимальному допустимому обратному напряжению.The disadvantage of the prototype circuit is the presence of stray high-amplitude high-frequency oscillations on the power diode caused by physical processes in the snubber circuit, which negatively affects the electromagnetic compatibility of the elements in the circuit and makes it difficult to choose a power diode for the maximum allowable reverse voltage.

Задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель, заключается в улучшении электромагнитной совместимости элементов в схеме преобразователя постоянного напряжения понижающего типа с бездиссипативной снабберной цепью.The problem to which the claimed utility model is directed is to improve the electromagnetic compatibility of the elements in the circuit of a step-down DC-DC converter with a nondissipative snubber circuit.

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, достигается за счет соединения второго вывода силового диода преобразователя со вторым выводом второго конденсатора снабберной цепи, вторым выводом второго диода снабберной цепи и с первым выводом третьего диода снабберной цепи. При этом третий диод снабберной цепи предназначен для обеспечения мягкого переключения силовых элементов схемы, а также выступает в качестве второго силового диода, тем самым распределяя прикладываемое напряжение.The technical result, which provides a solution to the problem, is achieved by connecting the second terminal of the power diode of the converter with the second terminal of the second capacitor of the snubber circuit, the second terminal of the second diode of the snubber circuit and with the first terminal of the third diode of the snubber circuit. In this case, the third diode of the snubber circuit is designed to provide soft switching of the power elements of the circuit, and also acts as a second power diode, thereby distributing the applied voltage.

На фиг. 1 изображен предлагаемый преобразователь напряжения понижающего типа с бездиссипативной снабберной цепью.In FIG. 1 shows the proposed step-down voltage converter with a nondissipative snubber circuit.

Преобразователь состоит из входного Uп, выходного Uн и общего выводов Uo, входного конденсатора 1, транзистора 2, диодов 3, 6 и 8 снабберной цепи, силового диода 9, конденсаторов 4, 7 снабберной цепи и выходного конденсатора 11, дросселя 5 снабберной цепи и дросселя 10.The converter consists of an input Up, an output Un and common conclusions Uo, an input capacitor 1, a transistor 2, diodes 3, 6 and 8 of the snubber circuit, a power diode 9, capacitors 4, 7 of the snubber circuit and an output capacitor 11, a choke 5 of the snubber circuit and a choke 10.

Плюсовая шина входного вывода Uп, транзистор 2, дроссель 5 и выходной дроссель 10 соединены последовательно и подключены к первому выводу выходного конденсатора 11 и выходному выводу Uн. Первый вывод входного конденсатора 1 подключен между входным выводом Uп и транзистором 2.The positive bus of the input output Uп, transistor 2, inductor 5 and output inductor 10 are connected in series and connected to the first output of the output capacitor 11 and the output terminal Un. The first output terminal of the input capacitor 1 is connected between the input terminal Uп and the transistor 2.

Первый вывод диода 3 подключен между транзистором 2 и первым выводом дросселя 5. Второй вывод диода 3, первый вывод конденсатора 4 и первый вывод диода 6 соединены между собой в общую точку.The first output of the diode 3 is connected between the transistor 2 and the first output of the inductor 5. The second output of the diode 3, the first output of the capacitor 4 and the first output of the diode 6 are connected to each other at a common point.

Первый вывод конденсатора 7 подключен ко второму выводу дросселя 5, первому выводу силового диода 9 и первому выводу выходного дросселя 10. При этом второй вывод конденсатора 7, второй вывод диода 6, первый вывод диода 8 и второй вывод силового диода 9 соединены между собой в общую точку.The first output of the capacitor 7 is connected to the second output of the inductor 5, the first output of the power diode 9 and the first output of the output inductor 10. The second output of the capacitor 7, the second output of the diode 6, the first output of the diode 8 and the second output of the power diode 9 are interconnected point.

Второй вывод конденсатора 4 соединен со вторым выводом входного конденсатора 1, вторым выводом диода 8, вторым выводом выходного конденсатора 11 и общим выводом схемы Uo.The second terminal of the capacitor 4 is connected to the second terminal of the input capacitor 1, the second terminal of the diode 8, the second terminal of the output capacitor 11 and the common terminal of the circuit Uo.

Принцип работы преобразователя заключается в следующем (фиг. 2).The principle of operation of the Converter is as follows (Fig. 2).

