Регулятор напряжения со звеном повышенной частоты

 

<и 903824

Союз Советскик

Социалисткческии

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ СВИДЕТИЗЬСТВУ дйьа,р т.

Г " " (72) Авторы изобретения

С.К. Земан и А.В. Кобзев )

l с

Научно-исследовательский институт авто и электромеханики при Томском институт систем управления и радиоэлектро (7l) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР НАПРЯйЕНИЯ СО ЗВЕНОИ

ПОВ610 ЕННОЙ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение при регулировании напряжения .в широком диапазоне изменения входного и выходного напряжения с сохранением высоких энергетических показателей.

Известен регулятор напряжения, содержащий звено повышенной частоты и имеющий большой диапазон регулирования выходного напряжения, причем чем больше диапазон регулирования, тем значительней возрастает содержание искажающих гармоник, что в сочетании с большой амплитудой пульсаций выходного напряжения приводит к существенному ухудшению энергетических показателей, увеличению массы и габаритов выходных фильтров и, соответственно, сиижению быстродействия регулирования выходного напряжения $ 1 ).

Наиболее близким техническим решением является регулятор напряжения со звеном повышенной частоты на полкостью управляемых ключах, первый вход которого служит для подключения регулируемого напряжения, а выход подключен к первичной обмотке трансформатора, вторичные обмотки которого подключены к силовым входам и демодуляторов, выходы которых соединены последовательно и служат для подключения нагрузки, генератор, выход ко" торого подключен ко второму входу модулятора, а также 2п фазосдвигаю<о щих элементов с последовательно на" растающими уровнями сравнения, первые входы которых объединены и служат для подключения задающего сигнала, а вторые также объединены (2 ).

Недостаток устройства — невысо.кое быстродействие и точность регулирования.

Цель изобретения » повышение быстродействия и точности.

Поставленная цель достигается тем, что регулятор снабжен дополнительным генератором и 2п датчиками фазы, причем выход дополнительного генератора

3 9038 подключен ко вторым входам фазосдви-гающих элементов, выходы которых подключены к первым входам датчиков фазы, вторые входы которых объединены и подключены к выходу генератора, вы- 5 ходы датчиков фазы подключены к управляющим входам демодуляторов, частота дополнительного генератора выше частоты основного.

На фиг. 1 приведена функциональ- 10 ная схема регулятора напряжения со звеном повышенной частоты; на фиг.2пример выполнения демодулятора °

Регулятор напряжения содержит модулятор 1, трансформатор 2, выходы И которого подключены ко входам и, последовательно соединенных с нагрузкой 3 демодуляторов 4-6, 2п датчиков фазы 7-12, выходы которых подключены к управляющим входам соответст- 20 вувцих демодуляторов 4-6, 2п фазосдвигающих элементов 13- 18, выходы которых подключены к первым входам соответствующих датчиков фазы 7-12, синхронизирующие входы соединены с 25 выходом дополнительного генератора 19, а управляющие - с задающим входом ре" гулятора, генератор 20, выход которо".

ro подсоединен к вторым входам датчиков фазы 7- 12 и модулятору 1, и до- э0 полнительным демодулятором 21, включаемым в случае ограничейного диапазона регулирования своими выходами . 1чоследовательно с демодуляторами 4-6, а соответствующими входами - к допол- 55 нительному выходу трансформатора и выходу генератора.

Демодулятор состоит из двух пар противотактных ключей 22, 23 и 24, 25, включенных по мостовой схеме.

Регулятор напряжения работает следующим образом.

При входном задающем сигнале равном нулю на выходах всех фазосдвигающих элементов 13-18 формируется постоянный сигнал, равный логическому нулю, который поступает на первые входы датчиков фазы 7-12. В этом случае на выходах вышеупомянутых датчиков фазы формируются {воспроизводятся) последовательности импульсов, аналогичные и синфазные последовательности импульсов, поступарцей на вторые входы датчиков фазы 7- 12 с выхода генератора 20, которые поступают

55 на управляющие входы противотактных ключей демодуляторов 4-6. Датчики фазы 7-12 работают таким образом, что при поступлении на первые входы ну24 4 левого сигнала на их выходы проходит последовательность импульсов, поступающая на их вторые входы с выхода генератора 20, а при появлении на первых входах сигнала равного логической единице последовательности импульсов на выходах становятся противофазными предыдущим.

