SU1615848A1

SU1615848A1 - High-frequency single-end converter

Info

Publication number: SU1615848A1
Application number: SU884450498A
Authority: SU
Inventors: Владимир Викторович Власов; Михаил Тарасович Тихоступ
Original assignee: Институт Оптики Атмосферы Со Ан Ссср; Специальное Конструкторское Бюро Научного Приборостроения "Оптика"
Priority date: 1988-06-29
Filing date: 1988-06-29
Publication date: 1990-12-23

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике, а именно к вторичным источникам питани . Цель изобретени - повышение КПД и улучшение электромагнитной совместимости с радиоэлектронной аппаратурой. Конвертор содержит транзисторный ключ 3, трансформатор 4, блок управлени 10. Введение дроссел 12, подключенного параллельно вторичной обмотке трансформатора 4, и подключение конденсатора 11 способствуют образованию с индуктивност ми рассе ни трансформатора 4 последовательного резонансного контура. Ток через ключ 3 имеет синусоидальную форму, исключа возникновение высокочастотных помех. Измен частоту следовани импульсов управлени , можно регулировать выходное напр жение. 3 ил.The invention relates to electrical engineering, namely to secondary power sources. The purpose of the invention is to increase efficiency and improve electromagnetic compatibility with electronic equipment. The converter contains a transistor switch 3, a transformer 4, a control unit 10. The introduction of throttles 12 connected in parallel to the secondary winding of transformer 4 and the connection of capacitor 11 contribute to the formation of a series resonant circuit with the inductances of the transformer 4. The current through the key 3 has a sinusoidal shape, excluding the occurrence of high-frequency interference. By varying the frequency of the control pulses, the output voltage can be adjusted. 3 il.

Description

Фиг, /Fig, /

Изобретение относитс к электротехнике , а именно к вторичным источникам электропитани , и может быть использовано в радиоэлектронной аппаратуре, к которой предъ вл ютс повышенные требовани по электромагнитной совместимости и массо- габаритным характеристикам.The invention relates to electrical engineering, namely, to secondary sources of electrical power, and can be used in electronic equipment, which is subject to increased requirements for electromagnetic compatibility and mass-dimensional characteristics.

Цель изобретени - повышение КПД и улучшение электромагнитной совместимости с радиоэлектронной аппаратурой.The purpose of the invention is to increase efficiency and improve electromagnetic compatibility with electronic equipment.

На фиг.1 приведена принципиальна схема высокочастотного однотактного конвертора; на фиг.2 - временные диаграммы работы конвертора; на фиг.З - конвертор с дополнительными выходными напр жени ми .Figure 1 is a schematic diagram of a high-frequency single-ended converter; figure 2 - timing charts of the converter; Fig. 3 shows a converter with additional output voltages.

Высокочастотныи однотактный конвер- тор содержит последовательно соединенные и подключенные к входным выводам 1 и 2 транзисторный ключ 3 и первичную обмотку транс форматора 4. вторична обмотка которого через обратный диод 5 подключена к емкостному фильтру 6 и выходным выводам 7 и 8, диод 9, блок 10 управлени , конденсатор 11 резонансного контура и дроссель 12.The high-frequency single-ended converter contains a transistor switch 3 connected in series and connected to input terminals 1 and 2 and the primary winding of the transformer 4. Its secondary winding 5 is connected via a return diode 5 to the capacitive filter 6 and output terminals 7 and diode 9, block 10 control capacitor 11 of the resonant circuit and choke 12.

Конвертор работает следующим образом .The converter works as follows.

В установившемс режиме с выхода блока 10 управлени на вход транзисторного ключа 3 поступают управл ющие импульсы Uynp(t), следующие, с периодом Т и длительностью tu. В момент времени to с приходом очередного импульса транзисторный ключ 3 отпираетс , ток через него 1к(1) и ток во вторичной обмотке трансформатора 4 возрастают по синусоидальному закону , определ емому последовательным резонансным контуром, образованным ин- дуктивност ми рассе ни первичной и вторичной обмоток трансформатора 4 и конденсатором 11, напр жение на котором Ucp(t) также возрастает.In the steady state, from the output of the control unit 10, the control pulses Uynp (t) are received at the input of the transistor switch 3, with the period T and the duration tu. At the moment of time to with the arrival of the next pulse, the transistor switch 3 is unlocked, the current through it 1k (1) and the current in the secondary winding of the transformer 4 increase according to a sinusoidal law determined by the series resonant circuit formed by the dispersions of the transformer primary and secondary windings 4 and a capacitor 11, the voltage at which Ucp (t) also increases.

Под действием этого напр жени обратный диод 5 заперт. Одновременно с зар дом конденсатора 11 происходит его частичный разр д током дроссел 12. протекающим по цепи: дроссель 12, конденсатор 11, емкостной фильтр 6 и нагрузка, подключаема к выходным выводам 7 и 8. Из-за наличи данного разр дного тока максимум напр жени на конденсаторе 11 не соответствует моменту времени ti, в который ток lK(t) последовательного резонансного контура достигает нулевого значени . В момент времени ti ток в первичной обмотке трансформатора 4 мен ет знак, отпираетс диод 9, часть энергии, запасенной в индуктивности рассе ни обмоток трансформатора 4, возвращаетс в источник питани . В момент времени 2 напр жение на конденсаторе 11 уменьшаетс до значени , при котором разность напр жений на нем иUnder the action of this voltage, the reverse diode 5 is locked. Simultaneously with the charge of capacitor 11, it is partially discharged by droplet 12 current flowing through the circuit: choke 12, capacitor 11, capacitive filter 6 and the load connected to output pins 7 and 8. Due to the presence of this discharge current, the maximum voltage on the capacitor 11 does not correspond to the time ti at which the current lK (t) of the series resonant circuit reaches zero. At time ti, the current in the primary winding of the transformer 4 changes sign, diode 9 is opened, part of the energy stored in the dissipation inductance of the transformer 4 windings is returned to the power supply. At time 2, the voltage across the capacitor 11 decreases to a value at which the difference in voltage across it and

