Способ управления преобразователем напряжения и устройство для его реализации



Способ управления преобразователем напряжения и устройство для его реализации
Способ управления преобразователем напряжения и устройство для его реализации
Способ управления преобразователем напряжения и устройство для его реализации
Способ управления преобразователем напряжения и устройство для его реализации
Способ управления преобразователем напряжения и устройство для его реализации

 


Владельцы патента RU 2497266:

Открытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Полюс" (RU)

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в источниках вторичного электропитания устройств радиотехники, автоматики и вычислительной техники. Технический результат заключается в осуществлении высокого быстродействия и апериодического характера переходного процесса в преобразователе напряжения с широтно-импульсной модуляцией. Для этого в заявленном способе, основанном на широтно-импульсной модуляции напряжения питания ключевым элементом, вычисляют сигнал рассогласования, формируют пилообразный сигнал развертки с амплитудой, пропорциональный разности напряжений на индуктивности дросселя фильтра до и после коммутации ключевого элемента и смещенного на величину, пропорциональную напряжению на индуктивности дросселя фильтра после коммутации ключевого элемента, из суммы сигнала рассогласования и сигнала развертки формируют управляющий сигнал, переключение ключевого элемента осуществляют синхронизирующим и управляющим сигналами, а сигнал рассогласования формируют пропорциональным энергетическому балансу между текущим значением энергии, запасенной фильтром, и ее значением при заданном выходном напряжении. В заявленном устройстве содержится блок развертки, ключевой элемент, узел суммирования и RS-триггер, введены блок рассогласования и датчики тока. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в источниках вторичного электропитания устройств радиотехники, автоматики и вычислительной техники.

Известен релейный способ управления преобразователем напряжения, заключающийся в том, что переключение ключевого элемента осуществляют по изменению знака энергетического баланса между текущим значением энергии, запасенной фильтром, и ее значением при заданном выходном напряжении [1].

При этом закон управления коммутацией ключевого элемента соответствует выражению

F э = C ( U н 2 U о п 2 ) + L ( I L I н ) 2 S G N ( I L I н ) ; ( 1 ) F к = { 1 п р и F э + α < 0, F ˙ э < 0 0 п р и F э α > 0, F ˙ э > 0

где Fэ - управляющий сигнал; Uн, Uоп - выходное и заданное напряжения; L, С - индуктивность дросселя и емкость конденсатора фильтра; (IL-Iн) - ток конденсатора; IL - ток дросселя; Iн - выходной ток; α - величина гистерезиса; Fк - сигнал управляющий состоянием ключевого элемента (при Fк=1 включено, при Fк=0 выключено).

Регулятор преобразователя напряжения, реализующего известный релейный способ управления, содержит узел суммирования и два узла вычисления текущих значений, соответственно энергии пульсирующей составляющей тока дросселя фильтра и энергии необходимой конденсатору фильтра для достижения заданного выходного напряжения.

Первый вход первого узла вычисления соединен с выходом датчика тока, включенного в цепь дросселя фильтра, второй вход первого узла вычисления соединен с выходом датчика тока, включенного в цепь нагрузки, первый вход второго узла вычисления соединен с выходным выводом преобразователя напряжения, второй вход второго узла вычисления соединен с выводом напряжения задания, выходы обоих узлов вычисления соединены с входами узла суммирования, выход узла суммирования соединен с управляющим входом ключевого элемента преобразователя напряжения [1].

В известном устройстве коммутацию ключевого элемента осуществляют в соответствии со знаком текущего значения уравнения энергетического баланса энергии, запасенной в элементах LC-фильтра, и ее значении при заданном напряжении, что обеспечивает минимальную длительность и апериодический характер переходного процесса.

