Стабилизирующий преобразователь напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания устройств автоматике и вычислительной технике в слечае низкой частоты преобразования, например 50 Гц. Цель изобретения - снижение массы габаритов. Устройство содержит усилитель 1 постоянного тока , задающий генератор 2, регулятор 3 тока, инвертор 4, выходной трансформатор 5 с вторичными дополнительной 6 и основными 7 обмотками, дополнительный 8 и основаные 9 выпрямители, вывод 10 для подключения источника сигнала внешней синхронизации, шину 11 положительной полярности вспомагательного напряжения, шину 12 положительной полярности преобразуемого напряжения и шину 13 отрицательной полярности. Цель достигается построением схемы регулятора тока с использованием четырех ключей, двух элементов регулирования тока и двух формирователей выходного напряжения, формирующих трапецеидальную форму импульсов управления транзисторами инвертора 4. Наклон вершины импульсов выбирается из условия компенсации изменения напряжения на выходе трансформатора 5. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 05 F 1/577

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4249220/24-07 (22) 27.05.87 (46) 23.07.90. Бюл. М 27 (71) Научно-исследовательский и проектноконструкторский институт автоматизированных систем управления транспортом газа (72) Е.Н. Бантюков, В.Г. Ершов, В.Н. Мальцев, Б.Х. Цивьян и А.И. Яценко (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Патент Великобритании М 1406840, кл. G 3 R, 1975.

Костиков В.Г., Никитин И.Е. Источники электропитания высокого напряжения РЭА.-M. Радио и связь, 1986, с. 84 — 87, рис. 1.83-1.85. (54) СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания устройств автоматики и вычислительной техники в случае низкой частоты преобразования, например 50 Гц.

„, Ы„П 1580336 А1

Цель изобретения — снижение массы и габаритов. Устройство содержит усилитель 1 постоянного тока, задающий генератор 2, регулятор 3 тока, инвертор 4, выходной трансформатор 5 с вторичными дополнительной 6 и основными 7 обмотками, дополнительный 8 и основные 9 выпрямители, вывод 10 для подключения источника сигнала внешней синхронизации, шину 11 положительной полярности вспомогательного напряжения, шину 12 положительной полярности преобразуемого напряжения и шину 13 отрицательной полярности. Цель достигается построением схемы регулятора тока с использованием четырех ключей, двух элементов регулирования тока и двух формирователей выходного напряжения, формирующих трапецеидальную форму импульсов управления транзисторами инвертора 4. Наклон вершины импульсов выбирается из условия компенсации изменения напряжения на выходе трансформатора 5. 2 ил., 1580336

15

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания устройств автоматики и вычислительной техники в тех случаях, когда часгота преобразования должна быть низкой, например 50 Гц, Цель изобретения — снижение массы и габаритов при низкой частоте преобразования, На фиг. 1 приведена схема преобразователя; на фиг. 2 — схема регулятора тока.

Стабилизирующий преобразователь напряжения (фиг. 1) содержит усилитель 1 постоянного тока, задающий генератор 2, регулятор 3 тока, первый, второй и третий входы которого соединены с выходом усилителя 1 постоянного тока и с прямым и инверсным выходами задающего генератора 2 соответственно, инвертор 4 с выходным трансформатором 5, вторичные дополнительная 6 и основные 7 обмотки которого соединены с дополнительным 8 и основными 9 выпрямителями соответственно, причем первый вход усилителя постоянного тока соединен с выходом дополнительного выпрямителя 8, вывод 10 для подключения источника сигнала внешней синхронизации, соединенный с входом задающего генератора, вторую шину 11 положительной полярности вспомогательного напряжения, соединенную с вторым входом усилителя 1 постоянного тока и с четвертым входом регулятора 3 тока, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами инвертора 4 соответственно, первую шину 12 положительной полярности преобразуемого напряжения, соединенную с третьим входом инвертора 4, третью общую шину 13 отрицательной полярности, соединенную с третьим Входом усилителя 1 постоянного тека, с пятым входом регулятора 3 тока и с четвертым входом инвертора 4, выходные шины 14, соединенные с выходами соответствующих основных выпрямителей 9.

