RU2769854C1 - Method of assembling power part of voltage converters - Google Patents
Method of assembling power part of voltage converters Download PDFInfo
- Publication number
- RU2769854C1 RU2769854C1 RU2021104485A RU2021104485A RU2769854C1 RU 2769854 C1 RU2769854 C1 RU 2769854C1 RU 2021104485 A RU2021104485 A RU 2021104485A RU 2021104485 A RU2021104485 A RU 2021104485A RU 2769854 C1 RU2769854 C1 RU 2769854C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transformer
- voltage
- power
- converter
- power part
- Prior art date
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
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности, к однотактным преобразователям напряжения с гальванической развязкой, преобразующим постоянное напряжение в постоянное, и может быть использовано в системах электропитания устройств радиотехники, автоматики и вычислительной техники.The invention relates to converting technology, in particular, to single-cycle voltage converters with galvanic isolation, converting direct voltage into direct voltage, and can be used in power supply systems for radio engineering, automation and computer technology devices.
Известны схемы однотактных обратноходовых преобразователей напряжения (ECEN4517 http://ecee.colorado.edu/~ecen4517/materials/flyback.pdf), в общем виде представляющих собой преобразователи, запасающие энергию в магнитопроводе силового трансформатора во время замкнутого состояния электронного ключа, а затем передающие эту энергию в нагрузку во время разомкнутого состояния электронного ключа.Known schemes of single-cycle flyback voltage converters (ECEN4517 http://ecee.colorado.edu/~ecen4517/materials/flyback.pdf), in general form, are converters that store energy in the magnetic circuit of a power transformer during the closed state of the electronic key, and then transferring this energy to the load during the open state of the electronic key.
Известны схемы однотактных прямоходовых преобразователей напряжения (компания Texas Instruments Incorporated;Known schemes of single-ended forward voltage converters (Texas Instruments Incorporated;
https://www.ti.com/jp/lit/ml/slup175/slup175.pdf), передающих энергию в нагрузку сразу во время замкнутого состояния электронного ключа.https://www.ti.com/jp/lit/ml/slup175/slup175.pdf) that transfer energy to the load immediately during the closed state of the electronic key.
Данные схемы обеспечивают высокую вариативность создания компоновок силовой части однотактных обратноходовых и прямоходовых преобразователей напряжения с гальванической развязкой, что позволяет создать высокотехнологичное малогабаритное изделие, обладающее низким уровнем радиопомех.These schemes provide high variability in the creation of layouts of the power section of single-cycle flyback and forward voltage converters with galvanic isolation, which makes it possible to create a high-tech small-sized product with a low level of radio interference.
Технический результат заключается в увеличении арсенала средств в части создании компоновок силовой части однотактных обратноходовых и прямоходовых преобразователей напряжения с гальванической развязкой, позволяющих получить высокотехнологичное малогабаритное изделие со сниженным уровнем излучаемых и синфазных кондуктивных радиопомех.The technical result consists in increasing the arsenal of tools in terms of creating layouts for the power section of single-cycle flyback and forward voltage converters with galvanic isolation, which make it possible to obtain a high-tech small-sized product with a reduced level of radiated and common-mode conductive radio interference.
Технический результат достигается тем, что способ компоновки силовой части преобразователя напряжения, содержащего магнитопровод трансформатора, первичную и вторичную обмотки, входные конденсаторы, электронный ключ, силовой выпрямитель, выходные конденсаторы и полигоны, подключенные к минусовым полюсам входного и выходного напряжения, таким образом, что магнитопровод трансформатора выполнен в виде комбинации П-образного сердечника и замыкающей пластины или двух П-образных сердечников, причем первичная и вторичная обмотки, электронный ключ и силовой выпрямитель расположены полностью или частично между стержнями магнитопровода трансформатора, а расположение элементов компоновки преобразователя симметрично относительно продольной оси магнитопровода трансформатора. Способ компоновки силовой части преобразователя напряжения может содержать обводные выпрямители и дроссель, расположенные симметрично относительно продольной оси магнитопровода трансформатора.The technical result is achieved by the fact that the layout method of the power part of the voltage converter, containing the magnetic circuit of the transformer, the primary and secondary windings, input capacitors, an electronic key, a power rectifier, output capacitors and polygons connected to the negative poles of the input and output voltage, in such a way that the magnetic circuit The transformer is made in the form of a combination of a U-shaped core and a closing plate or two U-shaped cores, with the primary and secondary windings, an electronic key and a power rectifier located completely or partially between the transformer magnetic core rods, and the location of the converter layout elements is symmetrical relative to the longitudinal axis of the transformer magnetic circuit . The layout method of the power part of the voltage converter may include bypass rectifiers and a choke located symmetrically with respect to the longitudinal axis of the transformer magnetic circuit.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 - схема силовой части обратноходового преобразователя; на фиг. 2 - схема силовой части прямоходового преобразователя; на фиг. 3 - компоновка силовой части однотактного обратноходового преобразователя напряжения с гальванической развязкой (вид условно сверху), на фиг. 4 - компоновка силовой части однотактного обратноходового преобразователя напряжения с гальванической развязкой (вид условно снизу), на фиг. 5 - компоновка силовой части однотактного прямоходового преобразователя напряжения с гальванической развязкой (вид условно сверху), на фиг. 6 - компоновка силовой части однотактного прямоходового преобразователя напряжения с гальванической развязкой (вид условно снизу).The essence of the invention is illustrated by drawings, where in Fig. 1 - diagram of the power part of the flyback converter; in fig. 2 - diagram of the power part of the forward converter; in fig. 3 - layout of the power section of a single-cycle flyback voltage converter with galvanic isolation (conditionally top view), in Fig. 4 - layout of the power section of a single-cycle flyback voltage converter with galvanic isolation (conditionally from below), in Fig. 5 - layout of the power section of a single-cycle forward voltage converter with galvanic isolation (conditionally top view), in Fig. 6 - layout of the power section of a single-cycle forward voltage converter with galvanic isolation (conditional view from below).
