Устройство для управления преобразователем напряжения

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее задающий генератор, соединенный с входом триггера, усилитель мощности импульсов управления, управляющие входы которого соединены с выходами двухвходовых элементов И-НЕ, первые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходги триггера, вторые входы объединены и подключены к выходу широтно-импульсного модулятора, датчик тока инвертора , отличающееся тем. что, с целью повьгиения КПД, оно снабжено стабилизатором тока, управляющий вход которого соединен с выходом датчика тока, а усилитель мощности выполнен в виде двух диодов, трех управляемых ключей и двух трансформаторов управления с первичными и размагничивающими обмотками, каждая из которых соединена последовательно с первичной обмоткой другого трансформатора , при этом концы размагничивакндих обмоток объединены и подключены к положительному зажиму стабилизатора тока, а концы первичных обмоток через первый и второй управляемые ключи объединены и подключены |к отрицательному зажиму стабилизатора iтока,к которому через третий управляСО емый ключ подключены катоды диодов, аноды которых соединены с общими точками соединения размагничивакяцих и первичных обмоток разноименных трансформаторов управления, причем управлякяций вход третьего ключа подключен к выходу широтно-импульсного дулятора,а управляющие входы первого и второго ключей предназначены для подключения к выходу соответствующих элементов И-НЕ.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ИЮП Ч

РЕСПУБЛИК (l% (111

3(Я) Н 02 Р 1 3/16

О11ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и АВТОРСЙОМЪ(СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ

f ÎÑÓÄÀÐÑÒÂEHHÛÉ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИИ (21) 3431707/24-.07 (22) 29.04 ° 82 (46) 30.07.83. Бюл.928 (72) В.Р. Гладырь, В.Л. Кузьмин и В.Н. Мишин (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (.ф3) 621.316.727(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

9 750687, кл. Н 02 М 7/537, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР по .SBRBKe Р 3008998/07, кл. Н 02 F 13/16, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ НАПРЯЙЕНИЯ, содержащее задающий генератор, соединенный с входом триггера, усилитель мощности импульсов управления, управляющие входы которого соединены с выходами двухвходовых элементов И-НЕ, первые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера, вторые входы объединены и подключены к выходу широтно-импульсного модулятора, датчик тока инвертора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД, оно снабжено стабилизатором тока, управляющий вход которого соединен с выходом датчика тока, а усилитель мощности выполнен в виде двух диодов, трех управляемых ключей и двух трансформаторов управления с первичными и раэмагничивающими обмотками, каждая иэ которых соединена последовательно с первичной обмоткой другого трансформатора, при этом концы размагничивающих обмоток объединены и подключены к положительному зажиму стабилизатора тока,. а концы первичных обмоток через первый и второй управляемые ключи объединены и подключены к отрицательному зажиму стабилизатора I тока, к которому через третий управляемый ключ подключены катоды диодов, аноды которых соединены с общими точками соединения размагничивающих и первичных обмоток разноименных трансформаторов управления, причем управляющий вход третьего ключа подключен к выходу широтно-импульсного модулятора, а управляющие входы первого и второго ключей предназначены для подключения к выходу соответствующих элементов И-НЕ.

z032591

Изобретение относится к электротеХнике, а именно к устройствам управлении преобразователями, которые могут быть использованы в качестве вторичных источников питания радиоэлектронной аппаратуры. 5

Известны устройства для управления

ПрЕобразователем напряжения, в кото рых усилители мощности импульсов упранления, выполненные с трансформаторным выходом запитаны от источника 10 наг::ряжения (1g.

: Недостатком этих устройств являет ся:то, что в усилителях мощности трансформаторы управления работают, по; неполной петле гистереэиса, напря- 5 жение, тарнсформируемое но вторичные обмотки, завышено в 2-3 раза и н базовые цепи включены дополнительно ре Исторы иэ-за разброса вольт-амперных характеристик базо-эмиттерных переходов силовых транзисторов. Кроме тогО, наличие в базах силовых транзисторов ограничительных резисторов приводит в целом к снижению КПД преобразователя и увеличению его габаритов и массы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для управления преобразователем напряжения, содержащее два двухвходовых элемента И-НЕ, выходы которых подключены к усилителю мощности, вторые входы объединены и соединены а широтно-импульсным модулятором, а первые входы подключены соответственно к прямому и инверсному выходам 35 триггера уп,=авления вход которого подключен к выходу задающего генератора, датчик тока инвертора (2j.

Недостатком известного устройства является усилитель мощности, питаю- 40 щийся от источника напряжения, что приводит к необходимости из-за разб- роса вольт-амперных характеристик базо-.змиттерных переходов силовых транзисторов, завышать в 2-3 раза 45 напряжение вторичных обмоток трансФорматоров управления и включать ограничительные резисторы в базовые цепи силовых транзисторов. Трансформаторы управления не полностью используются по стали, что увеличивает их массогабариты. Отсутствие форсировок на Фронтах импульсон управления обуславливает дополнительные динамические потери н силовых транзисторах.

