RU2815071C1 - Wide-range constant voltage regulator - Google Patents
Wide-range constant voltage regulator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2815071C1 RU2815071C1 RU2023126373A RU2023126373A RU2815071C1 RU 2815071 C1 RU2815071 C1 RU 2815071C1 RU 2023126373 A RU2023126373 A RU 2023126373A RU 2023126373 A RU2023126373 A RU 2023126373A RU 2815071 C1 RU2815071 C1 RU 2815071C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pole
- capacitor
- constant voltage
- linear
- wide
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 9
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности, к регуляторам постоянного напряжения и может быть использовано в системах вторичного электропитания для регулирования и стабилизации постоянного выходного напряжения.The invention relates to electrical engineering, in particular, to constant voltage regulators and can be used in secondary power supply systems to regulate and stabilize constant output voltage.
Известны регуляторы постоянного напряжения с двумя последовательно включенными линейными индуктивностями через конденсатор [1].There are known constant voltage regulators with two linear inductances connected in series through a capacitor [1].
Недостатком известных регуляторов постоянного напряжения с последовательно включенными линейными индуктивностями через конденсатор является отсутствие возможности формирования выходного напряжения, изменяющегося от положительного до отрицательного значения.A disadvantage of the known constant voltage regulators with series-connected linear inductances through a capacitor is the inability to generate an output voltage that varies from positive to negative values.
Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому устройству регулятор постоянного напряжения с двумя линейными индуктивностями, соединенными последовательно через конденсатор [1].The closest in technical essence to the proposed device is a constant voltage regulator with two linear inductances connected in series through a capacitor [1].
Недостатком этого регулятора постоянного напряжения является невозможность регулировать выходное напряжение от положительного до отрицательного значения.The disadvantage of this constant voltage regulator is that it cannot regulate the output voltage from positive to negative.
Цель изобретения - формирование широкого диапазона изменения выходного напряжения от положительного до отрицательного значения.The purpose of the invention is the formation of a wide range of output voltage changes from positive to negative values.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен второй силовой регулирующий ключ, включенный одним полюсом к положительному выводу источника входного постоянного напряжения, а вторым полюсом к общей точке соединения конденсатора и второй линейной индуктивности.This goal is achieved by introducing a second power control switch into the device, connected with one pole to the positive terminal of the input DC voltage source, and the second pole to the common connection point of the capacitor and the second linear inductance.
На фиг. 1, 2 и 3 показаны принципиальные электрические схемы вариантов выполнения предлагаемого широкодиапазонного регулятора постоянного напряжения.In fig. 1, 2 and 3 show schematic electrical diagrams of embodiments of the proposed wide-range constant voltage regulator.
На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема предлагаемого широкодиапазонного регулятора постоянного напряжения.In fig. Figure 1 shows a schematic electrical diagram of the proposed wide-range constant voltage regulator.
В нем (фиг. 1) силовой регулирующий ключ 1, две линейные индуктивности 2, 3, соединенные последовательно через конденсатор 4, первая индуктивность 2 первым полюсом подключена к положительному выводу входного источника постоянного напряжения, а другим полюсом через регулирующий ключ 1 к отрицательному выводу входного источника постоянного напряжения образующему общую шину. Вторая линейная индуктивность 3 первым полюсом подключена к конденсатору 4, а вторым полюсом к образующему выходное напряжение конденсатору 5 с параллельно включенной нагрузкой 6, второй полюс которого подключен к общей шине. В устройство введен второй силовой регулирующий ключ 7 одним полюсом подключенный к положительному выводу источника входного постоянного напряжения, а вторым полюсом, подключенный к общей точке соединения конденсатора 4 и второй линейной индуктивности 3.In it (Fig. 1) a power regulating switch 1, two linear inductances 2, 3, connected in series through a capacitor 4, the first inductance 2 is connected with the first pole to the positive terminal of the input constant voltage source, and with the other pole through the regulating switch 1 to the negative terminal of the input a constant voltage source forming a common bus. The second linear inductance 3 is connected with the first pole to the capacitor 4, and the second pole to the capacitor 5 generating the output voltage with a parallel-connected load 6, the second pole of which is connected to the common bus. A second power control switch 7 is introduced into the device with one pole connected to the positive terminal of the input DC voltage source, and the second pole connected to the common connection point of the capacitor 4 and the second linear inductance 3.