Однако, поскольку значения энергетического баланса пропорциональны второй степени напряжения и тока конденсатора фильтра, то частота коммутации ключевого элемента меняется в широком диапазоне, что ухудшает электромагнитную совместимость аппаратуры.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ управления преобразователем постоянного напряжения, основанный на широтно-импульсной модуляции напряжения питания ключевым элементом, заключающийся в том, что вычисляют сигнал рассогласования, как разность выходного сигнала системы и сигнала задания, формируют пилообразный сигнал развертки с амплитудой, пропорциональной разности напряжений на индуктивности дросселя фильтра до и после коммутации ключевого элемента и смещенного на величину, пропорциональную напряжению на индуктивности дросселя фильтра после коммутации ключевого элемента, из суммы сигнала рассогласования и сигнала развертки формируют управляющий сигнал, переключение ключевого элемента осуществляют синхронизирующим и управляющим сигналами [2].

Известный способ управления осуществляет коммутацию ключевого элемента преобразователя в соответствии с законом вида

F у = x + K с Y р ; Y р = 1 T 0 t ( U L ' U L " ) d t + U L " ; ( 2 ) F к = { θ п р и t < t к ; θ ¯ п р и t > t к ,

где Fу - управляющий сигнал; х=Uн-Uоп - сигнал рассогласования; Uн, Uоп - выходное и заданное напряжения; Yр - сигнал развертки; Кс - коэффициент связи; , U L " - напряжения на индуктивности дросселя до и после коммутации ключевого элемента; Т - длительность периода коммутации; Fк - сигнал, переключающий ключевой элемент (при Fк=1 включено, при Fк=0 выключено); tк - момент коммутации ключевого элемента определяется корнем уравнения Fу=0 (при модуляции заднего фронта если F ˙ у < 0 , принимая U L ' = U п U о п , U L " = U о п , θ=1, при модуляции переднего фронта если F ˙ к > 0 , принимая U L ' = U о п , U L " = U п U о п , θ=0,); Uп - напряжение питания.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является преобразователь напряжения, регулятор которого содержит блок развертки, узел сравнения, узел суммирования и RS-триггер, блок развертки имеет три входа, первый вход блока развертки соединен с входом напряжения питания преобразователя напряжения, второй вход блока развертки соединен с выводом сигнала задания, третий вход блока развертки соединен с выводом синхронизующего сигнала, первый вход узла сравнения соединен с выходом преобразователя напряжения, второй вход узла сравнения соединен с выводом сигнала задания, первый вход узла суммирования соединен с выходом блока развертки, второй вход узла суммирования соединен с выходом узла сравнения, первый вход RS-триггера соединен с выходом узла суммирования, второй вход RS-триггера соединен с выводом синхронизующего сигнала, выход RS-триггера соединен с управляющим входом ключевого элемента преобразователя напряжения [2].

Известный способ управления основан на критерии равенства нулю в установившемся режиме среднего за период модуляции значения напряжения на индуктивности дросселя фильтра, который реализуется формированием сигнала развертки, пропорциональным среднему за период модуляции значению напряжения на индуктивности дросселя фильтра при условии коммутации ключевого элемента в текущий момент времени, что обеспечивает в установившемся режиме коммутацию ключевого элемента при нулевом значении сигнала ошибки во всем диапазоне регулирования.

Недостатком известного способа управления является то, что он не гарантирует качества динамических характеристик.

Цель изобретения состоит в обеспечении высокого быстродействия и апериодического характера переходного процесса в преобразователе напряжения с широтно-импульсной модуляцией.

