Устройство для управления преобразователем

 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к силовой преобразовательной технике. Цель изобретения - повышение надежности и КПД. Устройство выполнено в виде двухканальной системы управления автономным инвертором преобразователя , реализующей принцип широтно-импульсной модуляции с токовым управлением , и содержит конденсатор 26 и.два диода 24 и 25, каждый трансформатор 13, 14 имеет дополнительную обмотку 17, причем одна обкладка конденсатора 26 и начала дополнительных обмоток 17 подключены к отрица-. тельном г, а другая обкладка и катоды диодов 24, 25, с диодами которых соединены концыдополнительных обмоток 17, - к положительному выводам управляемого источника 4. Устройство позволяет ограничивать амплитуду запирающих транзисторные ключи инвертора импульсов и уменьшить потери энергии в нем. 2 ил. § (Л

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ1(РЕаЪБЛИН (19) (И) (д 4 Н 02 М 7/12

ЗИАД@.".,уq

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

liATk,яя

БИБг jgQ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlQ изОБРетениям и отнРь(тиям

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1156220 (21) 4168667/24-07 (22) 29. 12.87 (46) 23.03.89. Бюп. Ф 11 (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при

Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) В.Н.Мишин, В.П.Лайер, В.P.Ãëàдырь и В.М.Блынский (53) 621.314.27 (088 ° 8) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к области .электротехники, в частности к силовой преобразовательной технике. Цель изобретения — повышение надежности и КПД. Устройство выполнено в виде двухканальной системы управления

1 автономным инвертором преобразователя, реализующей принцип широтно-импульсной модуляции с токовым управ" лением, и содержит конденсатор 26 и два диода 24 и 25, каждый трансформатор 13, 14 имеет дополнительную обмотку 17, причем одна обкладка конденсатора 26 и начала дополнительных обмоток 17 подключены к отрица-. тельному, а другая обкладка и катоды диодов 24, 25, с диодами которых соединены концыдополнительных обмоток

17, — к положительному выводам управляемого источника 4. Устройство позволяет ограничивать амплитуду запиЖ рающнх транзисторные ключи инвертора импульсов и уменьшить потери энергии в нем. 2 ил.

С:

1467708

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, может быть использовано для питания аппаратуры средств 5 связи и другой радиоэлектронной аппаратуры, и является усовершенствованием изобретения по авт.св. Р 1156220.

Целью изобретения является повышение надежности и КПД. fO

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2временные диаграммы напряжения и тока базо-эмиттерного перехода транзисто-.. ров преобразователя. 15

Устройство содержит соединенные последовательно входной неуправляемый выпрямитель 1, транзисторный инвертор 2 и выходной неуправляемый выпрямитель 3, управляемый источник

4 тока, к выходу которого подключен вход усилителя 5 мощности, последо1 вательно соединенные задающий генератор 6 импульсов и счетный триггер

7, инверсный и прямой выходы которого соединены с первыми входами элементов И-НЕ 8 и 9, вторые входы ко,торых подключены к выходу широтноимпульсного модулятора 10, а выходы элементов 8 и 9 соединены соответст30 венно с входами инвертирующих элементов 11 и 12.

Усилитель 5 состоит из двух транс.форматоров 13 и 14 управления с пер вичными рабочей и размагничивающей обмотками 15 и 16 и дополнительными обмотками 1?, двух дросселей 18 и 19 одни концы которых подключены к положительному выводу источника 4, к 40 отрицательному выводу которого подключены первыми выводами четыре ключа 20 - 23. Вторые выводы двух ключей

20 и 21 подключены соответственно к концам первичных рабочих обмоток 15 трансформаторов 13 и 14,.а вторые выводы ключей 22 и 23 подключены к началам размагничивающих обмоток 16 трансформаторов 13 и 14. Точки соединения обмоток 15 и 16 этих трансформаторов соединены соответственно с вторыми концами обмоток дросселей

19 и 18, управляющие входы ключей

20 и21 при этом подключены к выходам элементов 8 и 9, а входы ключей 22 и 23 подключены соответственно к выходам элементов 11 и 12, Начала дополнительных обмоток 17 трансформаторов 13 и 14 соединены с общей точкой соединения первых выводов четырех ключей 20 — 23, при этом концы этих обмоток подключены к анодам диодов 24 и 25, катоды которых соединены с положительным выводом источника 4, к которому также подключен одним выводом конденсатор 26, второй вывод которого соединен с отрицательным выводом этого источника.

Трансформаторы 13 и 14 усилителя 5 мощности имеют также по две вторичные обмотки 27, 28 и 29, 30, включенные в цепи база-эмиттерных переходов силовых транзисторных ключей первой и второй диагоналей инвертора

2, выполненного по однофазной мостовой схеме с трансформаторным выходом, при этом вход источника 4 подключен к выходу датчика 31 тока включенного в диагональ,инвертора 2.

Управляемый источник 4 тока представляет собой ключевой (импульсный) транзисторный регулятор с пропорциональным регулированием по току инвертора 2, осуществляемым по принципу широтно-импульсного или релейного регулирования.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении напряжения на вход выпрямителя t подается напряжение питания и на устройство для управления инвертором 2.