на нагрузке, пересчитанна в первичной обмотке трансформатора 4, равна напр жению источника питани . При этом диод 9 запираетс , напр жение на транзисторном ключе 4 икэ(т) возрастает и в моментon the load, recalculated in the primary winding of the transformer 4, is equal to the voltage of the power source. In this case, the diode 9 is locked, the voltage on the transistor switch 4 ike (t) increases even at the moment

времени t3, когда конденсатор 11 полностью разр жен, достигает значени time t3, when the capacitor 11 is completely discharged, reaches the value

Укэ (ta) UH - - где wi,w2 - числа витковUke (ta) UH - - where wi, w2 - the number of turns

W2W2

первичной и вторичной обмоток трансформатора 4. По окончании разр да конденсатора 11 ток дроссел 12 течет через отпирающийс при этом обратный диод 5. Напр жение емкостного фильтра 6 приложено к вторичной обмотке трансформатораthe primary and secondary windings of the transformer 4. At the end of the discharge of the capacitor 11, the current of the throttle 12 flows through the reverse diode 5 that opens. The voltage of the capacitive filter 6 is applied to the secondary winding of the transformer

4 и размагничивает его сердечник. Далее описанные процессы повтор ютс .4 and demagnetizes its core. The processes described below are repeated.

Остаточный ток на диаграмме к(т) при выключенном транзисторном ключе 3 обусловлен вли нием его коллекторной емкости.The residual current in the diagram k (t) with the transistor switch 3 turned off is due to the effect of its collector capacitance.

На частотах более 300 кГц наличие диода 9 необ зательно вследствие малой ,цлитель- ности интервала времени ti-t2, в течение которого обратный ток последовательного резонансного контура возрастает незначительно .At frequencies higher than 300 kHz, the presence of diode 9 is not necessary due to the small duration of the time interval ti-t2, during which the reverse current of the series resonant circuit increases slightly.

Работа конвертора при наличии дополнительных выходных обмоток аналогична. Протекание тока в дополнительных обмотках трансформатора 4 начинаетс на интервале t2-t3, когда обратные напр жени на них увеличиваютс до значени напр жений на соответствующих дополнительных емкостных фильтрах 13 и 14.The operation of the converter in the presence of additional output windings is similar. The flow of current in the additional windings of the transformer 4 begins at the interval t2-t3, when the reverse voltage on them increases to the value of the voltages on the corresponding additional capacitive filters 13 and 14.

Измен частоту следовани импульсовChange the pulse frequency

Uynp(t) с выхода блока 10 управлени при посто нной их длительности, соответствующей полупериоду колебани резонансного контура, можно регулировать выходное напр жение. Обеспечиваема при этом бестокова коммутаци транзисторного ключа 3 устран ет динамические потери в нем и помехи в его силовой цепи. Синусоидальный характер нарастани тока через транзисторный ключ 3 позвол ет применить дл Uynp (t) from the output of control unit 10 at a constant duration corresponding to a half-period of oscillation of the resonant circuit can be controlled by the output voltage. The current-free switching provided by transistor switch 3 eliminates dynamic losses in it and interferences in its power circuit. The sinusoidal nature of the increase in current through the transistor switch 3 allows for

управлени им импульсы синусоидальной формы (пунктир на диаграмме Uynp(t)), исключив возникновение высокочастотных помех в цепи управлени . Поскольку в обратном диоде 5, шунтированном конденсатором 11, также исключено возникновение высокочастотных помех, обеспечена более высока электромагнитна совместимость с питаемой радиоэлектронной аппаратурой . Более высокий КПД обусловленits control is sinusoidal pulses (dotted line on the Uynp (t) diagram), eliminating the occurrence of high-frequency interference in the control circuit. Since in the reverse diode 5, shunted by a capacitor 11, the occurrence of high-frequency interference is also excluded, a higher electromagnetic compatibility with the powered electronic equipment is ensured. Higher efficiency due to

снижением потерь мощности в трансформаторе и в конденсаторе резонансного контура , Снижение потерь в трансформаторе обусловлено его работой с малым током подмагничивани . Потери в дросселе невелики , так как он рассчитан на малые пульсации тока. При этом суммарные потери в трансформаторе и дросселе меньше, чем в трансформаторе известного конвертора.reduction of power losses in the transformer and in the capacitor of the resonant circuit; Reduction of losses in the transformer due to its operation with a low bias current. The losses in the choke are small, as it is designed for small ripple currents. At the same time, the total losses in the transformer and choke are less than in the transformer of the known converter.

Claims

The invention is a high-frequency single-ended converter, containing a transistor switch and a primary switch connected in series and connected to the input terminals.

the transformer winding, the secondary winding of which is connected via a return diode to a capacitive filter and output pins, a diode whose shunt transistor switch is connected to the output of the control unit, and a capacitor forming a resonant circuit with dissipation inductance of the transformer windings, characterized in that In order to increase efficiency and improve electromagnetic compatibility with electronic equipment, a choke is inserted connected in parallel to the secondary winding of the transformer, and the reverse diode is shunted capacitor resonant circuit.

phage .. 2

FIG. 3