Поставленная цель достигается за счет того, что в способе управления преобразователем постоянного напряжения, основанном на широтно-импульсной модуляции напряжения питания ключевым элементом, заключающемся в том, что вычисляют сигнал рассогласования, формируют пилообразный сигнал развертки с амплитудой, пропорциональной разности напряжений на индуктивности дросселя фильтра до и после коммутации ключевого элемента и смещенного на величину, пропорциональную напряжению на индуктивности дросселя фильтра после коммутации ключевого элемента, из суммы сигнала рассогласования и сигнала развертки формируют управляющий сигнал, переключение ключевого элемента осуществляют синхронизирующим и управляющим сигналами, при этом сигнал рассогласования формируют пропорциональным энергетическому балансу между текущим значением энергии, запасенной фильтром, и ее значением при заданном выходном напряжении, управление преобразователем напряжения реализуют в соответствии с законом вида

F у = F э + K с Y р ; F э = C ( U н 2 U о п 2 ) + L ( I L I н ) 2 S G N ( I L I н ) ; Y р = 1 T 0 t р ( U L ' U L " ) d t + U L " ; ( 3 ) F к = { θ п р и t < t к ; θ ¯ п р и t > t к ,

где Fу - управляющий сигнал; Fэ - сигнал рассогласования; Uн, Uоп - выходное и заданное напряжения; Yp - сигнал развертки; L, С - индуктивность дросселя и емкость конденсатора фильтра; (IL-Iн) - ток конденсатора; IL - ток дросселя; Iн - выходной ток; U L ' , U L " - напряжения на индуктивности дросселя до и после коммутации ключевого элемента; Т - длительность периода коммутации; tp=T{t/T} - временная координата для формирования сигнала развертки ({t/T} - дробная часть выражения t/T); Fк - сигнал, переключающий ключевой элемент (при Fк=1 включено, при Fк=0 выключено); tк - момент коммутации ключевого элемента определяется корнем уравнения Fу=0 (при модуляции заднего фронта если F ˙ у < 0 , принимая U L ' = U п U о п , U L " = U о п , θ=1, при модуляции переднего фронта если F ˙ к > 0 , принимая U L ' = U о п , U L " = U п U о п , θ=0,); Uп - напряжение питания.

Сущность изобретения заключается в том, что сигнал рассогласования формируют пропорциональным энергетическому балансу между текущим значением энергии, запасенной фильтром, и ее значением при заданном выходном напряжении, а устойчивость периодических режимов на частоте широтно-импульсной модуляции обеспечивают формированием пилообразного сигнала развертки с крутизной, превышающей крутизну изменения сигнала рассогласования

А р T > d F э d t | м ,

где Ар - амплитуда сигнала KсYр.

Для реализации предложенного способа управления, в регулятор преобразователя напряжения, содержащего блок развертки, узел суммирования и RS-триггер, первый вход блока развертки соединен с входом напряжения питания преобразователя напряжения, второй вход блока развертки соединен с выводом сигнала задания, третий вход блока развертки соединен с выводом синхронизующего сигнала, второй вход узла суммирования соединен с выходом блока развертки, первый вход RS-триггера соединен с выходом узла суммирования, второй вход RS-триггера соединен с выводом синхронизующего сигнала, выход RS-триггера соединен с управляющим входом ключевого элемента преобразователя напряжения, дополнительно введен блок рассогласования, который имеет четыре входа, первый вход блока рассогласования соединен с выводом датчика тока, включенного в цепь дросселя, второй вход блока рассогласования соединен с выводом датчика тока, включенного в выходную цепь преобразователя, третий вход блока рассогласования соединен с выходным выводом преобразователя напряжения, четвертый вход блока рассогласования соединен с выводом сигнала задания, выход блока рассогласования соединен с первым входом узла суммирования.

На фиг.1 приведена схема преобразователя напряжения с устройством, реализующим предлагаемый способ управления; на фиг.2 - временные диаграммы сигналов, пропорциональных текущим значениям выходного напряжения Uн, тока дросселя IL, сигнала переключающего ключевой элемент Fк и сигнала рассогласования Fэ при пуске преобразователя с нулевых начальных условий и развернутые диаграммы начала участка скольжения (t=0,26-0,36 мс) и установившегося режима (t=1,9-2,0 мс).