На рисунке приняты следующие обозначения: Uу1 - сигнал управления транзистором 2, I2 - ток транзистора 2, Uc-и - напряжение затвор-исток транзистора 2, I5 - ток дросселя 5, U1 - напряжение конденсатора 1, U4 - напряжение конденсатора 4, I9 - ток диода 9, I8 - ток диода 8, U8 - напряжение на диоде 8, U9 - напряжение на диоде 9.The following notation is used in the figure: Uу1 - control signal of transistor 2, I2 - current of transistor 2, Uc-i - gate-source voltage of transistor 2, I5 - current of inductor 5, U1 - voltage of capacitor 1, U4 - voltage of capacitor 4, I9 - current of the diode 9, I8 - current of the diode 8, U8 - voltage on the diode 8, U9 - voltage on the diode 9.

На интервале открытия транзистора t0-t1 ток через дроссель 5 снабберной цепи нарастает плавно, обеспечивая мягкое включение транзистора 2. За этот период ток дросселя 5 снабберной цепи нарастает до значения тока основною дросселя 10.On the opening interval of the transistor t 0 -t 1, the current through the choke 5 of the snubber circuit increases smoothly, providing a soft turn on of the transistor 2. During this period, the current of the choke 5 of the snubber circuit rises to the current value of the main choke 10.

В течение времени t1-2 происходит запирание диодов 8 и 9 обратным напряжением, при этом резонансный процесс между дополнительным дросселем 5 снабберной цепи и конденсаторами 4 и 7 снабберной цепи не начнется до полного разряда барьерной емкости диодов 8 и 9, наличие которой вызывает обратный ток восстановления IVDобр. Ток основного дросселя 10 при этом протекает через транзистор 2.During time t 1-2 , diodes 8 and 9 are blocked by reverse voltage, while the resonant process between the additional choke 5 of the snubber circuit and the capacitors 4 and 7 of the snubber circuit does not begin until the barrier capacitance of diodes 8 and 9 is completely discharged, the presence of which causes a reverse current IVD recovery The current of the main inductor 10 then flows through the transistor 2.

В момент времени t2 начинается резонансный процесс между дросселем 5 снабберной цепи и конденсаторами 4 и 7 снабберной цепи по контуру протекания тока через силовые элементы преобразователя: входной конденсатор 1 - транзистор 2 -дроссель 5 снабберной цепи - конденсатор 7 снабберной цепи - снабберный диод 6 - конденсатор 4 снабберной цепи.At time t 2 , the resonance process begins between the snubber circuit choke 5 and the snubber circuit capacitors 4 and 7 along the current path through the power elements of the converter: input capacitor 1 - transistor 2 - snubber circuit choke 5 - snubber circuit capacitor 7 - snubber diode 6 - snubber circuit capacitor 4.

Резонансный процесс протекает до момента времени t4, когда конденсатор 4 снабберной цепи зарядится до значения напряжения питания. В момент времени t3 ток дросселя 5 снабберной цепи достигнет своего максимального значения.The resonance process proceeds until time t 4 , when the capacitor 4 of the snubber circuit is charged to the value of the supply voltage. At time t 3, the current of the choke 5 of the snubber circuit reaches its maximum value.

В момент времени t4 продолжается сброс оставшейся энергии с дросселя 5 снабберной цепи по контуру: дроссель 5 снабберной цепи - конденсатор 7 снабберной цепи - диоды 6 и 3 снабберной цепи. Осуществляется заряд конденсатора 7 снабберной цепи. По окончании этого процесса ток дросселя 5 снабберной цепи спадет до значения тока основного дросселя 10, а напряжение на конденсаторе 7 снабберной цепи будет иметь свое максимальное значение.At time t 4 , the remaining energy is discharged from the choke 5 of the snubber circuit along the circuit: choke 5 of the snubber circuit - capacitor 7 of the snubber circuit - diodes 6 and 3 of the snubber circuit. The capacitor 7 of the snubber circuit is charged. At the end of this process, the current of the choke 5 of the snubber circuit drops to the current value of the main choke 10, and the voltage across the capacitor 7 of the snubber circuit will have its maximum value.