На фиг. 1-6 приняты следующие обозначения:In FIG. 1-6, the following designations are adopted:
1 - магнитопровод трансформатора;1 - transformer magnetic circuit;
1.1 - первичная обмотка;1.1 - primary winding;
1.2 - вторичная обмотка;1.2 - secondary winding;
2, 3 - входные конденсаторы;2, 3 - input capacitors;
4 - электронный ключ;4 - electronic key;
5 - силовой выпрямитель;5 - power rectifier;
6, 7 - выходные конденсаторы;6, 7 - output capacitors;
8, 9 - обводные выпрямители;8, 9 - bypass rectifiers;
10 - дроссель;10 - throttle;
11 - полигон, подключенный к минусовому полюсу входного напряжения «-Вх»;11 - polygon connected to the negative pole of the input voltage "-In";
12 - полигон, подключенный к минусовому полюсу выходного напряжения «-Вых».12 - polygon connected to the negative pole of the output voltage "-Out".
В предлагаемом способе компоновки силовой части преобразователя напряжения для реализации силовой части однотактных обратноходовых и прямоходовых преобразователей напряжения с гальванической развязкой применен магнитопровод трансформатора 1, состоящий из комбинации П-образного сердечника и замыкающей пластины (U-core + I-core) или из двух П-образных сердечников (UU-core), причем стержни магнитопровода трансформатора 1 могут быть как прямоугольного, так и круглого сечения, а в общем случае - сечения произвольной формы.In the proposed method of layout of the power part of the voltage converter for the implementation of the power part of single-cycle flyback and forward voltage converters with galvanic isolation, the magnetic circuit of the
На условно верхней стороне печатной платы преобразователя (фиг. 3 и 5) расположены компоненты входной (первичной) стороны его силовой части.On the conditionally upper side of the printed circuit board of the converter (Fig. 3 and 5) are the components of the input (primary) side of its power section.
Входное напряжение подается на преобразователь через контакты «+Вх» и «-Вх». Входные конденсаторы 2 и 3, а также электронный ключ 4 подключены к проводнику первичной обмотки 1.1 и располагаются по разные стороны от него.The input voltage is supplied to the converter through the contacts "+Vx" and "-Vx". The
Входные конденсаторы 2 и 3, а также электронный ключ 4 могут быть полностью или частично расположены между стержнями трансформатора 1, что снижает площадь входной части (габариты) преобразователя напряжения.The
За пределами площади магнитопровода трансформатора 1 расположен полигон 11, подключенный к стабильному минусовому полюсу входного напряжения «-Вх». Таким образом, помехоизлучающий коммутируемый узел первичной стороны (первичная обмотка 1.1 и электронный ключ 4) расположен между стержнями трансформатора 1, что снижает излучаемые радиопомехи преобразователя.Outside the area of the magnetic circuit of the
На условно нижней стороне печатной платы преобразователя (фиг. 4 и 6) расположены компоненты выходной (вторичной) стороны его силовой части.On the conditionally lower side of the printed circuit board of the converter (Fig. 4 and 6) are the components of the output (secondary) side of its power section.