Тактовые импульсы задающего генератора 6 поступают на вход счетного триггера 7, выполняющего деление частоты задающего генератора. Выходы триггера соединены с первыми входами элементов 8 и 9, на вторые входы ко торых поступают импульсы управления с широтно-импульсного модулятора 10.

С выходов элементов 8 и 9 импульсы управления поступают на вход ключей

20 и 21, формирующих со сдвигом

180 эл.град. в обмотках 27 и 28 и соответственно 29 и 30., импульсы тока, отпирающие силовые ключи инвертора 2.

Положительная полуволна импульса управления соответствует интервалу времени 0 — t<= t„ (фиг. 2). Запирающий импульс формируется ключами

22 и 23 управления, команды на включение которых поступают с инвертирующих элементов 1 1 и 12. Запирающий импульс на базо-эмиттерном переходе ключей инвертора 2 соответствует интервалу времени tg- сф= t„ 2).

1467708 где I» — ток первичной обмотки 16 (17); 25

I„ — ток намагничивания;

Х = К I — приведенная к первичной обмотке составляющая тока нагрузки; 46

Кг = — коэффициент трансформации; 30

W,7

В частном случае при W»s 7= W»a

W,, т.е. при коэффициенте траиСформации Кт = 1, величина обратного напряжения на базо-эмиттерном переходе транзисторного ключа определяя- 35 ется как

U = U — —

Чр

Й7

f7 т.е, равна прямому падению напряжения на интервале импульса.

Изменяя коэффициент трансформации

К» можно увеличивать величину запирающего напряжения на базо-эмиттер45 ном переходе ключа в пределах допустимого значения согласно техническим условиям на данный транзистор. Так при К = 2 ток в контуре, образован" ном обмоткой 17 — диодом 24 — дросселем 19 — обмоткой 16 — ключом 22—

50 обмоткой 17 сможет протекать только тогда, когда напряжение в обмотке 17 после запирания транзисторного ключа инвертора 2 достигает величины напряжения на входе дросселей- 18 и 19, т.е. напряжения на конденсаторе 26, только при этом условии протекает

» ток Ig . При этом обратное напряжеПрименение дополнительной обмотки

17 у трансформаторов 13 и 14 усилителя 5, подключенных на вход дросселей 18 и 19 через разделительные диоды 24 и 25, позволяет формировать уровень запирающего напряжения на базо-эмиттерных переходах транзисторных ключей инвертора 2 на интервале паузы t — tg, так как обеспечивается 10 контур для протекания вторичного тока после запирания транзисторных ключей обмотка 17 — диод 24 — дроссель 19 — обмотка 16 — ключ 22 — обмотка 17. Включенный на входе дроссе- 15 лей 18 и 19 конденсатор 26 служит для сглаживания пульсаций тока в .цепи питания усилителя 5 мощности.

Уравнение токов, приведенных к первичной обмотке трансформатора 20 управления имеет вид ние на базо-эмиттерном переходе увеличивается вдвое.

Достоинством устройства является также увеличение тока (фиг. 2) на фронте импульса включения транзистора

Это объясняется тем, что на интервале паузы вследствие того, что время

t„ t»» и соответственно обратное напряжение на базо-эмиттерном переходе U» r< U»,равенство вольт-секунд-, ных площадей наступает в какой-то момент времени t9 . При этом на участке tg — й,». имеет место насьпцение сердечника трансформатора и ток намагничивания становится равным полному току, т.е. ?и — If . В момент переключения транзисторов 20(21) и

22(23) (время t4) этот ток во вторичной обмотке суммируется с током .нагрузки Х„ и составляет 2Хп.

Наличие участка насьпцения на интервале времени t — tq позволяет фиксировать начальную точку частной кривой намагничивания на уровне В»п.

Вследствие этого исключается вбзможность насьпцения сердечника трансформатора на интервале импульса что повьппает надежность работы устройства.

Таким образом, устройство позволяет ограничить величину обратного напряжения на базо-эмиттерных переходах силовых ключей инвертора 2 за счет использования дополнительной обмотки в трансформаторах усилителя мощности. Это наряду с отсутствием дополнительных защитных элементов в базо-эмиттерной цепи силовых транзисторных ключей инвертора, повьппает надежность устройства и его КПД за счет отсутствия потерь в защитных цепочках (ввиду отсутствия последних).

Наличие конденсатора на входе усилителя мощности снижает уровень пульсаций тока управления.

Формула из обр ет ения

Устройство для управления преобразователем по авт.св ° - 1156220, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и КПД, оно снабжено конденсатором и двумя диодами, каждый трансформатор снабжен дополнительной обмоткой, причем одна обкладка конденсатора и начала дополнительных обмоток обоих трансформаторов подключены к отрицательно

1467 708 в му выводу управляемого источника то- источника тока, а анод каждого диода ка, другая обкладка конденсатора и соединен с концом дополнительной катоды обоих диодов подключены к обмотки соответствующего трансфорположительному выводу управляемого матора.

Составитель В.Миронов

Редактор Г.Гербер Техред Л.Сердюкова Корректор И. Васильева Заказ 1209/53 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина; I01