Регулятор 3 тока (фиг. 2) предназначен для формирования управляющих работой силовых транзисторов инвертора 4 импульсов, имеющих трапецеидальную форму,и содержит первый 15 и второй 16 ключи, первый элемент 17 регулирования тока, первый вход которого соединен с выходом первого ключа 15, первый формирователь 18 выходного напряжения, второй вход которого соединен с выходом второго ключа 16, третий ключ 19, первый вход которого соединен с первым входом ключа 15 и с четвертым входом регулятора 3 тока, третий вход которого соединен с первым входом ключа 16 и с вторым входом ключа 19, четвертый ключ

20, первый вход которого соединен с вторым входом ключа 15 и вторым входом регулятора 3 тока, пятый вход которого соединен с вторыми входами ключей 16 и

20, второй элемент 21 регулирования тока, первый вход которо"о соединен с выходом ключа 19, второй формирователь 22 выходного напряжения, второй вход которого соединен с выходом ключа 20, первый вход регулятора 3 тока соединен с первым входом формирователя 18 выходного напряжения и с выходом первого элемента 17 регулирования тока, второй вход которого соединен с вторым входом элемента 21 регулирования тока и с первым входом регулятора 3 тока, второй выход которого соединен с первым входом формирователя

22 выходного напряжения и с выходом элемента 21 регулирования тока.

Соответствующие ключи и элементы регулятора 3 тока, т.е. ключи 15 и 19, ключи 16 и 20, элементы 17 и 21 регулирования тока и формирователи 18 и 22 напряжения выполнены по одинаковым схемам.

Ключи 15 и 19 предназначены для подключения второй шины 11 положительной полярности вспомогательного напряжения к элементу 17 регулирования тока. Первые входы ключей 15 и 19 являются информационными, а вторые — управляющими, При наличии сигнала на втором входе ключа 15 или

19 шина 11 подключена к выходу ключа 15 или 19, а при отсутствии — отключена. Ключи

16 и 20 предназначены для подключения третьей общей шины 13 отрицательной полярности к формирователям 18 и 22 выходного напряжения. Первые входы ключей 16 и 20 являются управляющими, а вторые— информационными. При наличии сигнала на первом входе ключа 16 или 20 шина 13 подключена к выходу ключа 16 или 20, а при отсутствии сигнала — отключена, Элементы 17 и 21 регулирования тока предназначены для установления значения тока в соответствии со значением сигнала на втором входе регулятора 3 тока, что позволяет регулировать параметры импульсов выходного напряжения регулятора 3 тока: (значение переднего фронта и наклон вершины импульса выходного напряжения).

Первые входы элементов 17 и 21 регулироВания TQKB яВляются информационными, вторые входы - управляющими. Формирователи 18 и 22 выходного напряжения и редназначены для задания фронта выходного напряжения регулятора 3 тока при установленном значении сигнала на его первом входе и наклона линейно-возрастающей вершины выходного напряжения регулятора 3. Значение выходного тока элемента 17

1580336

55 регулирования тока определяется сигналом, поступающим на его второй вход (на первый вход регулятора 3 тока), Наклон вершины импульса выходного напряжения определяется выходным током элемента 17 или 21 регулирования тока.

Регулятор 3 тока (фиг. 2) работает следующим образом.

Сигналы на втором и третьем входах регулятора 3 тока инверсны, поэтому импульс выходного напряжения имеется только на одном из его выходов. Допускают, что имеется сигнал на третьем входе регулятора

3 тока и отсутствует на втором входе, Тогда открыты ключи 16 и 19 и закрыты ключи 15 и 20. В этом случае имеется импульс на втором выходе регулятора 3 тока и отсутствует на первом выходе. При исчезновении сигнала на третьем входе и появлении сигнала на втором входе регулятора 3 тока закрываются ключи 16 и 19 и открываются ключи 15 и 20. Вследствие закрытия ключа

16 разрешается формирование наклона импульса в формирователе 18. Вследствие закрытия ключа 19 от элемента 21 регулирования тока отключается шина 11 положительной полярности вспомогательного напряжения. Вследствие открытия ключа 15 шина 11 подключается к элементу

17 регулирования тока, Ток, протекающий от шины 11 через регулятор 3 тока к общей шине 13, определяет параметры импульса выходного напряжения. При открытии ключа 20 запрещается работа формирователя 22 выходного напря- жения. Вследствие прекращения тока, поступающего через первый вход в элемент 21 регулирования тока, на втором выходе регулятора 3 тока формируется спад импульса.

