[go: up one dir, main page]

RU87051U1 - PULSE VOLTAGE CONVERTER - Google Patents

PULSE VOLTAGE CONVERTER Download PDF

Info

Publication number
RU87051U1
RU87051U1 RU2009118828/22U RU2009118828U RU87051U1 RU 87051 U1 RU87051 U1 RU 87051U1 RU 2009118828/22 U RU2009118828/22 U RU 2009118828/22U RU 2009118828 U RU2009118828 U RU 2009118828U RU 87051 U1 RU87051 U1 RU 87051U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
voltage
divider
rectifier
pulse
Prior art date
Application number
RU2009118828/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Григорьевич Костиков
Илья Владимирович Харитонов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный горный университет" (МГГУ)
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный горный университет" (МГГУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный горный университет" (МГГУ)
Priority to RU2009118828/22U priority Critical patent/RU87051U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU87051U1 publication Critical patent/RU87051U1/en

Links

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Импульсный преобразователь напряжения, содержащий источник постоянного напряжения, контроллер широтно-импульсной модуляции сигнала, подключенные к соответствующим входам высокочастотного инвертора, выход которого через выпрямитель с фильтром низких частот подключен к делителю напряжения и нагрузке, отличающийся тем, что он снабжен блоком расширения спектра выходного сигнала делителя напряжения, подключенным к контроллеру широтно-импульсной модуляции сигнала и выполненным в виде последовательно соединенных операционного усилителя, выпрямителя, амплитудного модулятора и сумматора, при этом ко второму выходу операционного усилителя подключен источник опорного напряжения, а ко второму входу амплитудного модулятора - генератор широкополосного сигнала, причем ко второму входу сумматора - выход делителя напряжения.A pulse voltage converter containing a constant voltage source, a pulse width modulation controller, connected to the corresponding inputs of a high-frequency inverter, the output of which is connected to a voltage divider and a load through a rectifier with a low-pass filter, characterized in that it is equipped with an expansion unit for the spectrum of the output signal of the divider voltage connected to the pulse width modulation controller and made in the form of a series-connected operational gain I, a rectifier, an amplitude modulator and an adder, the output of the second operational amplifier connected to a reference voltage source, and to a second input of the amplitude modulator - wideband signal generator, and to a second input of the adder - divider output voltage.

Description

Полезная модель относится к импульсным источникам электропитания, используемым для преобразования постоянного напряжения одного уровня в постоянное напряжение другого уровня.The utility model relates to switching power supplies used to convert a constant voltage of one level to a constant voltage of another level.

Известен преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий импульсный инвертор, соединенный со схемой управления и последовательно подключенный к выпрямителю с фильтром низких частот. Преобразователь охвачен обратной связью от выхода фильтра низких частот к схеме управления инвертором. Такие преобразователи имеют улучшенные массогабаритные показатели и увеличенный КПД [1].Known DC-DC Converter containing a pulse inverter connected to a control circuit and connected in series to a rectifier with a low-pass filter. The converter is covered by feedback from the output of the low-pass filter to the inverter control circuit. Such converters have improved overall dimensions and increased efficiency [1].

Недостатком этого преобразователя является высокий уровень низкочастотных гармонических составляющих, являющихся источником кондуктивных помех.The disadvantage of this converter is the high level of low-frequency harmonic components, which are a source of conducted noise.

Известен импульсный преобразователь напряжения, содержащий источник постоянного напряжения, контроллер широтно-импульсной модуляции сигнала, подключенные к соответствующим входам высокочастотного инвертора, выход которого через выпрямитель с фильтром низких частот подключен ко входу делителя напряжения и нагрузке, причем выход делителя напряжения подключен к контроллеру широтно-импульсной модуляции сигнала [2]. Этот преобразователь взят нами в качестве прототипа.Known pulsed voltage Converter containing a constant voltage source, a pulse width modulation controller connected to the corresponding inputs of the high-frequency inverter, the output of which through a rectifier with a low-pass filter is connected to the input of the voltage divider and the load, and the output of the voltage divider is connected to the pulse-width controller signal modulation [2]. This converter is taken by us as a prototype.