Момент времени t5 определяется окончанием переходного процесса. На интервале t5-6 принцип работы схемы аналогичен принципу работы схемы «классического» понижающего преобразователя в режиме с жесткой коммутацией, при котором потери определяются сопротивлением канала транзистора 2. Этот режим работы будет сохраняться до момента t6 выключения транзистора 2.The time t 5 is determined by the end of the transition process. On the interval t 5-6, the principle of operation of the circuit is similar to the principle of operation of the "classic" buck converter in hard-switched mode, in which the losses are determined by the resistance of the channel of transistor 2. This operating mode will remain until t 6 turns off the transistor 2.

В момент времени t6 начинается плавный разряд конденсатора 4 снабберной цепи, время разряда которого определяет потери на выключение транзистора 2 при нуле напряжения. Этот интервал работы закончится в момент времени t7, когда конденсатор 4 снабберной цепи разрядится до максимального значения напряжения конденсатора 7 снабберной цепи.At time t 6 , a smooth discharge of the snubber circuit capacitor 4 begins, the discharge time of which determines the loss of shutdown of the transistor 2 at zero voltage. This operation interval will end at time t 7 when the snubber circuit capacitor 4 is discharged to the maximum voltage value of the snubber circuit capacitor 7.

В момент времени t7, когда напряжения на конденсаторах 4 и 7 снабберной цепи становятся равными, разряжаться через нагрузку начинают сразу оба конденсатора.At time t 7 , when the voltages at the capacitors 4 and 7 of the snubber circuit become equal, both capacitors immediately begin to discharge through the load.

В момент времени t8 конденсатор 4 снабберной цепи полностью разрядится и ток дросселя 5 снабберной цепи начнет протекать через все диоды 3, 6, и 8 снабберной цепи, тем самым сбрасывая накопленную энергию в нагрузку. Конденсатор 7 снабберной цепи продолжит свой разряд на этом интервале.At time t 8 , the snubber circuit capacitor 4 is completely discharged and the current of the snubber circuit choke 5 begins to flow through all the diodes 3, 6, and 8 of the snubber circuit, thereby dumping the stored energy into the load. The snubber circuit capacitor 7 will continue to discharge at this interval.

В момент времени t9 ток через дроссель 5 снабберной цепи прекращается. После полного разряда конденсатора 7 снабберной цепи в момент времени t10 наступит второй основной режим работы преобразователя понижающего типа с мягкой коммутацией, когда ток основного дросселя 10 протекает через два диода 8 и 9. Остальные элементы снабберной цепи в этом режиме не активны.At time t 9, the current through the choke 5 of the snubber circuit stops. After the capacitor 7 of the snubber circuit is completely discharged at time t 10, the second main mode of operation of the soft-switching step-down converter will occur when the current of the main inductor 10 flows through two diodes 8 and 9. The remaining elements of the snubber circuit are not active in this mode.

В дальнейшем цикл работы повторяется на каждом периоде.In the future, the work cycle is repeated at each period.

Преимущество данного преобразователя понижающего типа с мягкой коммутацией заключается в улучшении электромагнитной совместимости силовых элементов в схеме преобразователя за счет уменьшения величины паразитных высокоамплитудных высокочастотных колебаний на силовом диоде, вызванных физическими процессами, протекающими в снабберной цепи, что реализуется путем совмещения функций третьего диода снабберной цепи и за счет распределения прикладываемого напряжения на третьем диоде снабберной цепи не превышающем напряжение питания и падения напряжения на силовом диоде, определяемом зарядной емкостью параллельного второго конденсатора снабберной цепи. Также за счет принятых схемотехнических решений упрощается выбор силового диода по максимальному допустимому обратному напряжению.The advantage of this down-converter with soft switching is to improve the electromagnetic compatibility of the power elements in the converter circuit by reducing the parasitic high-amplitude high-frequency oscillations on the power diode caused by physical processes in the snubber circuit, which is realized by combining the functions of the third diode of the snubber circuit and the distribution of the applied voltage on the third diode of the snubber circuit not exceeding the supply voltage and voltage on the power diode, determined by the charging capacity of the parallel second capacitor snubber circuit. Also, due to the adopted circuitry solutions, the choice of a power diode by the maximum allowable reverse voltage is simplified.

Использованные источникиUsed sources

1. Моин B.C. Стабилизированные транзисторные преобразователи. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 376 с.1. Moin B.C. Stabilized transistor converters. - M .: Energoatomizdat, 1986.- 376 p.

2. Розанов Ю.К. Основы силовой электроники. - М.: Энергоатомиздат, 1992. - 296 с.2. Rozanov Yu.K. The basics of power electronics. - M .: Energoatomizdat, 1992 .-- 296 p.