На фиг. 2 показана принципиальная электрическая схема предлагаемого широкодиапазонного регулятора постоянного напряжения, в котором две линейные индуктивности, включенные последовательно через конденсатор, объединены на общем магнитопроводе в виде двух обмоток, включенных встречно, образующих магнитносвязанный магнитный элемент.In fig. Figure 2 shows a schematic electrical diagram of the proposed wide-range constant voltage regulator, in which two linear inductances connected in series through a capacitor are combined on a common magnetic circuit in the form of two windings connected counter-currently, forming a magnetically coupled magnetic element.
На фиг. 3 показана принципиальная электрическая схема предлагаемого широкодиапазонного регулятора постоянного напряжения, в котором последовательно со второй обмоткой магнитного элемента включена линейная индуктивность 8.In fig. Figure 3 shows a schematic electrical diagram of the proposed wide-range constant voltage regulator, in which linear inductance 8 is connected in series with the second winding of the magnetic element.
Принцип действия предлагаемого широкодиапазонного регулятора постоянного напряжения рассмотрим исходя из предположения идеальности ключевых элементов, установившегося режима работы и непрерывности изменения магнитного потока в сердечнике магнитного элемента.We will consider the principle of operation of the proposed wide-range constant voltage regulator based on the assumption of the ideality of the key elements, steady-state operating mode and continuity of change in the magnetic flux in the core of the magnetic element.
Обозначим через D относительную к периоду T длительность включенного состояния ключа 1.Let us denote by D the duration of the on state of key 1 relative to period T.
При замкнутом состоянии ключа 1 в течение времени DT напряжение на конденсаторе 4 равное V IN D/(1-D) отрицательным полюсом прикладывается через включенный ключ 1 к входу Г-образного LC-фильтра, составленного из индуктивности 3 и выходной емкости 5 с параллельно включенной нагрузкой 6. Одновременно с выключением ключа 1 включается ключ 7, который находится в проводящем состоянии в течение времени (1-D)T. В течение этого времени на входе того же Г-образного LC-фильтра действует положительное напряжение V IN равное источнику постоянного входного напряжения. Таким образом, в течение периода T на входе Г-образного LC-фильтра действует разнополярное напряжение, которое формирует выходное напряжение равное V IN (1-2D)/(1-D). Отсюда следует, что при D<0,5 выходное напряжение положительное, при D=0,5 равно нулю, а при D>0,5 отрицательное.When the switch 1 is closed during the time DT , the voltage on the capacitor 4 equal to V IN D/(1-D) with the negative pole is applied through the switched-on key 1 to the input of the L-shaped LC filter, composed of inductance 3 and output capacitance 5 with a parallel connection load 6. Simultaneously with switching off key 1, key 7 is switched on, which is in a conducting state for time (1-D)T . During this time, a positive voltage V IN equal to the source of constant input voltage acts at the input of the same L-shaped LC filter. Thus, during the period T , a multipolar voltage acts at the input of the L-shaped LC filter, which generates an output voltage equal to V IN (1-2D)/(1-D). It follows that when D < 0.5 the output voltage is positive, when D = 0.5 it is zero, and when D > 0.5 it is negative.
Использование магнитного элемента (фиг. 2), заменяющего две линейные индуктивности в виде одной магнитосвязанной цепи, состоящей из двух встречно включенных обмоток, разделенных конденсатором, позволяет упростить магнитные элементы в широкодиапазонном регуляторе постоянного напряжения и обеспечить условие для увеличения дифференциальной индуктивности обмоток магнитного элемента. При равенстве числа витков магнитносвязанных обмоток магнитного элемента включение линейной индуктивности 8 последовательно со второй обмоткой, подключенной к выходному конденсатору (фиг. 3), позволяет исключить пульсации тока в этой обмотке и, как следствие этого, исключить пульсации выходного напряжения.The use of a magnetic element (Fig. 2), replacing two linear inductances in the form of one magnetically coupled circuit, consisting of two back-to-back windings separated by a capacitor, makes it possible to simplify the magnetic elements in a wide-range constant voltage regulator and provide a condition for increasing the differential inductance of the windings of the magnetic element. If the number of turns of the magnetically coupled windings of the magnetic element is equal, connecting linear inductance 8 in series with the second winding connected to the output capacitor (Fig. 3) makes it possible to eliminate current pulsations in this winding and, as a consequence, to eliminate output voltage ripples.
