Многофазный импульсный стабилизатор постоянного напряжения

 

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Республнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 100480 (2! ) 2909095/24-07 (53) М. КЛ. с присоединением заявки МG 05 F 1/56

Государственный комитет

СССР по дедам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 23.12.81. Бюллетень Й9 47

Дата опублн соваиия описания 2 3.1281 (53) УДК 621. 316. . 722 ° 1 (088. 8) (72) Авторы изобретения

I0.И. Конев, С.С. Букреев, А.Ф. Кадацк

К.П. Полянин, В.П. Скрипников и В.П.П (71) Заявитель (54) МНОГОФАЗНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР

ПОСТОЯННОГО НАПР ЯЖЕНИ Я

Изобретение относится к электронной технике и может использоваться в полупроводниковых стабилизаторах импульсного действия, работающих при больших токах нагрузки °

Известен многофазный стабилизатор постоянного напряжения, в котором параллельно основному регулятору введен ряд аналогичных регуляторов, соединенных между собой по цепям управления через фазосдвигающие устройства.

Недостатком этого устройства является критичность к технологическому разбросу параметров и их температур- 15 ным изменениям, что приводит к неравномерному распределению мощности между параллельно работающими регуляторами. Кроме того, эти системы. неработоспособны при питании их фаз 20 от нескольких первичных источников с различными выходными напряжениями.

Известен также многофазный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий параллельно подключенные к нагрузке через регулирующие элементы и резисторные датчики тока силовые ячейки.

Недостатком этого устройства является также критичность к техноло- 30 гнческому разбросу параметров элементов и их температурным изменениям, что приводит к неравномерному распределению мощности между параллельно работающими регулирующими элементами, а при работе указанных регулирующих элементов в импульсном режиме — к увеличению пульсации выходноro напряжения. Кроме того, не обеспечивается работоспособность многофазного стабилизатора при подключении его параллельных цепей к нескольким источникам питания с различными уровнями напряжений, а также не обеспечивается регулировка выходного напряжения параллельно включенных ячеек без дополнительных подстроечных операций.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является многофазный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий и источников питания, имеющих общую шину, соединенную с одним из выводов для подключения нагрузки, и силовых ячеек, каждая из которых состоит из датчика тока, регулирующего элемента, силовая цепь которого включена между другим выводом соответствующего из и источников питания и выводом для

892430 подключения нагрузки, блока управления регулирующим элементом, соединенного с выходом усилителя отклонения напряжения, усилителя отклонения тока с резистором управления, узел задания напряжения на нагрузке и цепь управления тока между силовыми ячейками. В данной системе обеспечивается настройка выходного напряжения при сохранении точности распределения тока между силовыми ячейками с импульсным регулированием.

Однако для этого устройства необходим дополнительный источник питания усилителей отклонения тока, что усложняет систему, увеличивает 15 габариты и вес.

Цель изобретения — упрощение устройства.

Укаэанная цель достигается тем, что в многофазном импульсном стаби- Щ лизаторе постоянного напряжения, содержащем и источников питания постоянного напряжения, соединенных с одним из выводов для подключения нагрузки, п силовых ячеек, каждая из которых состоит из датчика тока, регулирующего элемента, силовая цепь которого включена между другим выводом соответствующего из п источников питания и выводом для подключения нагрузки, блока управления регулирующим элементом, соединенного с выходом усилителя отклонения напряжения, усилителя отклонения тока с резистором управления, узел задания напряжения на нагрузке и цепь управления тока между силовыми ячейками, в каждую силовую ячейку введен резистивный делитель, средняя точка .которого подключена к общей точке соединения датчика тока, одного из go входов усилителя отклонения тока и резистора управления, один из крайних выводов резистивного делителя каждой силовой ячейки подключен к датчику тока, другие крайние выводы резистивных делителей всех силовых ячеек соединены между собой и с общей точкой соединения, стабилитрона и балластного резистора, крайние выводы которых подключены к выводам для подключения нагрузки и силовых ячеек, выводы для подключения питания усилителей отклонения тока каждой силовой ячейки подключены параллельно стабилитрону.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Многофазный импульсный стабилизатор постоянного напряжения питается от и источников 1 постоянного нацряжения (п — число параллельно работа- щ ющих источников), работает на нагрузку 2 и состоит из многофазного задающего генератора 3 с выходом 4, потенциометра 5, стабилитрона 6, балластного резистора 7, образующих узел 8 задания напряжения на выводах для подключения нагрузки силовых ячеек 9, каждая иэ которых содержит усилитель 10 отклонения тока с резисторами 11-13, усилитель 14 отклонения напряжения с резисторами

15 и 16, датчик 17 тока, резистор 18 управления, потенциометр 19, широтнонмпульсный модулятор 20, регулирую щий элемент 21 (транзистор) с фильтром, конденсатор 22, резисторы 23 и 24 резистивного делителя.