Недостатком прототипа является высокий уровень низкочастотных гармонических составляющих спектра выходного сигнала инвертора ввиду периодичности управляющего импульсного сигнала высокочастотного инвертора. Эти гармонические составляющие являются основным источником низкочастотных кондуктивных помех.The disadvantage of the prototype is the high level of low-frequency harmonic components of the spectrum of the output signal of the inverter due to the frequency of the control pulse signal of the high-frequency inverter. These harmonic components are the main source of low-frequency conducted noise.

Задачей данного технического решения является снижение уровня низкочастотных кондуктивных помех при наличии обратной связи за счет модуляции широкополосного сигнала.The objective of this technical solution is to reduce the level of low-frequency conductive noise in the presence of feedback due to modulation of the broadband signal.

Это достигается тем, что импульсный преобразователь напряжения, содержащий источник постоянного напряжения, контроллер широтно-импульсной модуляции сигнала, подключенные к соответствующим входам высокочастотного инвертора, выход которого через выпрямитель с фильтром низких частот подключен к делителю напряжения и нагрузке, снабжен блоком расширения спектра выходного сигнала делителя напряжения, подключенным к контроллеру широтно-импульсной модуляции сигнала и выполненным в виде последовательно соединенных операционного усилителя, выпрямителя, амплитудного модулятора и сумматора, при этом ко второму выходу операционного усилителя подключен источник опорного напряжение, а ко второму входу амплитудного модулятора - генератор широкополосного сигнала, причем ко второму входу сумматора - выход делителя напряжения.This is achieved by the fact that a pulsed voltage converter containing a constant voltage source, a pulse width modulation controller, connected to the corresponding inputs of a high-frequency inverter, the output of which through a rectifier with a low-pass filter is connected to a voltage divider and load, is equipped with an expansion unit for the spectrum of the output signal of the divider voltage connected to the pulse width modulation controller and made in the form of series-connected operational gain I, a rectifier, an amplitude modulator and an adder, the output of the second operational amplifier connected to the reference voltage source, and to a second input of the amplitude modulator - wideband signal generator, and to a second input of the adder - divider output voltage.

На фиг.1 показана блок-схема импульсного преобразователя напряжения.Figure 1 shows a block diagram of a pulse voltage Converter.

На фиг.2 временные диаграммы напряжений в ключевых узлах схемы.Figure 2 is a timing diagram of stresses in key nodes of the circuit.

Импульсный преобразователь напряжения состоит из источника постоянного напряжения 1, контроллера широтно-импульсной модуляции 2, подключенных к соответствующим входам высокочастотного инвертора 3, выход которого через выпрямитель с фильтром низких частот 4 подключен к делителю напряжения 5, а так же к нагрузке 6, и блока расширения спектра выходного сигнала делителя 7, подключенного к контроллеру широтно-импульсной модуляции сигнала 2. Этот блок выполнен в виде последовательно соединенных операционного усилителя 8, выпрямителя 9, амплитудного модулятора 10 и сумматора 11, при этом ко второму выходу операционного усилителя 8 подключен источник опорного напряжения 12, а ко второму входу амплитудного модулятора 10 - генератор широкополосного сигнала 13, причем ко второму входу сумматора 11 - выход делителя напряжения 5. Описанный импульсный преобразователь реализуется на общеизвестной элементной базе.The pulse voltage converter consists of a constant voltage source 1, a pulse-width modulation controller 2, connected to the corresponding inputs of a high-frequency inverter 3, the output of which is connected to a voltage divider 5, as well as to a load 6, and an expansion unit through a rectifier with a low-pass filter 4 spectrum of the output signal of a divider 7 connected to a pulse-width modulation controller of signal 2. This block is made in the form of a series-connected operational amplifier 8, a rectifier 9, amplitudes a modulator 10 and an adder 11, while a reference voltage source 12 is connected to the second output of the operational amplifier 8, and a broadband signal generator 13 is connected to the second input of the amplitude modulator 10, and the output of voltage divider 5 is connected to the second input of the adder 11. The described pulse converter is implemented on the well-known element base.