3. A ZVT-ZCT PWM synchronous buck converter with a simple passive auxiliary circuit for reduction of losses and efficiency enhancement / S. Shiva Kumar, A.K. Panda, Tejavathu Ramesh // Ain Shams Engineering Journal. - Volume 6. - Issue 2. - June 2015. Pages 491-500.3. A ZVT-ZCT PWM synchronous buck converter with a simple passive auxiliary circuit for reduction of losses and efficiency enhancement / S. Shiva Kumar, A.K. Panda, Tejavathu Ramesh // Ain Shams Engineering Journal. - Volume 6. - Issue 2. - June 2015. Pages 491-500.

4. On the Development of High Power DC-DC Step-Down Converter with Energy Recovery Snubber / Alok Singh, Mangesh B. Borage, Sunil R. Tiwari, and A.C. Thakurta // Advances in Power Electronics. - Volume 2012. - Pages 1-10.4. On the Development of High Power DC-DC Step-Down Converter with Energy Recovery Snubber / Alok Singh, Mangesh B. Borage, Sunil R. Tiwari, and A.C. Thakurta // Advances in Power Electronics. - Volume 2012. - Pages 1-10.

5. Пат. РФ №2339148, H02M 3/335. Ключевой элемент./ Казанцев Ю.М., Лекарев А.Ф., Солдатенко В.Г. Заявка №2007124858/09 от 02.07.2007. Опубл. 20.11.2008, Бюл. №32.5. Pat. RF №2339148, H02M 3/335. The key element. / Kazantsev Yu.M., Lekarev A.F., Soldatenko V.G. Application No. 2007124858/09 of 02.07.2007. Publ. 11/20/2008, Bull. Number 32.

6. A detailed analytical analysis of a passive resonant snubber cell perfectly constructed for a pulse width modulated d.c.-d.c. buck converter / H. Bodur, A.F. Bakan, M. Baysal // Electrical Engineering, Springer-Verlag. - 2003. - Volume 85. - Issue 1. - PP. 45-52.6. A detailed analytical analysis of a passive resonant snubber cell perfectly constructed for a pulse width modulated d.c.-d.c. buck converter / H. Bodur, A.F. Bakan, M. Baysal // Electrical Engineering, Springer-Verlag. - 2003. - Volume 85. - Issue 1. - PP. 45-52.

Claims (1)

Преобразователь напряжения понижающего типа с бездиссипативной снабберной цепью, состоящий из последовательно соединенных входного вывода, транзистора, дросселя снабберной цепи и выходного дросселя, подключенных к первому выводу выходного конденсатора и выходному выводу, первого диода снабберной цепи, первый вывод которого подключен между транзистором и первым выводом дросселя снабберной цепи, а второй вывод соединен с первым выводом первого конденсатора снабберной цепи и первым выводом второго диода снабберной цепи, второго конденсатора снабберной цепи, первый вывод которого подключен ко второму выводу дросселя снабберной цепи, первому выводу силового диода и первому выводу выходного дросселя, а второй вывод которого соединен со вторым выводом второго диода снабберной цепи, первым выводом третьего диода снабберной цепи, второго вывода первого конденсатора снабберной цепи, соединенного со вторым выводом третьего диода снабберной цепи, вторым выводом выходного конденсатора и общим выводом схемы, отличающийся тем, что между входным выводом и транзистором подключен первый вывод входного конденсатора, второй вывод которого соединен со вторым выводом первого конденсатора снабберной цепи, со вторым выводом третьего диода снабберной цепи, со вторым выводом выходного конденсатора и выходным выводом, второй вывод силового диода соединен со вторым выводом второго конденсатора снабберной цепи, вторым выводом второго диода снабберной цепи и первым выводом третьего диода снабберной цепи.A step-down voltage converter with a nondissipative snubber circuit, consisting of an input terminal, a transistor, a snubber circuit inductor and an output inductor connected in series to the first output capacitor terminal and an output terminal, a first snubber circuit diode, the first output of which is connected between the transistor and the first inductor terminal snubber circuit, and the second terminal is connected to the first terminal of the first capacitor of the snubber circuit and the first terminal of the second diode of the snubber circuit, the second saber of the snubber circuit, the first terminal of which is connected to the second terminal of the snubber circuit inductor, the first terminal of the power diode and the first terminal of the output inductor, and the second terminal of which is connected to the second terminal of the second diode of the snubber circuit, the first terminal of the third diode of the snubber circuit, the second terminal of the first snubber capacitor a circuit connected to the second terminal of the third diode of the snubber circuit, the second terminal of the output capacitor and the common terminal of the circuit, characterized in that between the input terminal and the transistor the first output of the input capacitor, the second output of which is connected to the second output of the first capacitor of the snubber circuit, with the second output of the third diode of the snubber circuit, with the second output of the output capacitor and the output terminal, the second output of the power diode is connected to the second output of the second capacitor of the snubber circuit, the second output a second snubber circuit diode; and a first terminal of a third snubber circuit diode.
RU2017108654U 2017-03-15 2017-03-15 UNDERVOLTAGE VOLTAGE CONVERTER WITH SOFT COMMUTATION RU174772U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017108654U RU174772U1 (en) 2017-03-15 2017-03-15 UNDERVOLTAGE VOLTAGE CONVERTER WITH SOFT COMMUTATION