Силовая часть преобразователя напряжения (фиг.1) состоит из ключевого элемента 1, дросселя 2, диода 3, конденсатора 4, и двух датчиков тока 5 и 6, второй вывод ключевого элемента 1, первый вывод дросселя 2 и второй вывод диода 3 соединены между собой, выводы конденсатора 4 соединены с выходной шиной Uн и с общей шиной U0, датчик тока 5 включен в цепь дросселя 2, датчик тока 6 - в выходную цепь преобразователя, управляющий вход ключевого элемента 1 соединен с шиной переключающего сигнала Fк, выходом датчика тока 5 является вывод IL, выходом датчика тока 6 - вывод Iн, первый вывод ключевого элемента 1 соединен с входной шиной питания Uп, первый вывод диода 3 - с общей шиной U0, второй вывод дросселя 2-е выходной шиной Uн.

Устройство, реализующее предложенный способ управления (фиг.1), состоит из блока рассогласования 7, вычисляющего сигнал рассогласования Fэ, блока развертки 8 формирующего пилообразный сигнал развертки Yр, узла суммирования 9, формирующего управляющий сигнал Fу и триггера 10, формирующего сигнал Fк, переключающий ключевой элемент 1. Первые два входа блока рассогласования 7 соединены с выходами IL и Iн датчиков тока 5 и 6, третий вход блока рассогласования 7 соединен с выходной шиной Uн преобразователя, четвертый вход блока рассогласования 7 и первый вход блока развертки 8 соединены с шиной задания выходного напряжения Uоп, второй вход блока развертки 8 соединен с входной шиной питания Uп, третий вход блока развертки 8 соединен с шиной синхронизации Fc, входы узла суммирования 9 соединены с выходами блоков 7 и 8, первый вход триггера 10 соединен с выходом узла суммирования 9, второй вход триггера 10 соединен с шиной синхронизации Fc, выход триггера 10 соединен с шиной переключающего сигнала Fк.

Преобразователь напряжения с устройством, реализующим предложенный способ управления, работает следующим образом: блок рассогласования 7 формирует сигнал рассогласования Fэ в соответствии с выражением

F э = C ( U н 2 U о п 2 ) + L ( I L I н ) 2 S G N ( I L I н ) ,

которое пропорционально энергетическому балансу между текущим значением энергии, запасенной фильтром, и ее значением при заданном выходном напряжении.

Блок развертки 8 формирует пилообразный сигнал развертки Yp в соответствии с выражением

Y р = 1 T 0 t р ( U L ' U L " ) d t + U L " ,

которое в преобразователях напряжения с широтно-импульсной модуляцией заднего фронта (для которых U L ' = U п U о п , U L " = U о п ) преобразуют к виду

Y р = U п t р T U о п ,

а в преобразователях напряжения с широтно-импульсной модуляцией переднего фронта (для которых U L ' = U о п , U L " = U п U о п ) - к виду

Y р = U п t р T + ( U п U о п ) .

На выходе узла суммирования 9 формируют управляющий сигнал Fу в соответствии с выражением

Fу=Fэ+KсYр,

при этом Kс выбирают по условию

А р T > d F э d t | м ,

где Ар - амплитуда сигнала KсYр.

Триггер 10 включает ключевой элемент 1 при появлении синхроимпульса Fc и отключает его при положительном значении управляющего сигнала Fу.

На фиг.2 показана работа устройства управления и преобразователя напряжения с широтно-импульсной модуляцией заднего фронта и с параметрами: напряжение питания Uп=35 В, заданное напряжение Uоп=27 В, сопротивление нагрузки Rн=2,7 Ом, емкость конденсатора 4-1000 мкФ, индуктивность дросселя 2-0,1 мГн, амплитуда пилообразного сигнала развертки Ар=1,9 В (Kс=1,9/Uп), длительность периода сигнала развертки Т=20 мкс.

