Устройство для управления преобразователем напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках электропитания с промежуточным высокочастотным преобразованием электрической энергии. Цель изобретения - упрощение и повышение надежности. Устройство содержит два включенных параллельно силовых блока преобразователей (БП) 1.1 и 1.2 постоянного тока. БП 1.1 -обладает более «мягкой внешней характеристикой и является ведушим, а БП 1.2 - ведомым. Устройство для управления БП 1.1 состоит из узла 2 формирования импульсов, выполненного из генератора 3 пилообразного напряжения , компаратора 4 и формирователя 5 импульсов управления, а также усилителей 6.1 и 6.2 мощности. Введение узла 10 формирования импульсов управления, который выполнен на дифференциальном усилителе (ДУ) 9, элементах И 12 и 13 и регулируемом одновибраторе (РО) 11, осуществляет управление ведомым БП 1.2. На выходе элементов И 12 и 13 формируется сигнал управления одним из транзисторов БП 1.2, длительность которого определяется соотношением длительностей сигналов управления ведущим БП 1.1 и сигнала с РО 11. Последний , в свою очередь, определяется величиной сигнала с ДУ 9, который формирует сигнал рассогласования между токами ведущего и ведомого БП. Поскольку БП 1.1 обладает «мягкой внещней характеристикой , то при равных длительностях сигналов управления ток БП 1.2 оказывается сл ВкоЗ to N5 ;о ;о ND 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3820447/24-07 (22) 06.12.84 (46) 07.05.86. Бюл. № 17 (71) Новосибирский электротехнический институт связи им. Н. Д. Псурцева (72) Ю. Д. Козляев, Г. Ш. Дворкина и С. П. Ловчиков (53) 621.3.1 6.27 (088.8) (56) Леноргийе Ж. Управляемые электрические вентили и их применение. М.: Энергия, 1971, с. 172 — 173.

Богословский А. С. Силовые полупроводниковые выпрямители. М., 1965, с. 187.

Патент ФРГ № 1925688, кл. Н 02 J 1/10.

Авторское свидетельство СССР № 1103340, кл. Н 02 P 13/16, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках электропитания с промежуточным высокочастотным преобразованием электрической энергии. Цель изобретения — упрощение и повышение надежности. Устройство содержит два включенных параллельно силовых блока преобразователей (БП) 1.1 и

„„SU„„1229924 A 1!.2 постоянного тока. БП 1.1 обладает более

«мягкой» внешней характеристикой и является ведущим, а БП 1.2 — ведомым. Устройство для управления БП 1.1 состоит из узла 2 формирования импульсов, выполненного из генератора 3 пилообразного напряжения, компаратора 4 и формирователя 5 импульсов управления, а также усилителей

6.1 и 6.2 мощности. Введение узла 10 формирования импульсов управления, который выполнен на дифференциальном усилителе (ДУ) 9, элементах И 12 и 13 и регулируемом одновибраторе (PO) 11, осуществляет управление ведомым БП 1.2. На выходе элементов И 12 и 13 формируется сигнал управления одним из транзисторов БП 1.2, длительность которого определяется соотношением длительностей сигналов управления ведущим БП 1.1 и сигнала с PO 11. Последний, в свою очередь, определяется величиной сигнала с ДУ 9, который формирует сигнал рассогласования между токами ведущего и ведомого БП. Поскольку БП 1.1 обладает «мягкой» внешней характеристикой, то при равных длительностях сигналов управления ток БП 1.2 оказывается

1229924

10

40 больше, что приводит к сигналу рассогласования на выходе ДУ 9, а это приводит к увеличению длительности сигнала PO 11, а следовательно, к уменьшению длительности сигналов БП 1.2 и, в конечном итоге, к выравниванию токов обоих силовых бло1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках электропитания с промежуточным высокочастотным преобразованием электрической энергии.

Цель изобретения — упрощение устройства управления преобразователем напря.жения и повышение надежности.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства для случая параллельного включения двух вентильных преобразователей постоянного напряжения, выполненных на транзисторах; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие принцип действия устройства.

Устройство (фиг.1) содержит два включенных параллельно силовых блока преобразователей постоянного тока 11 и 12. Силовой блок 11 обладает более «мягкой> внешней характеристикой и является ведущим, а силовой блок 1.2 — ведомый. Устройство для управления ведущим силовым блоком 1.1 состоит из узла 2 формирования импульсов управления транзисторами этого блока. Для преобразователя с широтно-импульсным регулированием (стабилизацией) выходного напряжения узел 2 состоит из генератора 3 пилообразного напряжения, компаратора 4 и формирователя 5 импульсов управления. Выходы формирователя 5 через усилители мощности 6.1 сигналов управления поступают на соответствующие транзисторы силового блока 1.1. Усилители мощности 6.2 подключены к ведомому силовому блоку 1.2. Один из входов компаратора 4 соединен с генератором 3, а второй — с датчиком 7 тока.

