Устройство для управления преобразователем

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОбАТЕЛЕМ,г сЬстоящим из согласующего траисфсф атора, в первичную цепь KOTOjporo. включен инвертсч , 1 a во вторичную - лемодулятор , содержащее задакяций генератор , выходы которого предназначены Д11Я подключения к управ- . ляюи(им входам демодулятора и подключены к входам фазосдвигаю щих узлов,. выходы которых предназначены для подключения к упрзвляю| м входам инвертора, вторые входы фазосдвигаюиих узлов объединены и образуют управляющий вход устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, уменьшения массргабаритных показаталей-, оно снабжено последовательно соединенными интегратором, компаратором и фор .мирователем длительности импульсов , a задающий генератор выполнен управляемым, входы интегратора подключены к выходам фазосдвигающих блоков, a выходы формирователя длительности импульсов - к управляюще 1у входу задающего генератора . 1C 00

1022280

Изобретение относится к электротехнике, в частности к технике управления регуляторами, преобразователями напряжений и может найти применение в управлении быстродействующих стабилизаторах, модуля- торах, усилителях звуковых сигналов, работающих с промежуточным звеном повышенной частоты, Известно устройство управления регуляторами, содержащее трансформатор, инвертор и демодулятор или и инверторов, или и демодуляторов, но не имеют защиты от односторонне. го насыщения трансформатора (1), Недостатком устройства является узкий диапазон регулирования.

Наиболее близким по технической сушности к предлагаемому являет- . ся устройство для управления регулятором, в котором в первичную цепь силового высокочастотного трансформатора включен регулируемый инвертор, а во вторичную - демодулятор, в котором для управления ключами инвертора формируют последовательно. сти импульсов повышенной тактовой частоты, затем встречно сдвигают их фазу за счет сравнения с выходным управляющим сигналом (2) .

Недостатком устройства является отсутствие защиты от одностороннего насыщения трансформатора, которое возникает в процессе регулирования и наиболее пррявляется при определенных отношениях тактовой частоты (фазы ) и частоты ((фазы ) управляющего сигнала. При р а вен ст se частот (фаз ) упр авле» ния с тактовой через обмотку трансформатора протекает постоянный ток, что делает неработоспособным систему, При других кратностях так же появляются низкочастотные составляющие на.обмотке трансформатора, которые приводят к рез" кому одностороннему насыщению силового трансформатора и трансформаторов управления инверторами или .демодуляторами .

Все это существенно снижает диапазон воспроизводимых частот преобразователем, требуется более высокая тактовая частота при заданном управляющем воздействии, а это:, влечет к уменьшению надежности, запасов по индукции, что повышает массу и габариты, 1

Цель изобретения - повышение надежности, уменьшение массы и габаритов.

Поставленная цель достигается тем что устройство для управления преобразователем, содержащее задаю— щий генератор, выходы которого пред;назначеня для подключения к управляющим входам демодулятора и йодключены к входам фаэосдвигающих узлов, выходы которых предназначены для подключения к управляющим входам инвертора, вторые входы фазосдвигающих узлов объединены и образуют управляющий вход устройства, снабжено последовательно соединенными интегратором, компаратором и формирователем длительности импульсов, а задающий генератор выполнен управляемым, причем входы

20 интегратора подключены к выходам фазосдвигающих блоков,а выходы формирователя длительности импульсов — к управляющему входу задающего генератора.

На фиг; 1 представлена функциональ.

25 ная схема регулируемого преобразователя напряжения; на фиг. 2 - вариант выполнения схемы задающего генератора; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие сущность изобретения.

Регулируемыи преобразователь

Ф (фиг.1 ) содержит согласующий трансформатор 2, в первичную цепь которого включен инвертор 2 на ключах 3-6, а во вторичную - демодулятор 7 на ключах 8-11, задающий генератор 12, два фазосдвигающих узла 13 и 14, подключенных через интегратор 15, компаратор 16 к формирователю 17 длительности импульсов.