При пуске преобразователя напряжения с нулевых начальных условий (фиг.2) на участке t от 0 до 265 мкс ток IL дросселя 2 увеличивается от 0 до 79 А, выходное напряжение Uн увеличивается от 0 до 11 В, ключевой элемент 1 включен (Fк=1), текущее значение энергетического баланса Fэ изменяется от -0,729 до 0,0012 В; на участке t от 0,265 до 0,66 мс ток IL дросселя 2 уменьшается от 79 до 9,3 А, выходное напряжение Uн увеличивается от 11 до 27 В, амплитуда изменения текущих значений энергетического баланса Fэ меняется от 6,5 В (на участке t=0,34÷0,36 мс) до 0,13 В (на участке t=1,14÷1,16 мс), в установившемся режиме (t>1,18 мкс) ток дросселя 2 I L = 10 0,7 + 0,7 A , выходное напряжение U н = 27 + 0,005 + 0 В , текущее значение энергетического баланса F э = 0,2 0,005 + 0,02 В , длительность периода модуляции во всех режимах Т=20 мкс.

Таким образом, формирование сигнала рассогласования Fэ, пропорционального энергетическому балансу между текущим значением энергии, запасенной фильтром, и ее значением при заданном выходном напряжении, обеспечивает минимальную длительность и апериодический характер переходного процесса в преобразователе напряжения с широтно-импульсной модуляцией. При этом максимальное значение статического рассогласования между выходным напряжением преобразователя и заданным напряжением не превысит величины пульсации выходного напряжения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Казанцев Ю.М., Лекарев А.Ф. Формирование управления по балансу необходимой и накопленной в системе энергии // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2009. №5. С.17-20.

2. Патент РФ №2216764, G05F 1/56, опубл. 20.11.2003, Бюл. №32.

1. Способ управления преобразователем постоянного напряжения, основанный на широтно-импульсной модуляции напряжения питания ключевым элементом, заключающийся в том, что вычисляют сигнал рассогласования, формируют пилообразный сигнал развертки с амплитудой, пропорциональной разности напряжений на индуктивности дросселя фильтра до и после коммутации ключевого элемента, и смещенный на величину, пропорциональную напряжению на индуктивности дросселя фильтра после коммутации ключевого элемента, из суммы сигнала рассогласования и сигнала развертки формируют управляющий сигнал, переключение ключевого элемента осуществляют синхронизирующим и управляющим сигналами, отличающийся тем, что сигнал рассогласования формируют пропорциональным энергетическому балансу между текущим значением энергии, запасенной фильтром, и ее значением при заданном выходном напряжении.

2. Устройство управления преобразователем напряжения, содержащее блок развертки, узел суммирования и RS-триггер, блок развертки которого имеет три входа, первый вход блока развертки соединен с входом напряжения питания преобразователя напряжения, второй вход блока развертки соединен с выводом сигнала задания, третий вход блока развертки соединен с выводом синхронизующего сигнала, второй вход узла суммирования соединен с выходом блока развертки, первый вход RS-триггера соединен с выходом узла суммирования, второй вход RS-триггера соединен с выводом синхронизующего сигнала, выход RS-триггера соединен с управляющим входом ключевого элемента преобразователя напряжения, для реализации способа управления по п.1 дополнительно введен блок рассогласования, который имеет четыре входа, первый вход блока рассогласования соединен с выводом датчика тока, включенного в цепь дросселя, второй вход блока рассогласования соединен с выводом датчика тока, включенного в выходную цепь преобразователя, третий вход блока рассогласования соединен с выходным выводом преобразователя напряжения, четвертый вход блока рассогласования соединен с выводом сигнала задания, выход блока рассогласования соединен с первым входом узла суммирования.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам преобразования электрической энергии и предназначено для использования в качестве вторичного источника питания электронных устройств или зарядного устройства.

Изобретение относится к области построения систем автоматического управления. .

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках питания. .

Изобретение относится к однотактным импульсным устройствам преобразования электрической энергии с трансформаторной нагрузкой. .