Импульсный преобразователь напряжения работает следующим образом. Постоянное входное напряжение Uвx от источника опорного напряжения 1 преобразуют посредством высокочастотного инвертора 3 в импульсное напряжение (см. фиг.2, а, б), постоянную составляющую которого выделяют выпрямителем с фильтром низких частот 4 (см. фиг.2, в) и подают на делитель 5 и нагрузку 6. Из выходного сигнала делителя 5 (см. фиг.2, г) при помощи операционного усилителя 8, на второй вход которого подается опорное напряжение 12 (см. фиг.2, д), извлекают сигнал ошибки (см. фиг.2, е), а через выпрямитель 9 - его модуль (см. фиг.2, ж). Сигнал с выхода генератора 13 (см. фиг.2, з) модулируют сигналом модуля ошибки с выхода выпрямителя 9 посредством амплитудного модулятора 10, в результате чего на выходе амплитудного модулятора получают управляющий сигнал с расширенным спектром (см. фиг.2, и). Для регулирования выходной мощности инвертора 3 осуществляют сложение сигналов с выхода амплитудного модулятора 10 и выходного сигнала делителя напряжения 5 в сумматоре 11. Таким образом, выходной сигнал сумматора 11 (см. фиг.2, к) имеет постоянную составляющую, равную напряжению делителя, и переменную в виде широкополосного сигнала, амплитуда которой снижается с ростом сигнала модуля ошибки. Управляющий сигнал высокочастотного инвертора 3, который показан на фиг.2, л, формируется путем модуляции сигнала на выходе блока расширения спектра выходного сигнала делителя напряжения 7 при помощи контроллера широтно-импульсной модуляции 2.The pulse voltage Converter operates as follows. The constant input voltage U in from the reference voltage source 1 is converted by means of a high-frequency inverter 3 into a pulse voltage (see Fig. 2, a, b), the constant component of which is isolated by a rectifier with a low-pass filter 4 (see Fig. 2, c) and served on the divider 5 and the load 6. From the output signal of the divider 5 (see figure 2, d) using the operational amplifier 8, the second input of which is supplied with a reference voltage 12 (see figure 2, d), the error signal is extracted ( see figure 2, e), and through the rectifier 9 - its module (see figure 2, g). The signal from the output of the generator 13 (see Fig. 2, h) is modulated by the signal of the error module from the output of the rectifier 9 by means of an amplitude modulator 10, as a result of which a spread spectrum control signal is obtained at the output of the amplitude modulator (see Fig. 2, and). To regulate the output power of the inverter 3, the signals from the output of the amplitude modulator 10 and the output signal of the voltage divider 5 in the adder 11 are added. Thus, the output signal of the adder 11 (see Fig. 2, k) has a constant component equal to the voltage of the divider, and a variable in the form of a broadband signal, the amplitude of which decreases with increasing signal of the error module. The control signal of the high-frequency inverter 3, which is shown in FIG. 2, l, is generated by modulating the signal at the output of the expansion unit of the spectrum of the output signal of the voltage divider 7 using a pulse-width modulation controller 2.

Согласно описанному техническому решению были изготовлены макеты преобразователей. Их тестирование показало, что уровень второй и третьей гармонической составляющей спектра снизились на 20% и 30% соответственно.According to the described technical solution, mock-ups of converters were made. Their testing showed that the level of the second and third harmonic components of the spectrum decreased by 20% and 30%, respectively.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ на полезную модель №47146 по классу Н02М 3/3351. RF patent for utility model No. 47146 in the class Н02М 3/335

2. Патент РФ на изобретение №2138113 по классу G05F 1/56 (прототип)2. RF patent for the invention No. 2138113 in class G05F 1/56 (prototype)

Claims (1)