Цель изобретения — повышение КПД.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее задающий генератор, соединенный с входом триггера, усилитель мощности импульсов управления, управляющие входы кото- 60 рого соединены с выходами двухвходовых элементов И-НЕ, первые нходы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера, вторые входы объединены и подключены 65 к выходу широтно-импульсного модулятора, датчик тока иннертора, дополнительно снабжено стабилизатором тока, упранляющий вход которого соединен с выходом датчика тока, а усилитель мощности выполнен н виде двух диодов, трех управляемых ключей и двух трансформаторов управления, с первичными и размагничивающими обмотками, каждая из которых соединена последовательно с первичной обмоткой другого трансформатора, при этом концы размагничивающих обмоток объединены и подключены к положительному зажиму стабилизатора тока, а концы первичных обмоток через первый и второй упранляемые ключи объединены и подключены к отрицательному зажиму стабилизатора тока, к которому через третий управляемый ключ подключены катоды диодов, аноды которых соединены с общими точками соединения размагничивающих и первичных обмоток разноименных трансФорматоров управления, причем управляющий. вход третьего ключа подключен к выходу широтно-импульсног модулятора, а управляющие входы первого и второго ключей предназначены для подключения к выходу соответствующих элементов

И-НЕ.

На фиг.1 предстанлена Функциональная схема устройства управления преобразователем напряжения, на фиг.2— диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства.

Устройство для управления преобразователем напряжения содержит выпрямитель 1, инвертор 2 и выходной выпрямитель 3, соединенные последовательно, стабилизатор 4 тока, усилитель 5 мощности, выполненный из двух диодов 6 и 7, трех полностью управляемых ключей 8-10, двух трансформаторов управления с первичными обмотками 11 и 12 и размагничивающими обмотками 13 и 14, причем каждая из двух последних соединена последовательно с первичной обмоткой другого трансформатора, при этом концы раз магничивающих обмоток 13 и 14, концы первичных обмоток 11 и 12 через управляемые ключи 8 и 10 объединены и предназначены для подключения к отрицательному зажиму стабилизатора

4 тока, к которому через управляемый ключ 9 подключены катоды диодов

6 и 7, а аноды соединены с общими точками соединения размагничивающих и первичных обмоток разноименных трансформаторон управления, задающий генератор 15„ соединенный с входом триггера 16, два элемента

И-НЕ 17 и 18, первые входы которых соответственно подключены к прямому и инверсному ныхЬдам триггера 16, вторые входы объединены и подключены

1032591 выходу широтно-импульсного модулятрра 19 и "управляющему входу ключа 9 „ а выходы соединены с управляющими входами ключей 8 и 10.

На фиг.2 обозначены напряжение

20 задающего генератора 15, напряжение 21 прямого выхода триггера 16, на» пряжение 22 инверсного выхода триггера 16, напряжение 23 широтно-импульсного модулятора 19, напряжение.

24 элемента И-НЕ 17, напряжение 25 10 элемента И-НЕ 18.

Устройство работает следующим образом.

Входное напряжение сетФОв„поступает на выпрямитель 1, затем преобра-15 зуется высокочастотным инвертором

2 в переменное, выпрямляется выпрямителем 3 и поступает в нагрузку. Величина тока стабилизатора 4 задается величиной нагрузки иивертора 2.

С увеличением тока нагрузки соответственно увеличивается и ток стабилизатора 4. Широтно-импульсный модулятор 19 осуществляет регулировку и стабилизацию выходного напряжения, а на интервале паузы логическим нулем 23 включает управляемый ключ

9 усилителя 5 мощности, подключающий к стабилизатору 4 тока через разделительные диоды 6 и 7 размагничивающие обмотки 13 и 14 трансфор30 маторов управления. Задающий генератор 15 импульсами 20 переключает триггер 16. Импульсы 24 и 25 с выходов элементов И-HE 17 и 18 логичес.ким нулем включают управляемые ключи

8 и 10,которые соответственно подключают к стабилизатору 4 тока последовательно соединенные первичную и размагничивающую обмотки разноименных трансформаторов 11 и 14 и 12 и 1390

Пусть включен управляемый ключ 8, тогда ток стабилизатора 4 протекает через первичную обмотку 11 первого трансформатора и размагничивающую обмотку 14 второго трансформатора, при этом во вторичных обмотках первого трансформатора формируются импульсы, открывающие силовые транзисторы одной диагонали инвертора 2, а во втором трансформаторе — запирающие импульсы для второй диагонали.

По истечении рабочего полупериода выключаются ключи 8 и 9, при этом размагничивающая обмотка 14 остается подключенной к стабилизатору 4 тока и сердечник второго трансформатора замагничивается, что позволяет в следующий рабочий полупериод, при включении ключа 10, формировать во вторичных обмотках его импульсы с форсировкой переднего фронта, Аналогичным образом замагничивается и первый трансформатор, когда выключается ключ 10 и включается ключ 9.

Таким образом, предлагаемое устройство для управления преобразователем напряжения отличается от про тотипа тем, что в усилителе мощности трансформаторы управления работают по полной петле гистерезиса. Это позволяет формировать форсированные импульсы управления для силовых транзисторов, облегчая режим их включения и выключения, уменьшая тем самым потери при переключениях. Стабилизатор тока позволяет управлять силовыми транзисторами независимо от разброса вольт-амперных характеристик базоэмиттерного перехода и без ограничительных резисторов в базовых цепях, что повышает КПД преобразователя.

1032591

1032591 фи а. 2.

Составитель Н. Савинова

Редактор Н. Сташишина Техред 3t.Êàñòåëåâè÷ Корректор С.Шекмар

Заказ 5418/59 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Х(-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ГПП "Патент", r. Ужгород, Ул. Проектная, 4