Изобретение относится к области силовой электроники. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для электропитания низкочастотной импульсной периодической нагрузки и позволяет получить технический результат - устранить модуляцию входного тока потребления от электросети и обеспечить высокий коэффициент мощности.

Изобретение относится к сокращению потребления электроэнергии. .

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к преобразователям с высоким входным напряжением, преобразующим постоянное напряжение в постоянное и может быть использовано в системах электропитания устройств радиотехники, автоматики и вычислительной техники. Технический результат заключается в улучшении массогабаритных показателей преобразователя, увеличении его КПД, повышении надежности, а также в расширении области его применения. Для этого заявленное устройство состоит из схемы управления и силовой цепи, включающей в себя импульсный трансформатор, МДП-транзистор, два диода, дроссель и конденсатор фильтра, а также цепь из последовательно включенных размагничивающего резистора и дополнительного конденсатора, введены дополнительные дроссель и диод, при этом первичная обмотка импульсного трансформатора преобразователя через переход сток-исток МДП-транзистора подключена к входу преобразователя, а вторичная обмотка через диод и индуктивно-емкостной фильтр, подключена к выходу преобразователя, вторичная обмотка импульсного трансформатора шунтирована размагничивающей цепью, состоящей из последовательно соединенных резистора и конденсатора, и дополнительным дросселем, при этом резистор размагничивающей цепи шунтирован дополнительным диодом. 1 ил.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропитания радиолокационных станций, устройств радиотехники, автоматики и вычислительной техники. Техническим результатом является улучшение эксплуатационных характеристик преобразователя, снижение массогабаритных показателей, увеличение КПД, повышение надежности, а также расширение области его применения за счет исключения постоянной составляющей магнитного потока в силовом трансформаторе. Стабилизированный квазирезонансный преобразователь содержит два последовательно соединенных зарядных МДП-транзистора, два последовательно соединенных рекуперирующих диода, два последовательно соединенных конденсатора, последовательно соединенные резонансные конденсатор и дроссель, силовой трансформатор, два выпрямителя, два делителя напряжения, конденсатор фильтра, резистор нагрузки, модулирующий МДП-транзистор, два однотактных ШИМ-контроллера, два управляющих трансформатора, времязадающую «RC»-цепь, эмиттерный повторитель, две дифференцирующие «RC»-цепи. В него введены измерительная обмотка силового трансформатора, второй модулирующий МДП-транзистор, два однотактных ШИМ-контроллера, три времязадающие «RC»-цепи, две дифференцирующие «RC»-цепи, второй эмиттерный повторитель, два сумматора, интегратор, фильтр, генератор тактовых импульсов, триггер, два логических элемента «И» с соответствующими связями. 1ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразователях постоянного напряжения в переменное - инвертора-хм и регулятора-хм напряжения автономных систем электропитания и электроприводов перспективных авиакосмических летательных аппаратов с преимущественно или полностью электрифицированным приводным оборудованием. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей - получение выходного напряжения с произвольно задаваемой периодически-непрерывной формой, в частности синусоидального. В способе импульсного преобразования постоянного напряжения энергию от источника питания постоянного тока непрерывно передают непосредственно подключенной к нему двухконденсаторной емкостной стойке. Путем импульсного управления двумя регулируемыми ключами на первом этапе каждого периода высокочастотного периодического процесса дозирования осуществляют накопление энергии в дозирующем дросселе, подключая его к одному из двух конденсаторов стойки через замкнутый один из двух регулирующих ключей при разомкнутом другом ключе. На втором этапе энергию, накопленную на первом этапе, передают в другой конденсатор стойки при разомкнутых состояниях обоих ключей от дозирующего дросселя через один из двух выпрямительных диодов. Энергию, накапливаемую в конденсаторах стойки и в дозирующем дросселе, и энергию источника питания непрерывно передают в нагрузку переменного тока по двунаправленной цепи между средними выводами источника питания и емкостной стойки, периодически изменяя величину и полярность напряжения нагрузки на чередующихся полупериодах низкочастотного периодического процесса. На этапах длительности каждого его периода при нарастании напряжения нагрузки энергию, накопленную в первом конденсаторе емкостной стойки и источника питания, дозированно передают во второй конденсатор и в нагрузку. На этапах длительности того же периода при спадании напряжения нагрузки или при его неизменности энергию из второго конденсатора стойки и источника питания дозированно передают в первый конденсатор и в нагрузку.2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления резонансным преобразователем мощности. Техническим результатом является уменьшение флуктуаций на выходе резонансного преобразователя мощности. В способе для управления переключающим устройством (260) резонансный контур (350) обеспечивают напряжением (Uwr) переключения для генерации резонансного тока (Ires), чтобы обеспечить необходимую выходную мощность (rP) на выходе резонансного преобразователя (100) мощности. Устройство приспособлено для выполнения способа для управления переключающим устройством. Кроме того, резонансный преобразователь мощности содержит управляющее устройство для выполнения способа управления. 