Источники 1 и нагрузка 2 имеют общую шину, другая шина источников 1 подключена к нагрузке через силовые ячейки 9. В каждой силовой ячейке

9 выход усилителя 14 отклонения напряжения подключен к широтно-импульсному модулятору 20, на второй вход которого подается сигнал синхронизации с многофаэного задающего генератора З,выходные сигналы 4 которого имеют сдвиг по фазе. Выход широтно-им пульсного.модулятора 20 подсоединен к регулирующему элементу 21 с фильтром, которые подключены к нагрузке

2 через датчики 17 тока. Общая точка соединения резисторов 18 управления подключена к одному иэ входов каждого усилителя 10 отклонения тока, другие выводы резисторов 18 управления подключены к точке соединения другого входа усилителя 10 отклонения тока с резисторами 23 и 24 резистивного делителя, другие выводы резисторов 23 и 24 подключены соответственно через датчик 17 тока и непосредственно параллельно стабилитрону б,к которому параллельно подключены выводы подключения питания усилителей 10 и 14 отклонения тока и отклонения напряжения.

Иногофазный импульсный стабилизатор работает следующим образом.

В установившемся режиме многофазный генератор 3 подает с вывода 4 сдвинутые по фазе управляющие напряжения на широтно-импульсные модуляторы 20 силовых ячеек 9, что позволяет производить коммутацию регулирующих элементов не одновременно, а с некоторым требуемым сдвигом по фазе.

При изменении напряжения на нагрузке 2 по каким-либо причинам, но при сохранении токов ячеек равными, на выходе усилителей 14 отклоненйя напряжения появится сигнал рассогласования относительно опорного напряжения, задаваемого потенциометром 5.

Это приводит к такому отклонению выходных напряжений усилителей 14, что широтно-импульсные модуляторы 20 изменяют коэффициенты заполнения импульсов и тем самым восстанавливают заданный уровень выходного напряжения на нагрузке 2.

При разных токах в силовых ячейках 9 на датчиках 17, которые выби892430

Предлагаемое техническое решение обеспечивает выравнивание токов параллельно работающих источников питания как с одинаковыми выходными напряжениями, так и с отличающимися.

Частным случаем является работа многофазного импульсного стабилизатора оФ .одного общего для всех силовых ячеек источника питания. В этом случае обеспечивается заданное

|распределение токов его силовых ячеек.

Предлагаемый многофазный импульсный стабилизатор напряжения, по сравнению с известными, обеспечивает возможность работы силовых ячеек на общую нагрузку нескольких первичных источников напряжения как с одинаковиьж, так и с отличающимися уровнями напряжения без использования дополнительных источников питания, что исключает необходимость применения дополнительных устройств .преобразования для питания усилителей отклонения тока. раются равной величины, создаются одинаковые падения напряжения, что обеспечивает одинаковые потенциалы ,на резисторах 18 управления и равенство нулю сигналов управления на входах усилителей отклонения тока, так как резистивные делители, состоящие из резисторов 23 и 24 также выбираются одинаковой величины в каждой ,силовой ячейке. Средние токи резис.тивных делителей имеют равные потенциалы, так как напряжения, поданные

10 на каждый резистивный делитель, определяются суммой падения напряжения на датчик 17 тока соответствующей силовой ячейки и напряжения стабилитрона 6. B этом случае усилители

10 не оказывают влияния на работу силовых ячеек. Величины коэффициентов заполнения импульсов широтно-импульсных модуляторов и, следовательно, режимы работы силовых ячеек опреде- 20 ляются только усилителями 14 отклонения напряжения.

При увеличении (уменьшении) тока какой-либо ячейки от уровня тока, ксторый она должна отдавать в общую нагрузку, падение напряжения на резистивном датчике 17 данной силовой ячейки увеличивается (уменьшается} относительно потенциала общей силовой точки резисторов 18, что приводит к протеканию через него тока. Падение напряжения на резисторе 18 управления усиливается усилителем 10 отклонения тока и через отенциометр 19 передается на вход усилителя 14 отклонения напряжения. Выходной сигнал этого усилителя вызывает изменение коэффициента заполнения импульсов широтно-импульсного модулятора 20 таким образом, чтобы ликвидировать отклонение тока данной силовой ячейки @ от заданного для нее уровня.