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017108654U RU174772U1 (en) 2017-03-15 2017-03-15 UNDERVOLTAGE VOLTAGE CONVERTER WITH SOFT COMMUTATION

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU174772U1 true RU174772U1 (en) 2017-11-02

Family

ID=60263212

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017108654U RU174772U1 (en) 2017-03-15 2017-03-15 UNDERVOLTAGE VOLTAGE CONVERTER WITH SOFT COMMUTATION

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU174772U1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5260607A (en) * 1991-03-27 1993-11-09 Mitsubishi Denki K.K. Snubber circuit for power converter
RU2145145C1 (en) * 1998-02-19 2000-01-27 Научно-производственный центр "Полюс" Voltage converter
RU2339148C1 (en) * 2007-07-02 2008-11-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Полюс" Switching element

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5260607A (en) * 1991-03-27 1993-11-09 Mitsubishi Denki K.K. Snubber circuit for power converter
RU2145145C1 (en) * 1998-02-19 2000-01-27 Научно-производственный центр "Полюс" Voltage converter
RU2339148C1 (en) * 2007-07-02 2008-11-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Полюс" Switching element

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10790742B1 (en) Multi-level power converter with improved transient load response
Nouri et al. A novel interleaved nonisolated ultrahigh-step-up DC–DC converter with ZVS performance
Kesarwani et al. Resonant and multi-mode operation of flying capacitor multi-level DC-DC converters
US8184458B2 (en) Power converter load line control
US8379421B2 (en) Power factor correction converter with parallel-connected converter sections
US20120262967A1 (en) Single-stage inverter with high frequency isolation transformer
US7535733B2 (en) Method of controlling DC-to-DC converter whereby switching control sequence applied to switching elements suppresses voltage surges at timings of switch-off of switching elements
WO2005101638A1 (en) Discontinuous mode pfc controller having a power saving modulator and operation method thereof
US7944188B1 (en) Power converter circuits having bipolar outputs and bipolar inputs
Stillwell et al. Design of a 1 kV bidirectional DC-DC converter with 650 V GaN transistors
Luo et al. An active clamp high step-up boost converter with a coupled inductor
Kosenko et al. Full soft-switching high step-up current-fed DC-DC converters with reduced conduction losses
CN115224909A (en) Power conversion device
Sun et al. A novel LLC integrated three-port dc-dc converter for stand-alone PV/battery system
Reusch et al. GaN based multilevel intermediate bus converter for 48 V server applications
KR101140336B1 (en) Isolated buck-boost dc-dc converter
Li et al. A Dickson Resonant Switched-capacitor Converter with" Indirect" Resonant Core and Continuous Conversion Ratio
CN109639132B (en) A kind of resonant switched capacitor converter
Zhao et al. DC-DC power conversions and system design considerations for battery operated system
RU174772U1 (en) UNDERVOLTAGE VOLTAGE CONVERTER WITH SOFT COMMUTATION
RU2676678C1 (en) Energy conversion equipment for dc power supply systems
CN1956304B (en) Inhibition method for diode reverse recovery current and its circuit
Jia et al. A novel zero-voltage-detector for buck converter in discontinuous conduction mode (DCM)
Kim et al. An improved three level ZVZCS DC/DC converter using a tapped inductor and a snubber capacitor
CN100384071C (en) Input stage circuit of three-level DC converter

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20190316