40 На схеме (фиг,2) показан пример принципизяьной схемы задающего генератора и формирователя 17 длительности имульсов, которые содержат ждущий одновибратор 18, счетчик 19

45 импульсов, выходы которого соединены через резисторы 20 с конденсатором

21 и транзисторами 22 и 23 срыва.

Усилительный элемент 24 выполнен на компараторе, выходом подключенный совместно одновибратором 18 к триггеру 25.

На диаграммах, поясняющих сущность способа и принцип работы преобразова« теля (фиг.3 ) показаны задающие после"

55 довательности 26 импульсов, входной управляющий сйгнал 27 для наглядности процессов взят прямоугольной формы и одной частоты (частотный слу3 1022 чай ), сигналы 28, поступающие на управление ключами инвертора, полученные после сравнения задающих и управляющего сигналов, напряжение 29,равнозначное по форме форме напряжения ин- 5 вертора, полученное вычитанием сигналов 28, поступающих на управление ключами, сигнал 30, полученный после интегрирования разностного напряжения 29, уровень 31 ограничения ин- 10 тегрирования, т.е. порог срабатывания компаратора 16, воздействующего на частоту генератора, напряжение 32 . на выходе преобразователя, импульс

33 на выходе компаратора 16, импульс

3ц на выходе одновибратора.

Сущность изобретения. заключается в том, что при.цикличности процесса сравнения, т,е . когда входной сиг-, нал вызывает сдвиг фазы каждой пос:ледовательности, то в одну, то в другую сторону, при определенном соотношении частоты и фазы задающих импульсов с сигналом управления (нап ример,они совпадают ), возникают несимметричные режимы управления ключами инвертора, которые приводят к тому, что трансформатор должен пропускать ток с наличием соответствуацих очень низкой частоты (в упомянутом примере постоянный ток ), что недопустимо, поэтому принципиальное отличие предлагаемого способа заключается в том, -что контролируют эти недопустимые соотношения, а при их возникновении исключают измене-35 нием временных интервалов (частоты) задающей последовательности импульсов. В результате чего удается оптимально использовать сердечник тран40 сформвтора и ключевые элементы инвертора.

Пусть при некотором соотношении частот задающей последовательности 26 импульсов с управляющим сиг, налом 27, например, при кратности, равной трем, и при совпадении моментов перехода их через ноль и й (управляеций сигнал взят для наглядности прямоугольной формы, хотя он 50 может быть и любой другой) s резуль- . тате их сравнения и сдвига фазы получены сигналы 28 поступающие на управление ключами инверторов, в ре-зультате работы которых формирует- ° 55 ся напряжение 29 на обмотке трансформатора, которое интегрируют. При интегрировании симметричных сигналов получается разнополярная кривая, но при появлении несимметрии, как в ., предлагаемом примере, эта кривая становится однополярной, это указывает на то,. что частная петля гистерезиса магнитопровода трансформатора передвигается в сторону насыщения и при достижении определенного уровня 31 в плюс или минус производят коррекцию задающих импульсов, т .е. e момент времени t изменяют на

180 фазу задающих последователь о ностей импульсов и в течение времени tg, которое определяется предварительно для конкретного случая . и достаточно для смещения этой петли гистерезиса в симметричный ре-. жим, а затем чтобы исключить подобное соотношение изменяют задающую частоту в сторону увеличения или уменьшения, что не имеет принципиального значения, При возникновении таких или других подобных режимов и при других соотношениях процессы происходят в таком же порядке.

В данном устройстве управления задающий генератор 12 формирует пос» ледовательности импульсов 26 повышен ной частоты, а на входы фазосдвигающих узлов 13 и 1ч поступает управляющий сигнал 27, для наглядности процессов он принят прямоугольной формы.