Таким образом, предлагаемый широкодиапазонный регулятор постоянного напряжения по сравнению с известным устройством позволяет осуществить регулирование выходного напряжения от положительной до отрицательной величины с сохранением всех преимуществ известного устройства.Thus, the proposed wide-range constant voltage regulator, in comparison with the known device, makes it possible to regulate the output voltage from positive to negative values while maintaining all the advantages of the known device.
Источники информацииInformation sources
1. Поликарпов А.Г., Сергиенко Е.Ф. Однотактные преобразователи в устройствах электропитания РЭА, “Радио и связь”, 1989, стр. 51, рис. 2.6., стр. 54, рис. 2.8.1. Polikarpov A.G., Sergienko E.F. Single-cycle converters in power supply devices REA, “Radio and Communications”, 1989, p. 51, fig. 2.6., page 54, fig. 2.8.
Claims (3)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2815071C1 true RU2815071C1 (en) | 2024-03-11 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1172543A (en) * | 1966-01-27 | 1969-12-03 | Marconi Co Ltd | Improvements in or relating to Switched Voltage Regulators |
SU474799A1 (en) * | 1973-04-13 | 1975-06-25 | Московский Ордена Ленина Энергетический Институт | Constant voltage regulator |
SU970347A1 (en) * | 1981-01-16 | 1982-10-30 | Куйбышевский институт инженеров железнодорожного транспорта | Dc voltage control |
SU1145426A1 (en) * | 1983-03-11 | 1985-03-15 | Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова | Pulse d.c.voltage regulator |
RU2689804C1 (en) * | 2018-07-23 | 2019-05-29 | Иршат Лутфуллович Аитов | Constant voltage pulse regulator |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1172543A (en) * | 1966-01-27 | 1969-12-03 | Marconi Co Ltd | Improvements in or relating to Switched Voltage Regulators |
SU474799A1 (en) * | 1973-04-13 | 1975-06-25 | Московский Ордена Ленина Энергетический Институт | Constant voltage regulator |
SU970347A1 (en) * | 1981-01-16 | 1982-10-30 | Куйбышевский институт инженеров железнодорожного транспорта | Dc voltage control |
SU1145426A1 (en) * | 1983-03-11 | 1985-03-15 | Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова | Pulse d.c.voltage regulator |
RU2689804C1 (en) * | 2018-07-23 | 2019-05-29 | Иршат Лутфуллович Аитов | Constant voltage pulse regulator |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Поликарпов А.Г., Сергиенко Е.Ф. Однотактные преобразователи в устройствах электропитания РЭА, "Радио и связь", 1989, стр.51. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11894777B2 (en) | Power conversion circuit and power conversion apparatus with same | |
CN108933515B (en) | Flyback converter controller, flyback converter and operation method thereof | |
US11527959B2 (en) | Control method of power conversion device | |
US11664728B2 (en) | Power conversion device | |
RU2815071C1 (en) | Wide-range constant voltage regulator | |
CN112865540A (en) | Lossless clamping network of primary-side feedback type flyback converter and design method | |
US20230369984A1 (en) | Dc/dc converter and control method thereof | |
US11831238B2 (en) | Power conversion system | |
RU2826681C1 (en) | Magnetically coupled single-cycle constant voltage converter | |
RU2812962C1 (en) | Bipolar dc voltage regulator | |
RU2809337C1 (en) | Dc-dc converter with active clamping | |
RU2815076C1 (en) | Step-up constant voltage pulse regulator | |
RU2815075C1 (en) | High-efficiency step-up pulse constant voltage regulator | |
RU2822283C1 (en) | Transformer wide-range flyback dc voltage converter with passive clamping | |
RU2815910C1 (en) | Step-up constant voltage regulator | |
RU2823796C1 (en) | Transformer flyback constant voltage converter with passive clamping | |
RU2815911C1 (en) | High-efficiency active-clamping constant voltage converter | |
RU2806668C1 (en) | Dc-dc converter with active clamping | |
RU2815073C1 (en) | Bipolar constant voltage regulator | |
RU2823795C1 (en) | Transformer wide-range flyback constant voltage converter with active clamping | |
RU2822282C1 (en) | Transformer flyback dc voltage converter with active clamping | |
RU2829317C1 (en) | Low-voltage dc voltage converter with active clamping | |
RU2809335C1 (en) | Dc-dc converter with active clamping | |
RU2826687C1 (en) | Single-cycle constant voltage converter with direct transfer of energy to load | |
RU2823794C1 (en) | Forward converter of constant voltage with energy transfer in pulse |