Преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель - повышение надежности путем повышения быстродействия цепи обратной связи по току нагрузки. Преобразователь постоянного напряжения состоит из M фаз, каждая из которых содержит силовые ключи 1, 2, шунтированные диодами реактивного тока 3, 4. Управление силовыми ключами 1, 2 осуществляется от релейных регуляторов 9, 10, на входы которых поступают сигналы задания тока через узлы гальванической развязки 11, 12 и сигналы с датчиков тока 5, 6, измененные соответствующим образом в моделях нагрузки 7, 8. Это позволяет управлять силовыми ключами в функции тока нагрузки без гальванической связи с ней. 4 ил.

союз соаетских соцИАлистичесних

РЕСПУБЛИК ае И11

ГОсУДАРст8енный НоМНТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblYHRM пРи Гннт сссР (21) 4459702/24-07 (22) 14.07.88 (46) 15.04.90. Бюл. Ф 14 (72) Б.В. Новоселов, В.Д.Быков, Л.В,Смирнов и В.IO.Ðîæäåñòâåíñêèé (53) 621.31 4.58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 76407), кл. Н 02 11 7/537, 07.02.72.

Авторское свидетельство СССР

В 1173510, кл. Н 02 И 7/538, 15.03.83.

Авторское свидетельство СССР

11 1 053252, кл. Н 02 P 5/34, 10.04.82. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО.

НАПРЯЖЕНИЯ (57)Изобретение относится к электротехнике и может быть использовайо в

5 5 А1 (51) 5 У 02 И 7/5375

2 источниках вторичного электропитания.

Цель — повьппение надежности путем повыщения быстродействия цепи обратной связи по току нагрузки. Преобра" зователь постоянного напряжения состоит из m Фаз, каждая из которых содержит силовые клкчи 1, 2, шунтированные диодами реактивного тока

3, 4..управление силовыми ключами

1,2 осуществляется от релейных регуляторов 9, 10, на входы которых поступают сигналы задания тока через узлы гальванической развязки 1 1, 1 2 и сигналы с датчиков тока 5, 6, измененные соответствующим образом в моделях нагрузки 7,8. Это позволяет управлять силовыми ключами в Функции тока нагрузки без гальванической связи с ней. 4 ил.

1557655

Изобретение относится к области

% электротехники и может быть использовано в источниках вторичного электропитания систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники.

Целью изобретения является повышение надежности преобразователя постоянного напряжения путем повышения быстродействия цепи обратной связи

rto току нагрузки.

На фиг. 1 приведена Функциональная схема одной фазы преобразователя постоянного напряжения, на Фиг.2— диаграммы тока через силовой ключ !5 и напряжения на выходе модели нагрузки, на фиг. 3 — электрическая схема одного из вариантов модели нагрузки, на фиг. 4 — то же, одного из вариантов узла гальванической развязки.

Преобразователь постоянного напряжения состоит из ш фаз, каждая из которых содержит два силовых ключа

1, 2, шунтированных диодами 3, 4 ре-, активного тока, два датчика 5, 6 25 тока, две модели 7, 8 нагрузки, два релейных регулятора 9, 10 и два узла 11, 12 гальванической развязки. аза преобразователя постоянного напряжения работает следующим обра- 0 зом .

При подаче на управляющий вход

Фазы преобразователя через узлы 11 и 12 гальванической развязки входного сигнала пропорционального жела%

35 емому значению тока нагрузки, например положительной полярности, узел

11 гальванической развязки должен пропустить его без изменений на второй вход релейного регулятора 9. На 40 выходе релейного регулятора 9 появляется сигнал управления ключом 1, соответствующий включению ключа 1 .