При изменяющемся входном сигнале возникают в определенном сочетании нежелательные (аварийные ) соотношения частот и фаз управляющего генератора в три раза больше частоты управляющего воздействия, моменты перехода через ноль t<, t совпадают. В реэульта» те того, что в фазосдвигающих узлах происходит сдвиг по фазе (реверс при прямоугольном управляющем воздействии) импульсов задающего генератора на управление ключами инвертора поступают сигналы 28, которые поочередно подключают началом или концом первичную обмотку трансформатора к одноименному зажиму источника питания, преобразовывая тем самым напряжение сети в напряжение повышенной частоты, в зависимости от угла сдвига в фазосдвигающих узлах происходит регулирование методом широтно-импульсной модуляции. Ключи 8-11 демодулятора управляются задаецей последовательностью 26 импульсов задающего генератора 12 ° В результате на выS 1022 ходе формируется напряжение 32 пря,моугольной формы, такое же по форме, что и на входе управления Ul1. Сигналы 28 с выходов фазосдвигающих узлов

13 и 14 подают также на интегратор 15,5 где. суммируют друг с другом и получают напряжение 29 аналогичное напряжению на обмотке трансформатора, интегрируют его и при наличии симметрии этих сигналов как в нашем примере, когда интегрирование идет в плюс или минус, что равнозначно смешению частной петли гистерезиса магнитопровода в одну сторону. Проинтегрированное напряжение сигнала 30 поступает на компаратор 16, у которого на выходе логическая единица и при достижении уровня 31 срабатывания как в плюс, так и минус он переключается в ноль ° 20

В результате этого задающий генератор 12 реверсирует по фазе свай выходной сигнал (последовательность

26 ) момент t,à с ним совместно меняет фазу и сигналы фазосдвигающих 2 узлов 13 и 14, которые воздействуют на ключи 3-6 инвертора 2 и первичная обмотка трансформатора 1 подключается к источнику питания в противоположной полярности. Времяэадающий узел

17 задающего генератора 12, вырабатывает получившуюся полярность длительностью t4, которая всегда постоянная и достаточна для возвращения сердечника в нормальное состояние, т .е . частная петля симметрична, о чем свидетельствует и интеграл сигнала 30. Для исключения получившихся соотношений после момента времяэадающий узел 17 формирует другую частоту.

Задающий .генератор работает следующим образом.

В нормальном режиме на его вход поступает логическая единица на выходе одновибратора 18 - ноль, транзистор 22 срыва закрыт, счетчик находится в одном из состояний, кон-.

280 б денсатор 21 заряжается через резистор 35 и параллельно через какой-либо резистор 20 (зависит от положения счетчика ) .

При достижении напряжения на конденсаторе 21 уровня 36 напряжения на втором входе. компаратора 24 он переводится в единичное состояние, открывает транзистор 23, который разряжает конденсатор и процессы повторяются. Для получения прямоугольного напряжения на выходе компаратора включен триггер 25. В момент прихода импульса 33 с компа — . ратора 16, ждущий мультивибратор вырабатывает импульс 34, который открывает транзистор 22 на время ty (фиг. 3 ) и изменяет фазу на триггере. Импульс 33 приходит на счетчик 19, который переводится в другое состояние, а значит изменяется и постоянное времени заряда конденсатора 21, после того как одновибратор вернется в первоначальное состояние задающий генератор формирует импульсы с другой частотой.

Таким образом, применение изобретения позволяет исключить все кратные частоты, возникающие при изменении частоты управляющего воздействия.

Это же устрой ст во поз вол яет произвОдить регулирование и при частоте управляющего сигнала большей частоты задающего генератора, так . как при постепенном нарастании частоты управляющего воздействия не. возникает ситуации, при которой упомянутые частоты равны (наиболее неблагоприятный режим,- т.е. на управление ключами поступает постоянная составляющая ), так как эта точка автоматически исключается.

Йля Форсированного возвращения сердечника трансформатора из одностороннего насыщения применяют

/ одновременное изменение частоты и фазы зад ающе го генератора .

1022280

1022280

1022280

Составитель О. ПарФенова

Техред 8..далекорей Корректор Л. Бокшан

Редактор Н, Гришанова

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Заказ 4062/47 .Тираж 68) ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5