При компоновке обратноходового преобразователя напряжения (фиг. 4) между стержнями трансформатора 1 полностью или частично расположены силовой выпрямитель 5, а также выходные конденсаторы 6 и 7.When arranging a flyback voltage converter (Fig. 4), a
За пределами площади магнитопровода трансформатора 1 расположен полигон 12, подключенный к стабильному минусовому полюсу выходного напряжения «-Вых». Таким образом, помехоизлучающий коммутируемый узел вторичной стороны обратноходового преобразователя (вторичная обмотка 1.2 и силовой выпрямитель 5) расположен также между стержнями трансформатора 1, что снижает излучаемые радиопомехи преобразователя.Outside the area of the magnetic circuit of the
При компоновке прямоходового преобразователя напряжения (фиг. 6), добавляются обводные выпрямители 8 и 9 и дроссель 10, являющиеся элементами силовой части прямоходового преобразователя напряжения.When assembling a forward voltage converter (Fig. 6),
Компоновка силовой части обоих вариантов преобразователя симметрична относительно продольной оси магнитопровода трансформатора в соответствии с фиг. 3, 4, 5, 6, что снижает уровень производимых преобразователем синфазных кондуктивных радиопомех.The layout of the power section of both versions of the converter is symmetrical with respect to the longitudinal axis of the transformer magnetic circuit in accordance with Fig. 3, 4, 5, 6, which reduces the level of common-mode conducted radio interference produced by the converter.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021104485A RU2769854C1 (en) | 2021-02-24 | 2021-02-24 | Method of assembling power part of voltage converters |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021104485A RU2769854C1 (en) | 2021-02-24 | 2021-02-24 | Method of assembling power part of voltage converters |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2769854C1 true RU2769854C1 (en) | 2022-04-07 |
Family
ID=81075990
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021104485A RU2769854C1 (en) | 2021-02-24 | 2021-02-24 | Method of assembling power part of voltage converters |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2769854C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007006635A (en) * | 2005-06-24 | 2007-01-11 | Tdk Corp | Power supply device |
CN207652296U (en) * | 2017-12-27 | 2018-07-24 | 上海奇电电气科技股份有限公司 | A kind of open frequency converter |
RU2702218C1 (en) * | 2015-09-11 | 2019-10-07 | Сименс Акциенгезелльшафт | Power cell with printed circuit boards and decoupler and multicell power supply medium voltage source |
RU196009U1 (en) * | 2019-09-19 | 2020-02-13 | Акционерное общество "ЭМЗ "АВАНГАРД-КОНВЕРСИЯ" | Subway Car DC Voltage Converter |
-
2021
- 2021-02-24 RU RU2021104485A patent/RU2769854C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007006635A (en) * | 2005-06-24 | 2007-01-11 | Tdk Corp | Power supply device |
RU2702218C1 (en) * | 2015-09-11 | 2019-10-07 | Сименс Акциенгезелльшафт | Power cell with printed circuit boards and decoupler and multicell power supply medium voltage source |
CN207652296U (en) * | 2017-12-27 | 2018-07-24 | 上海奇电电气科技股份有限公司 | A kind of open frequency converter |
RU196009U1 (en) * | 2019-09-19 | 2020-02-13 | Акционерное общество "ЭМЗ "АВАНГАРД-КОНВЕРСИЯ" | Subway Car DC Voltage Converter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Li et al. | A WBG based three phase 12.5 kW 500 kHz CLLC resonant converter with integrated PCB winding transformer | |
US12009146B2 (en) | Magnetic integration of matrix transformer with controllable leakage inductance | |
Jalbrzykowski et al. | A dual full-bridge resonant class-E bidirectional DC–DC converter | |
CN107437885B (en) | Power module and power device | |
KR102020648B1 (en) | Transformer and LLC Resonant Converter having the same | |
CN202549596U (en) | Resonant inductor and high-voltage transformer magnetic integration device | |
US20240363283A1 (en) | Power module and power circuit | |
Ahmed et al. | LLC converter with integrated magnetics application for 48V rack architecture in future data centers | |
RU2769854C1 (en) | Method of assembling power part of voltage converters | |
CN211670766U (en) | Magnetic element and applicable switching power supply device thereof | |
Kieu et al. | All-in-one Magnetic Structure for PSFB converter with Current Doubler Rectifier | |
CN114268226A (en) | Magnetic integration planar transformer based on CLLC circuit | |
CN109036800B (en) | Three-phase magnetic integrated device | |
CN115053305A (en) | Power converter with segmented winding | |
CN220401612U (en) | DC-DC power converter, constant voltage and constant current output power module | |
Li et al. | Feng Jin | |
Afsharian et al. | A modular stacked transformer structure for LLC resonant converters and analysis of current sharing behavior in parallel PCB windings | |
Iyer et al. | High-frequency, high-current transformer designs for Silicon Carbide based LLC converters | |
JP5462663B2 (en) | Transformer and switching power supply | |
JP5461232B2 (en) | Transformer and switching power supply | |
CN219145266U (en) | LLC switching power supply | |
US11728740B2 (en) | Flyback converters with improved magnetic configurations | |
US11695345B2 (en) | Power converter magnetic configurations | |
US20240146187A1 (en) | Power device | |
JP2011181573A (en) | Transformer and switching power supply |