DOI: https://doi.org/10.15587/2312-8372.2015.47717

### Analysis of pulse transformer voltage ripple of invert type of modular structure

Анатолий Федорович Кадацкий, Александр Петрович Русу, Татьяна Николаевна Ерыкалина, Александр Сергеевич Криль

#### Abstract

The mathematical models of voltage ripple in input and output circuits of pulse converters of DC modular structure with power channels of the inverting type are obtained and analyzed. The mathematical model is focused on the power of channels in the boundary mode operation that can reduce energy loss in the transformation. The mathematical model is generalized to the single-phase and multiphase transformation principles, auto-transformer and transformer connection of storage chokes of power channels.

The methods and algorithms for calculating the voltage and current ripple in the input and output circuits of these converters are presented.

The simulation results of the electrical processes in input and output converters with autotransformer turning of the choke are presented. It was established that the principle of multi-phase transformation reduces the magnitude of both fluctuations in the input and output circuits. This allows developing the converters with improved mass-dimensional and cost indicators.

#### Keywords

multi-phase pulse converter; modular structure; power channel; pulse; mathematical model

PDF (Русский)

#### References

Kadatskiy, A., Maliavin, I., Kochetkov, A., Shvets, O. (2010). Analiz elektricheskih protsessov v MIP postoiannogo napriazheniia pri granichnyh tokah drosselei. Nauchnye trudy ONAZ im. O. S. Popova, 1, 20–30.

Kadatskiy, A., Shvets, O., Kochetkov, O., Erykalina, A. (2012). Electrical processes in pulse converters of modular structure with power channels of step-up type. Eastern-European Journal Of Enterprise Technologies, 4(9(58)), 10–16. Available: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/5735

Kadatskiy, A., Rusu, A., Erykalina, A. (2013). Algoritmy modelirovaniia elektricheskih protsessov v impul'snyh preobrazovateliah postoiannogo napriazheniia modul'noi struktury s silovimi kanalami ivertiruiushchego tipa. Nauchnye trudy ONAZ im. O. S. Popova, 1, 88–98.

Kadatskiy, A., Rusu, A., Erykalina, A. (2013). Pul'satsii tokov impul'snyh preobrazovatelei postoiannogo napriazheniia modul'noi struktury s granichnym rezhimom funktsionirovaniia s silovymi kanalami invertiruiushchego tipa. Nauchnye trudy ONAZ im. O. S. Popova, 2, 47–61.

Bacha, S., Munteanu, I., Bratcu, A. I. (2014). Power Electronic Converters Modeling and Control. Advanced Textbooks in Control and Signal Processing. London: Springer, 454. doi:10.1007/978-1-4471-5478-5

Mack, R. (2005). Demystifying Switching Power Supplies. Amsterdam, Boston: Newnes, 323.

Peterchev, A. V. (2005). Digital Pulse-Width Modulation Control in Power Electronic Circuits: Theory and Applications. Berkeley: Graduate division of the university of California, 159.

Johansson, B. (2003). Improved Models for DC-DC Converters Department of Industrial Engineering and Automations. Lund University, 353.

Severns, R., Bloom, G. E. (1985). Modern Dc-to-Dc Switch Mode Power Converter Circuits. New York: Van Nostrand Reinhold, 342. doi: 10.1007/978-94-011-8085-6

Zinoviev, G. (2012). Silovaia elektronika. Ed. 5. Moskva: Yurait, 667.

Switch-mode power supply reference manual. (2014). SMPSRM. On Seniconductor, 71. Available: http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/SMPSRM-D.PDF

Obuhov, A., Otchenash, V., Zinoviev, G. (2000). Buck-boost AC-AC voltage controllers. Proceeding of 9th International Conference on Power Electronics and Motion Control (EPE-PEMC 2000). Slovak Republic, Košice, 194–197.

#### GOST Style Citations

Кадацкий, А. Ф. Анализ электрических процессов в МИП постоянного напряжения при граничных токах дросселей [Текст] / А. Ф. Кадацкий, И. П. Малявин, А. В. Кочетков, О. В. Швец // Научные труды ОНАЗ им. О. С. Попова. – 2010. – № 1. – С. 20–30.

Кадацкий, А. Ф. Электрические процессы импульсных преобразователей модульной структуры с силовыми каналами повышающего типа [Текст] / А. Ф. Кадацкий, О. В. Швец, А. В. Кочетков, Т. Н. Ерыкалина // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – 2012. – № 4/9 (58). – С. 10–16. – Режим доступа: \www/URL: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/5735

Кадацкий, А. Ф. Алгоритмы моделирования электрических процессов в импульсных преобразователях постоянного напряжения модульной структуры с силовими каналами ивертирующего типа [Текст] / А. Ф. Кадацкий, А. П. Русу, Т. Н. Ерыкалина // Научные труды ОНАЗ им. О. С. Попова. – 2013. – № 1. – С. 88–98.

Кадацкий, А. Ф. Пульсации токов импульсных преобразователей постоянного напряжения модульной структуры с граничным режимом функционирования с силовыми каналами инвертирующего типа [Текст] / А. Ф. Кадацкий, А. П. Русу, Т. Н. Ерыкалина // Научные труды ОНАЗ им. О. С. Попова. – 2013. – № 2. – С. 47–61.

Bacha, S. Power Electronic Converters Modeling and Control [Text] / S. Bacha, I. Munteanu, A. I. Bratcu // Advanced Textbooks in Control and Signal Processing. – London: Springer, 2014. – 454 р. doi:10.1007/978-1-4471-5478-5

Mack, R. Demystifying Switching Power Supplies [Text] / R. Mack. – Amsterdam, Boston: Newnes, 2005. – 323 p.

Peterchev, A. V. Digital Pulse-Width Modulation Control in Power Electronic Circuits: Theory and Applications [Text]: A dissertation submitted in partial satisfaction of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy / A. V. Peterchev. – Berkeley: Graduate division of the university of California, 2005. – 159 р.

Johansson, B. Improved Models for DC-DC Converters Department of Industrial Engineering and Automations [Text] / B. Johansson. – Lund University, 2003. – 353 p.

Severns, R. Modern Dc-to-Dc Switch Mode Power Converter Circuits [Text] / R. Severns, G. E. Bloom. – New York: Van Nostrand Reinhold, 1985. – 342 p. doi:10.1007/978-94-011-8085-6

Зиновьев, Г. С. Силовая электроника [Tекст]: учеб. пос. / Г. С. Зиновьев. – 5-е изд. – Москва: Юрайт, 2012.– 667 с.

Switch-Mode Power Supply: Reference Manual [Electronic resource]. – SCILLS, 2014. – 71 р. Available at: \www/URL: http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/SMPSRM-D.PDF

Obuhov, A. Buck-boost AC-AC voltage controllers [Text] / A. Obuhov, V. Otchenash, G. Zinoviev // Proceeding of 9th International Conference on Power Electronics and Motion Control (EPE-PEMC 2000). – Slovak Republic, Košice, 2000. – P. 194–197.

Copyright (c) 2016 Анатолий Федорович Кадацкий, Александр Петрович Русу, Татьяна Николаевна Ерыкалина, Александр Сергеевич Криль