В выходные цепи силовых блоков 1.1 и

1.2 включены датчики 8.1 и 8.2 тока, выходы которых подсоединены к входам дифференциального усилителя 9 узла 10 формирования импульсов управления ведомого силового блока 1.2. Выход дифференциального усилителя 9 подсоединен к управляющему входу одновибратора 11, выход которого подсоединен к одному из входов элементов

И 12 и 13. Вторые входы этих элементов соединены с сответствующими выходами формирователя 5. Выходы элементов 12 и 13 соединены с соответствующими усилителями ков. Уменьшение конструктивных элементов приводит к упрощению конструкции и настройки изделия. Особенное достоинство приобретает устройство при наращивании мощности за счет параллельного соединения нескольких силовых блоков. 2 ил. мощности 6.2, управляющими работой транзисторов ведомого силового блока 1.2.

Принцип работы предлагаемого устройства поясняется временными диаграммами, приведенными на фиг.2.

Ф

На фиг.2а приведены пилообразное напряжение U-» на выходе генератора и напряжение U7 на выходе датчика 7, которые поступают на входы компаратора 4. С выхода компаратора 4 снимаются прямоугольные импульсы, приведенные на фиг.2б, длительность которых ti — 1з меняется при изменении величины напряжения.

С выхода компаратора 4 эти импульсы поступают в формирователь 5 импульсов управления, в котором происходит их распределение по каналам (в данном случае по двум) управления транзисторами преобразователя (фиг.2в, г) . После усиления эти сигналы поступают на базы силовых транзисторов блока 1.1.

При изменении длительности этих импульсов происходит регулирование времени открытого состояния транзисторов ведущего силового блока 1.1 и, следовательно, регулирование (стабилизация) выходного напряжения на нагрузке.

Формирование импульсов управления ведомым силовым блоком 1.2 осуществляется с помощью узла 10. На выходе каждого из элементов 12 и 13 формируется сигнал управления одним из транзисторов блока 1.2 (фиг.2е, ж), длительность которых определяется соотношением длительностей сигналов управления ведущим силовым блоком

ti — 1з и сигнала . с одновибратора 11 (фиг.2д) длительностью т. Длительность последнего определяется величиной сигнала, поступающего с дифференциального усилителя 9, который формирует сигнал рассогласования между токами ведущего и ведомого силовых блоков.

При отсутствии тока ведущего силового блока 1.1 длительность сигналов одновибратора 11 равна минимальной величине т = 4 — ti, что приводит к равенству длительностей сигналов управления ведущим и ведомым силовыми блоками 1.1 и 1.2.

1229924

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 2234 57 Тираж 631 Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул: Проектная, 4

Частота следования импульсов одновибратора 11 определяется частотой генератора 3.

В начальный момент времени длительность сигнала одновибратора 11 равна ми5 нимальнои величине и на оба силовых блока 1.1 и 1.2 поступают сигналы управления равной длительности, определяемой сигналом обратной связи по напряжению U7.

Поскольку ведущий силовой блок обладает более «мягкой» внешней характеристикой Ueex = 1(1„), то при равных длительностях сигналов управления, ток ведомого силового блока 1.2 оказывается больше тока ведущего силового блока 1.1, что приводит к появлению сигнала рассогласования на выходе дифференциального усилителя 9.

Появление этого сигнала приводит к увеличению длительности сигнала одновнбратора 11, а следовательно, и к уменьшению длительности сигналов управления ведомым силовым блоком 1.2. Уменьшение длительности этих сигналов приводит к уменьшению тока ведомого силового блока 1.2, который в конечном итоге становится равным току ведущего силового блока.

Из приведенного описания принципа действия предлагаемого устройства видно, что оно обеспечивает управление преобразователем напряжения, состоящим из нескольких параллельно включенных силовых блоков с равномерной загрузкой по току каждого из силовых блоков.

Предлагаемое устройство проще по конструкции, содержит меньше функциональных элементов, а значит, и проще при изготовлении и настройке всего изделия.

Уменьшение конструктивных элементов приводит к увеличению надежности устройства и уменьшению его массогабаритных по35 казателей. Особенно большое значение это достоинство приобретает при наращивании мощности преобразователя за счет паралРгян V лельного соединения нескольких силовых блоков.

Устройство для управления преобразователем напряжения, обеспечивающее равномерную загрузку по току между несколькими параллельно соединенными силовыми блоками, один из которых обладает более

«мягкой» внешней характеристикой и является ведущим, а остальные — ведомыми, содержащее общий датчик выходного напряжения, датчики тока по числу силовых блоков, узел формирования импульсов управления транзисторами ведущего силового блока, состоящий из последовательно включенных генераторов пилообразного напряжения, компаратора и формирователя импульсов управления, а также усилители мощности по числу вентилей в силовых блоках, выходы которых предназначены для подключения к входам управления соответствующих вентилей силовых блоков, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, оно снабжено узлами формирования импульсов управления ведомыми силовыми блоками, каждый из которых состоит из,дифференциального усилителя, входами соединенного с выходами датчиков тока, элементов И по числу вентилей в силовом блоке, регулируемого одновибратора, запускающий вход которого соединен с тактовым выходом генератора пилообразного напряжения, регулирующий вход — e выходом дифференциального усилителя, выходы которых соединены с соответствующими усилителями мощности, первые входы элементов И соединены с инверсным выходом регулируемого одновибратора, а вторые входы — с соответствующими выходами формирователя импульсов ведущего силового блока.