3 н и 15 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к электропреобразовательной технике и может использоваться во вторичных источниках электропитания. Техническим результатом предлагаемого решения является снижение максимальных значений токов и установленной мощности силовых элементов преобразователя, повышение КПД и надежности преобразователя. Сущность способа заключается в том, что при формировании относительной длительности открытого и закрытого состояния силового электронного ключа открывание ключа производят в момент окончания размагничивания магнитопровода выходного трансформатора. Устройства, реализующие способ, содержат в тракте управления преобразователя слаботочный управляющий ключ, на управляемый вход которого подается дискретный сигнал обратной связи по току размагничивания сердечника выходного трансформатора непосредственно с первичной (по второму варианту - с размагничивающей) обмотки трансформатора, запрещающий открывание силового ключа до окончания размагничивания сердечника. 3 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Магнитный интегральный симметричный конвертер с интегральной функцией трансформатора и индуктора включает в себя: интегральный магнитный элемент, имеющий магнитный сердечник с тремя магнитными колоннами, включающий в себя, по меньшей мере, три обмотки (Np, NS1, NS2) и, по меньшей мере, один воздушный зазор для накопления энергии, где первичная (Np) обмотка и первая вторичная (NS1) обмотка - обе намотаны вокруг первой магнитной колонны или обе намотаны вокруг второй магнитной колонны и третьей магнитной колонны, а вторая вторичная обмотка (NS2) намотана вокруг второй магнитной колонны, и полный выходной ток течет по второй вторичной обмотке (NS2); симметрично работающая инвертирующая схема с двумя выводами, воздействующая на первичную обмотку (Np); и группа синхронных выпрямителей (SR1, SR2), управляющие сигналы электродов затвора которых и управляющие сигналы электродов затвора группы диодов переключателя электропитания (S1, S2) симметрично работающей инвертирующей схемы с двумя выводами дополняют друг друга. Магнитный интегральный симметричный конвертер может снижать потери на обмотки и индуктивность рассеяния стороны первичной обмотки и стороны вторичной обмотки с достижением таким образом технического результата - высокоэффективного преобразования энергии. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в импульсных источниках вторичного электропитания (ИВЭ) в качестве схемы обеспечения работы нескольких ИВЭ, соединенных параллельно на общую нагрузку. Технический результат заключается в обеспечении работы ИВЭ в параллельном режиме при различных источниках входного напряжения. Для этого заявленное устройство содержит: по крайней мере, один силовой ключ, на один вывод которого подано входное напряжение, другой вывод подключен к входу трансформаторно-выпрямительного узла, на выходе которого вырабатывается выходное напряжение, поступающее на один вход делителя напряжения и далее через устройство сравнения на сумматор, в котором складывается с сигналом первого датчика тока, включенного в цепи силового ключа, и попадает на вход узла управления, включающего в себя широтно-импульсный модулятор и компаратор тока, где вырабатывается управляющий сигнал, поступающий на третий вывод силового ключа, причем трансформаторно-выпрямительный узел содержит второй датчик тока, с выхода которого сигнал о выходном токе поступает на один вход узла параллельной работы, другой вход связан с выводом «ПАРАЛ», соединяемым при параллельной работе ИВЭ, а выход связан с другим входом делителя напряжения. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в импульсных источниках вторичного электропитания, а именно в обратноходовых преобразователях напряжения, в качестве схемы ограничения перенапряжения на силовом диоде, возникающего в процессе коммутации. Технический результат - повышение КПД преобразователя за счет уменьшения потерь в демпфирующих цепях и регенерации энергии, запасенной в демпфере, в нагрузку. Обратноходовый преобразователь напряжения, содержит: разделительный трансформатор, образующий первичную цепь, содержащую первичную обмотку трансформатора (Т1) и ключевой элемент (VT1) и вторичную цепь, содержащую вторичную обмотку трансформатора силовой диод (VD1), выходной конденсатор (Cout), нагрузку (Rn), демпфирующую цепь, состоящую из диода (VDsn), катодом подключенного к аноду силового диода (VD1), а анодом - к одному выводу резистора (Rsn), другим выводом резистор подключен к минусовой шине, конденсатор (Csn), одной обкладкой подключенный к катоду силового диода (VD1), а другой - между диодом (VDsn) и резистором (Rsn). Введение демпферной цепи, состоящей из незначительного количества пассивных компонентов, позволяет увеличить КПД преобразователя и уменьшить габариты. 3 ил.