Далее во время действия сигнала на втором входе последнего на его первом выходе возрастает значение напряжения, т.е, вершина импульса на первом выходе регулятора 3 тока получается наклонной (длительности сигналов, поступающих на второй и третий входы регулятора 3 тока выбраны таким образом, чтобы возрастание напряжения было линейным). Окончание формирования импульса выходного напряжения на первом выходе и формирование импульса выходного напряжения на втором выходе производится аналогично описанному.

Преобразователь работает следующим образом.

После подачи преобразуемого напряжения на шину 12 и синхрониэирующей частоты на вывод 10 регулятор 3 тока выдает на свои выходы импульсы. синхронные импульсам генератора 2, передний фронт которых определяется сигналом с выхода

40 усилителя 1 постоянного тока, Эти импульсы имеют трапецеидальную форму, причем наклон вершины выходных импульсов регулятора 3 тока выбирается так, чтобы компенсировать уменьшение напряжения на первичной обмотке трансформатора 5. Таким образом, в ее первичной обмотке формируется напряжение прямоугольной формы, соответственно во вторичных обмотках трансформатора 5 наводится напряжение также прямоугольной формы, которое выпрямляется выпрямителями 8 и

9. В моменты появления и исчезновения импульсов напряжения на выходах регулятора

3 тока имеются кратковременные (длительностью несколько микросекунд) провалы выпрямленного напряжения, заполняемые конденсаторным фильтром выпрямителей 8 и

9. При отклонении напряжения на вторичных обмотках 6 и 7 отклоняется от установленного значения напряжение на выходе выпрямителя

8 и, вследствие этого, усилитель 1 постоянного тока изменяет сигнал на входе так, чтобы напряжение на вторичных обмотках 6 и 7 становилось равным установленному.

Формула изобретения

Стабилизирующий преобразователь напряжения, содержащий инвертор с выходным трансформатором, вторичные основные и дополнительная обмотки которого соединены с основными и дополнительным выпрямителями соответственно, регулятор тока базы силовых транзисторов инвертора, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами инвертора, усилитель постоянного тока, первый вход которого соединен с выходом дополнительного выпрямителя, первую ши- . ну положительной полярности преобразуемого напряжения, соединенную с третьим входом инвертора, задающий генератор, первый вход которого соединен с выводом для подключения источника сигнала внешней синхронизации, при этом его неинвертирующий и инвертирующий выходы соединены с вторым и третьим входами регулятора тока, первый вход которого соединен с выходом усилителя постоянного тока, вторую шину положительной полярности вспомогательного напряжения, соединенную с вторым входом усилителя постоянного тока и с четвертым входом регулятора тока, третью общую шину отрицательной полярности, соединенную с третьим входом усилителя постоянного тока, с пятым входом регулятора тока и с четвертым входом инвертора. отличающийся тем, что, с целью снижения массы и габаритов при низкой частоте преобразования, регулятор тока состоит из первого, второго, третьего и

1580336

Входы

Ф

Составитель B. Костиков

Редактор Н..Рогулич Техред М. Моргентал Корректор М.Самборская

Заказ 2011 Тираж 656 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва; Ж 35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 четвертого ключей, первого и второго эле ментов регулирования тока. первого и второго формирователей выходного напряжения, при этом первые входы первого и третьего ключей соединены с второй шиной, входы второго и четвертого ключей — с третьей шиной, второй вход первого ключа соединен с вторым входом регулятора тока и первым входом четвертого ключа, первые входы первого и второго элементов регулирования тока соединены с выходами первого и третьего ключей соответственно. вторые входы — с первым входом регулятора тока, выход первого элемента регулирования соединен с первым выходом регулятора тока и с первым входом формирователя выходного напряжения, 5 второй вход которого соединен с выходом второго ключа, первый вход второго ключа и второй вход третьего ключа соединены с третьим входом регулятора тока, выход второго элемента регулирования тока соеди10 нен с вторым выходом регулятора тока и с первым входом формирователя выходного напряжения, второй вход которого соединен с выходом четвертого ключа.