Ключ 1 включается, и через него начинает протекать ток, измеряемый датчиком 5 тока. Сигнал, пропорциональный току нагрузки, подается на модель 7 нагрузки, у которой время нарастания сигнала на выходе пренебрежимо мало по сравнению с временем спада того же сигнала. После того, как сигнал, пропорциональный току нагрузки, становится больше сигнала задания .тока происходит обратное переключение релейного регулятора 9 и ключ 1 запирается..Ток в нагрузке при этом спадает со скоро-стью, определяемой параметрами нагрузки, а ток через датчик 5 тока прерывается со скоростью включения ключа (см фиг 2)

На выходе модели 7 нагрузки благодаря разности скоростей нарастания и спада уровень .сигнала, пропор" ционального току нагрузки, также начинает спадать со скоростью, определяемой параметрами модели 7, равной скорости спада тока нагрузки.

Скорость нарастания сигнала на выходе модели. определяется произведением В.! ° СI (см.фиг.3), а скорость спада — произведением (Rl К „/ ф1+Кь„))С1. Как R „обозначено входное сопротивление релейного регулятора по первому входу. Таким образом, представляется возможным выбрать параметры модели нагрузки так, что скорости спада тока нагрузки и выходного сигнала модели будут равны. В контуре, состоящем из релейного регулятора 9, силового ключа 1, датчика 5 тока, модели нагрузки 7, устанавливаются автоколебания, амплитуда которых определяется шириной петли гистерезиса релейного регулятора 9, а частота - величиной задаваемого тока нагрузки. В нагрузке устанавливается ток с точностью до величины .гистерезиса.

При изменении полярности задания тока с положительной на отрицательную на выходе узлов 1! гальванической развязки появляется сигнал с нулевым уровнем, запирающий ключ 1, а на выходе узла !2 гальванической развязки появится сигнал задания отрицательной полярности тока нагрузки и работа силового ключа 2 будет происходить аналогично.

Один иэ вариантов узла гальванической развязки работает следующим образом (фиг,4).

Вход 1 3 операционного > усилителя

14 служит управляющим входом Фазы преобразователя, а выходы 15 и 16выходами узлов 11 и 12 гальванической развязки соответственно. На резисторах !7 или 18 будет выделяться сигнал, пропорциональный входному сигналу, благодаря потреблению усилителем 14 тока от выпрямителей 19 или

20 в зависимости от полярности входного сигнала °

Данное техническое решение позволяет повысить надежность автономного

5 15576 инвертора эа счет измерения тока че", рез каждый ключ, а также позволяет избавиться от инерционных устройств гальванической развязки в цепях измерения токов, что способствует по5 вьш ению точности формирования тока нагрузки,и применять для передачи сигнала задания тока в силовую часть менее быстродействующие устройства гальванической развязки.

Использование датчиков тока для измерения токов силовых ключей и непосредственная связь этих датчиков тока с моделями нагрузки, использование моделей нагрузки для моделирования процесса спада тока нагрузки при выключении ключа, использование второго релейного регулятора дает воэможность создания быстродействующих контуров регулирования тока нагрузки, ослабляет требования к быстродействию устройства гальванической развязки н тем самым позволяет обеспечить достижение поставленной цели, а именно улучшение надежности инвертора и точности формирования тока нагрузки.

55 6 формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения, состоящий из ш фаэ, каждая иэ которых содержит включенные последовательно между входными выводами два силовых ключа, шунтированных диодами реактивного тока, точка соединения которых подключена к выходному выводу, два узла гальванической развязки, релейный регулятор, датчик тока, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности путем повышения быстродействия цепи обратной связи по .току нагрузки, введены второй релейный регулятор, второй датчик тока и две модели нагрузки, входы которых подключены к выходам датчиков тока, включенных в цепи тока силовых ключей, входы управления которых подключены к выходам релейных регуляторов, первые входы которых присоединены к выходам соответствующих моделей нагрузки, а вторые входы соединены через узлы гальванической pasвязки с управляющим входом соответствующей фазы преобразователя, при этом входы .моделей нагрузки присоеди" нены к соответствующим датчикам тока нагрузки ключей. фиг, 2

1557))55

Составитель В. Ежов

Техред Л.Олийнык

Редактор О. Спесивых

Корректор Л.Патай

Заказ 722

ВНИИПИ

Тираж 497 Подписное

НИИПИ 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, 101