При выравнивании токов в силовых ячейках 9 приращения напряжений на выходах усилителей отклонения тока стремятся к нулю, сводя к нулю и их воздействия на режим работы силовых ячеек.

Соединение одного из входов усилителей 14 со средней точкой потенциометра 5 обеспечивает регулировку напряжения на нагрузке 2.

Потенциометром 19 обеспечивается первоначальная установка токов в силовых ячейках как равной величины, так и в любых требуемых пропорциях.

Разброс номинальных сопротивлений как резистивных датчиков 17 тока, так и резисторов 18 управления, резисторов 23 и 24 резистивных делителей не влияют на величины токов и мощностей, отдаваемых каждой силовой 60 ячейкой в нагрузку 2. Предположим, что датчики 17 тока, например, не равны друг другу в силовых ячейках.

Это вызывает различные падения напряжения на датчиках 17 при равных 65 токах силовых ячеек и при равенстве в силовых ячейках резисторов 18, 23 и 24 вызывает протекание тока через .резисторы 18 управления и, соответственно, — приращение напряжений на выходах усилителей 10 отклонения токов. Независимо от этих приращений напряжений на выходах усилителей 10 потенциометрами 19 устанавливается ток в силовых ячейках равной или, если есть необходимость, неравной величины, Любые отклонения токов в силовых ячейках приводят к дополнительным приращениям напряжения на выходах усилителей 10 отклонения тока, что влечет за собой изменение коэффициентов заполнения широтно-импульсных модуляторов 20 на такую величину, чтобы величины токов в силовых ячейках 9 стали равными исходной установленной величине. Соответственно и приращения напряжений.на выходах усилителей 10 отклонения тока возвращаются к прежней величине, определяемой разбросом датчиков 17. Аналогично стабилизатор работает при отличающихся номинальных значениях резисторов 18, 23 и 24„ Таким образом, величину тока, протекаемую в любой силовой ячейке, можно установить потенциометром 19 как равную, так и отличающуюся от тока других силовых ячеек, независимо равны или нет резисторы 18, 23 и 24 относительно других силовых ячеек.

Введение резисторов 23 и 24 в каждую силовую ячейку обеспечивает возможность подключения выводов, используемых для питания, усилителей

10 отклонения тока непосредственно параллельно стабилитрону 6.

892430

Формула изобретения

Многофазный импульсный стабилизатор напряжения, содержащий и источников питания постоянного напряжения, соединенных с одним иэ выводов для подключения нагрузки, и силовых ячеек, каждая иэ которых состоит иэ датчика тока, регулирующего элемента, силовая цепь которого включена между другим выводом соответствующего из п источников питания и выводом для подключения нагрузки, блока управления регулирующиМ элементом, соединенного с выходом усилителя отклонения напряжения, усилителя отклонения тока с резистором 15 управления, узел задания напряжения на нагрузке и цепь управления тока между силовыми ячейками, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью упрощения устройства, в каждую силовую ячейку введен реэистивный делитель, средняя точка которого подключена к общей точке соединения датчика тока, одного из входов усилителя отклонения тока и резистора управления, один иэ крайних выводов резистивного делителя каждой силовой ячейки подключен к датчику тока, другие крайние выводы резистивных делителей всех силовых ячеек соединены между собой и с общей точкой соединения стабилитрона и балластного резистора, крайние выводы которых подключены к выводам для подключения нагрузки и силовых ячеек, выводы для подключения питания усилителей отклонения тока каждой силовой ячейки подключены параллельно стабилитрону.

Многофазный импульсный стабилизатор постоянного напряжения Многофазный импульсный стабилизатор постоянного напряжения Многофазный импульсный стабилизатор постоянного напряжения Многофазный импульсный стабилизатор постоянного напряжения Многофазный импульсный стабилизатор постоянного напряжения 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам электроснабжения транспортных средств, и может быть использовано в системах регулирования напряжения генераторов переменного и постоянного токов

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания специальных и бытовых маломощных электронных устройств

Изобретение относится к релейному регулятору тока, который применяется, например, в ИКМ-приборах в устройствах дальней связи в качестве стабилизированных источников тока в схемах занятости в c-проводах

Изобретение относится к электронной технике и может использоваться в микроэлектронных датчиках температуры и источниках опорного напряжения

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве источника вторичного электропитания радиоаппаратуры

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в источниках электропитания

Изобретение относится к электротехники, в частности к стабилизированным импульсным источникам питания с защитой от перегрузок по току

Изобретение относится к области космической электротехники и может быть использовано при проведении ресурсных испытаний оборудования ИСЗ, в частности аккумуляторных батарей (АБ)

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах защиты трехфазных электродвигателей от обрыва фазы питания
Наверх