Способ управления импульсным стабилизатором тока

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в улучшении стабилизации выходного тока импульсного преобразователя и снижении требований к электрической прочности изоляции датчика тока. Способ заключается в том, что измеряют текущее значение стабилизируемого тока, сравнивают его с заданным значением, формируют ШИМ-сигнал управления инвертором, трансформируют переменное напряжение с выхода инвертора, выпрямляют и сглаживают выходной ток. 1 ил.

 

Заявляемый способ относится к электротехнике, а именно к способам управления постоянным током, и может быть использован для построения стабилизированного источника постоянного тока.

Известен способ управления импульсным стабилизатором напряжения с ограничением тока [1], содержащий операции преобразования постоянного напряжения в переменное, трансформации полученного переменного напряжения, выпрямления и сглаживания.

Недостатком данного способа является то, что в нем осуществляется ограничение амплитуды тока инвертора, но не стабилизация тока нагрузки. Это допустимо для защиты от превышения тока, но неприемлемо для стабилизации.

Известен принятый в качестве прототипа способ [2], основанный на широтно-импульсной модуляции (ШИМ) сигнала управления инвертором, заключающийся в том, что измеряют текущее значение стабилизируемого тока, сравнивают его с заданным значением, формируют ШИМ-сигнал управления инвертором, трансформируют переменное напряжение с выхода инвертора, выпрямляют и сглаживают выходной ток.

Недостатком прототипа является наличие операции контроля тока после трансформации, из-за чего к датчику тока предъявляются повышенные требования к электрической прочности изоляции. Кроме того, недостатком является отсутствие операции выделения амплитуды тока, из-за чего измеряется значение тока, соответствующее среднему за период работы инвертора, а не постоянному току нагрузки, что ведет к ошибке стабилизации тока.

Задачей, на решение которой направлен заявляемый способ, является снижение требований к электрической прочности изоляции датчика тока и улучшение стабилизации тока.

Указанная задача решается благодаря тому, что в способ дополнительно введена операция выделения амплитуды тока перед трансформацией.

Введенная операция позволяет осуществить стабилизацию выходного тока преобразователя и снизить требования к изоляции датчика тока при реализации.

На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего данный способ.

Устройство содержит инвертор 1, вход которого через входной фильтр 2 соединен с источником электрической энергии. Инвертор нагружен на трансформатор Т1, вторичная обмотка которого подключена к выпрямителю 3. Выход выпрямителя подключен к выходному фильтру 4, к выходу которого подключена нагрузка 5. Кроме того, в цепи первичной обмотки трансформатора Т1 включен датчик тока 6, к выходу которого подключен пиковый детектор 7, выход которого подключен ко входу ШИМ-контроллера 8, сравнивающего сигнал с выхода пикового детектора с установленным значением I₀ и управляющего работой инвертора.

Устройство работает следующим образом.

Входной фильтр 2 сглаживает пульсации питающего напряжения. Инвертор 1 преобразует поступающее с выхода входного фильтра 2 постоянное напряжение в переменное, которое затем трансформируется при помощи трансформатора Т1 до необходимой величины. Выпрямитель 3 преобразует переменное напряжение с выхода трансформатора в постоянное, которое затем сглаживается с помощью выходного фильтра 4 и подается в нагрузку 5.

Пиковый детектор 7 выделяет амплитуду тока первичной обмотки трансформатора Т1 и подает ее в ШИМ-контроллер 8, который изменяет ширину управляющих инвертором 1 импульсов таким образом, чтобы амплитуда тока совпала с установленным значением I₀.

При этом ток первичной обмотки трансформатора Т1 будет иметь форму прямоугольных импульсов, амплитуда которых однозначно через коэффициент трансформации Т1 связана с величиной выходного тока. Таким образом, повышается стабильность выходного тока при изменении сопротивления нагрузки в широком диапазоне, и снижаются требования к электрической прочности изоляции датчика тока.

Источники информации

1. Москатов. Е. ИИП мощностью 100 Вт на ШИ-контроллере К1156ЕУ2Р. - Радио, 2007, № 5, с.32-34.

2. Патент РФ № 2194352, МПК⁷ H02M 3/335.

Способ управления импульсным стабилизатором тока, основанный на широтно-импульсной модуляции сигнала управления инвертором, заключающийся в том, что измеряют текущее значение стабилизируемого тока, сравнивают его с заданным значением, формируют ШИМ-сигнал управления инвертором, трансформируют переменное напряжение с выхода инвертора, выпрямляют и сглаживают выходной ток, отличающийся тем, что для снижения требований к электрической прочности изоляции датчика тока и повышения стабильности выходного тока выделяют амплитуду переменного тока перед трансформацией и только затем сравнивают ее с заданным значением.