При возрастании задающего сигнала на выходе одного из блоков 13-18 соответствующим уровнем сравнения формируется последовательность импуль" сов, длительность импульсов которой определяется величиной задающего сигнала, а частота - частотой последовательности импульсов, формируемых дополнительным генератором 19. При поступлении этой импульсной последовательности на первый вход соответ,ствующего датчика фазы на его выходе на время длительности импульсов изменяется на противоположную полярность сигнала, поступающего на его второй вход. Этим обеспечивается выключение

ЭДС трансформаторной обмотки демодулятора на данный интервал времени из общего контура суммирования. При дальнейшем увеличении задающего сигнала и достижении им определенного значения на выходе данного.фазосдвигающего устройства будет формировать» ся постоянный сигнал по величине, равный логической единице. 8 этом случае на выходе датчика фазы и, соответственно, на управляккцих входах противотактных ключей будет формироваться последовательность импульсов, равная по частоте, но в противофазе с последовательностью, поступающей на второй вход датчика фазы с выхода генератора 20. Этим обеспечивается полное выключение из общего контура суммирования ЭДС трансформаторной обмотки данного демодулятора и регулирование в одной из 2п зон заканчивается.

При дальнейшем возрастании задающего сигнала происходит аналогичная операция с, последовательностями, поступающими на входы другой пары противотактных ключей этого демодулятора, чем обеспечивается реверс выходного напряжения демодулятора в общем контуре суммирования по отношению к исходному состоянию. Причем вышеописанные операции могут проводиться одновременно с последовательностями импульсов, поступающих на входы обеих пар противотактных ключей одного деформула изобретения

5 9038 модулятора как и в известном устройстве, путем встречно-параллельного сдвига управляющих последовательностей, формируемых на выходах соответствующих блоков 13-18. По мере дальнейшего увеличения ачплитуды задающего сигнала в режиме регулирования с повышенной частотой коммутации начинают управлять следующим демодулятором, изменяя уровень выходного на- 16 пряжения в следующей зоне. Таким образом, поочередно переходят на повышенную частоту коммутации, определяемую дополнительным генератором, демодуляторы которых осуществляют в 1з данный момент регулирование в соответствующей зоне и возвращаются на исходную, ранее испольэуемуе для этой цели. Таким образом, при мак" симальной амплитуде задающего сигна- 20 ла ключевые элементы всех и демо- . дуляторов коммутируются с частотой генератора 20 и в противофазе по сравнению с исходным состоянием, когда амплитуда задающего сигнала равна а нулю.

Использование данного устройства для регулирования напряжения позволяет повысить быстродействие и точность регулирования при сохранении на вы- Зв соком уровне энергетических показателей регулятора.

Регулятор напряжения со звеном ювышенной частоты, содержащий мостовой модулятор на полностью управляе24 4 мых ключах, первый вход которого служит для подключения регулируемого напряжения, а выход подключен к первич ной обмотке трансформатора, вторичные обмотки которого подключены к си-, ловым входам демодуляторов, выходы которых соединены последовательно и служат для подключения нагрузки, генератор, выход которого подключен ко второму входу модулятора, а также

2п фазосдвигающих элементов с последовательно нарастающими уровнями сравнения, управляющие входы которых объединены и служат для подключения задающего сигнала, а синхронизирующие также объединены, о т л и -ч а ю . шийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, он снабжен дополнительным генератором и 2п датчиками фазы, причем выход дополнительного генератора подключен к синхронизирующим входам фазосдвигающих элементов, выходы которых подключены к первым входам датчиков ша" зы, вторые входы которых объединены и подключены к выходу генератора, выходы датчиков фазы подключены к управляющим входам демодуляторов, часто" та дополнительного генератора выше частоты основного.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ромаш Э.И. Транзисторные пре- образователи в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры. И., "Энергия", 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

И 699504, кл. 0 05 F 1/22, 1976 (прототип).