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к высокочастотным преобразователям постоянного напряжения в постоянное напряжение повышенной мощности с гальванической развязкой цепей, и может быть использовано в электрических схемах источников питания постоянного тока различного назначения. Технический результат заключается в повышении КПД, позволяет обеспечить коммутацию транзисторов практически при нуле тока, тем самым многократно снизить динамические потери на транзисторах преобразователя. Для этого заявленное устройство содержит блок управления и трансформатор, первичная обмотка которого подключена в средние точки двух диагоналей транзисторного моста, каждая из которых образована двумя последовательно включенными транзисторами, а вторичная обмотка трансформатора подключена к нагрузке через выпрямительные диоды и выходной конденсатор, согласно заявленному решению он дополнительно содержит две транзисторные диагонали, каждая из которых состоит из двух транзисторов, и дополнительный трансформатор, первичная обмотка которого включена в средние точки дополнительных транзисторных диагоналей, а вторичная обмотка через дополнительные выпрямительные диоды подключена к выходному конденсатору и к нагрузке, при этом блок управления выполнен обеспечивающим формирование четырех последовательностей импульсов с частичным наложением во времени одного на два соседних импульса. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в повышении стабильности выходного напряжения на нагрузке в более широком диапазоне входных напряжений и температур окружающей среды, а также обеспечении защиты от тока короткого замыкания в нагрузке как полевого переключающего транзистора с каналом n-типа, так и источника постоянного напряжения. Для этого заявленное устройство содержит источник постоянного напряжения, стабилизатор напряжения, триггер Шмитта, интегрирующую RC-цепь, ключ, импульсный трансформатор, первый и второй дифференциальные компараторы напряжения (ДКН), выпрямитель и фильтр, подключенные к соответствующей нагрузке, первая и вторая параллельные RC-цепи, с первого по третий конденсаторы, с первого по шестой диоды, с первого по шестой резисторы и клемму напряжения ограничения, при этом ключ выполнен на логическом элементе НЕ, выход которого является входом ключа, а выход соединен с затвором переключающего МОП-транзистора с n-каналом, сток которого является первым выходом ключа, а исток - вторым выходом ключа, при этом импульсный трансформатор включает первичную обмотку, n первых вторичных обмоток, где n=1, 2…, и вторую вторичную обмотку. 2 ил.
Наверх