Импульсный преобразователь напряжения, содержащий источник постоянного напряжения, контроллер широтно-импульсной модуляции сигнала, подключенные к соответствующим входам высокочастотного инвертора, выход которого через выпрямитель с фильтром низких частот подключен к делителю напряжения и нагрузке, отличающийся тем, что он снабжен блоком расширения спектра выходного сигнала делителя напряжения, подключенным к контроллеру широтно-импульсной модуляции сигнала и выполненным в виде последовательно соединенных операционного усилителя, выпрямителя, амплитудного модулятора и сумматора, при этом ко второму выходу операционного усилителя подключен источник опорного напряжения, а ко второму входу амплитудного модулятора - генератор широкополосного сигнала, причем ко второму входу сумматора - выход делителя напряжения.
Figure 00000001
A pulse voltage converter containing a constant voltage source, a pulse width modulation controller, connected to the corresponding inputs of a high-frequency inverter, the output of which is connected to a voltage divider and a load through a rectifier with a low-pass filter, characterized in that it is equipped with an expansion unit for the spectrum of the output signal of the divider voltage connected to the pulse width modulation controller and made in the form of a series-connected operational gain I, a rectifier, an amplitude modulator and an adder, the output of the second operational amplifier connected to a reference voltage source, and to a second input of the amplitude modulator - wideband signal generator, and to a second input of the adder - divider output voltage.
Figure 00000001
RU2009118828/22U 2009-05-20 2009-05-20 PULSE VOLTAGE CONVERTER RU87051U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009118828/22U RU87051U1 (en) 2009-05-20 2009-05-20 PULSE VOLTAGE CONVERTER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009118828/22U RU87051U1 (en) 2009-05-20 2009-05-20 PULSE VOLTAGE CONVERTER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU87051U1 true RU87051U1 (en) 2009-09-20

Family

ID=41168377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009118828/22U RU87051U1 (en) 2009-05-20 2009-05-20 PULSE VOLTAGE CONVERTER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU87051U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2498488C1 (en) * 2012-07-31 2013-11-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное общество "РОСТА" Controlled ac/dc converter
RU176670U1 (en) * 2017-02-20 2018-01-25 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" Switching voltage converter with adaptive nonlinear dynamics control system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2498488C1 (en) * 2012-07-31 2013-11-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное общество "РОСТА" Controlled ac/dc converter
RU176670U1 (en) * 2017-02-20 2018-01-25 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" Switching voltage converter with adaptive nonlinear dynamics control system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6571718B2 (en) High frequency power supply
CN103378812B (en) Class-D amplifier
US8228118B1 (en) Switching amplifier using capacitor for transmitting energy
RU2012142141A (en) SYSTEM AND METHODS FOR A POWER CONSTANT DC TO DC
US8330541B2 (en) Multilevel class-D amplifier
CN104380844A (en) Driver device and driving method for driving a load, in particular an led unit
US8212613B1 (en) Switching amplifier using flyback transformer
US9602067B2 (en) Switching amplifier with pulsed current supply
US11316423B2 (en) Half-bridge having power semiconductors
US9263992B1 (en) Class D amplifier with variable switching frequency
RU87051U1 (en) PULSE VOLTAGE CONVERTER
US8451057B2 (en) Switching amplifier using inductor current feedback
US8760230B2 (en) Switching amplifier with pulsed current source and sink
Chacko et al. Multilevel digital sonar power amplifier with modified unipolar SPWM
US20170047847A1 (en) Stabilized Power Supply Utilizing Resonance Circuit Driven by Carrier Modulated Both in Frequency And Amplitude
US9287826B2 (en) Sine-cosine modulator
JP6122584B2 (en) Highly efficient AC / AC power converter and method therefor
CN109286374B (en) Power supply for envelope tracking
US8410851B1 (en) Switching amplifier with an inductor
JP2011097786A (en) Grid-connected inverter device and grid-connection system
Chiesi et al. Modeling of a parallel hybrid power audio amplifier
Pillonnet et al. A topological comparison of PWM and hysteresis controls in switching audio amplifiers
RU2435279C1 (en) Method to increase quality and efficiency of electric energy usage (version 6)
Ghasemi et al. A high frequency current source converter with adjustable magnitude to drive high power piezoelectric transducers
US8416020B1 (en) Switching amplifier and switching amplifying method

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20140521