Импульсный регулятор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 250880 (21) 2980335/24-07 )51) M. К11.з

Н 02 М 3/335 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (5 3) УДК 6 21 ° 314 .

° 57 (088 ° 8) Опубликовано 1506.82, Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 150682 (72) Авторы изобретения

Ю.И. Кашицын и A.И. Корнев с т *

J у к;:: ..., Всесоюзный научно-исследовательский, "п1ваектйоконструкторский и технологический институт ре1теетррения (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке источников вторичного питания в качестве регуляторов 5 мощности автономных устройств.

Известен импульсный регулятор, в котором регулирование производится с помощью транзисторных ключей, содержащий собственно ключевой регулятор, выполненный по полумостовой схеме, инвертор, тактовый генератор, схему управления. Каждый ключ регулятора управляется от отдельной обмотки выходного трансформатора инвертора, обеспечивающего коммутацию

5 ключей со скважностью, .равной 2.

Регулирование выходного напряжения осуществляется путем изменения скважности за счет одновременного запирания обоих ключей в течение доли иолупериода автоколебаний инвертора, подачей отпирающего напряжения с обмоток выходного трансформатора схемы управления (1) .

Недостатками известного устройства являются плохие массогабаритные показатели в случае работы иа низкой частоте из-за наличия большого количества реактивных элементов, схема управления затрудняет создание много.

\ фазных регуляторов, а также регуляторов с глубоким резервированием и не обеспечивает возможности длительного запирания ключей.

Из известных устройств наиболее близким к изобретению по технической сущности является импульсный регулятор, содержащий два транзисторных ключа, управляемый от преобразователя напряжения, вторичные цепи которого коммутируются управляющими ключами, выполненными на магнитном усилителе (2).

Недостатками известного регулятора является то, что схема управления регулятора не обеспечивает возможности .длительного запирания обоих ключей в случае отключения регулятора, а также возможности одновременного отпирания обоих ключей при построении многофазного регулятора или регулятора с дросселем в цепи питания-ключей, что сужает функциональные возможности и снижает надежность регулятора, схема управления транзисторными ключами работает на одной частоте с регулятором, что обуславливает повышенные массогабаритные показатели схемы управления, затрудняет ее микроминиатюризацию

936284 шает работу соединенного с этим выходом конвертора, нулевой потенциал запрещает работу соответствующего конвертора. Кажщлй преобразователь напряжения работает на частоте, кратной частоте тактового генератора

11, в течение времени, задаваемого узлом управления 12. Эпюры напряжения на входах и выходах узлов устройства приведены на фиг.2 и 3. На фиг.2 представлен режим управления ключами с регулируемой скважностью, задаваемой узлом управления.На эпюрах приняты следующие обозначения: о f - частота генератора тактовых

U>II«,0х„Р сигналы узла управления; U„ U+ напряжения на выходных обмотках трансформаторов 1 и 2; 0,Ixs- 06ык ь-е" напряжения выходов 3 конверторов 1

И 2; 0&ык 4-< 0вь!х4- . ИаПРЯжЕНИЯ выходов 4 конверторов 1 и 2; 0< у 06> — напряжения на переходах база-змиттер ключей 5 и б.

Сначала узел управления напряжением 0В х, открывает ключ 5, одно25 временно напряжением 0В,х4, поданным в запирающем направлении, запирает ключ б. Затем конвертор 1 отключается, узел управления включает конвертор 2, который напряжением

30 0вых -2 ткрыв ключ 6 д оврем 1ию напРЯжением 08 х4гэакРываЯ ключ 5.

Далее процесс циклически повторяется, обеспечивая попеременную работу ключей 9 и 10 со скважностью, задаваемой

3$ схемой управления.

На Фиг.3 представлен режим управления ключами с регулируемым временем паузы. Под паузой следует понимать состояние, когда оба ключа одновре40 менно находятся в выключенном состоянии.

В случае одновременной работы конверторов 1 и 2 на выходах 3 и 4 этих конверторов одновременно присутствуют выХодные напряжения U>I,III „0в 1х4

; 0ВыХ4-г

Напряжения 0 1„ . и UIIb 4«UBI,I@

0вц„4 включены встРечно. За счет большего количества витков обмоток

50 трансформаторов, работающих на выходы 4 напРЯжения 0в 1х4 0вь%4-г включенные в запирающем направлении больше, чем напряжения 0 0 которые включены в отпирающем направлении. В результатет на время одновременного включения конверторов 1 и 2 ключи 5 и 6 находятся в выключенном состоянии. Во время наличия напряжения 0д „ „при отсутствии напряжения U,„д ключ 5 включен, 60

65 и не позволяет достигнуть высокой надежности. Кроме того, невысокая крутизна фронта импульсов выходного напряжения магнитного усилителя затрудняет использование регулятора для работы на высоких частотах,что обуславливает снижение КПД регулятора и также ухудшает массогабаритные показатели, затрудняет микроминиатюриэацию регулятора и не позволяет достигнуть высокой надежности.

Целью изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей в виде осуществления длительного одновременног запирания или отпирания обоих ключей импульсного регулятора.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсный регулятор, содержащий два транзисторных ключа, управляемый конвертор с двумя канала ми постоянного выходного напряжения постоянного тока, подключенный к узл управления и генератору тактовых импульсов, введен второй аналогичный управляемый конвертор, подключенный к упомянутым узлу управления и генератору тактовых импульсов, причем базовые переходы транзисторов ключей подключены через первый и второй дополнительные резисторы к выходам первых каналов соответствующих конверторов в отпирающем направлении и через третий и четвертый дополнительные резисторы к выходам вторых каналов другого конвертора в запирающем направлении, при этом величина напряжения первых каналов может быть больше или меньше величины напряжения вторых каналов.

На фиг.l показана структурная схема регулятора, а на Фиг .2 — диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства; на Фиг.3 — то же.

Регулятор содержит два аналогичных управляейых конвертора 1 и 2, каждый иэ которых имеет два канала выходного постоянного напряжения

3 и 4, подключенных к базовым переходам ключевых транзисторов 5 и б через четыре дополнительных резистора 7 - 10, а также генератор так. товых импульсов ll и узел управления 12, подключенные к управляемым конверторам 1 и 2. Первые каналы конверторов 3 подключены через резисторы 7 и 8 к базовыми переходам транзисторных ключей 5 и 6, а вторые каналы 4 конверторов 1 и 2 подключены через резисторы 9 и 10 к базовым переходам других транзисторов

5и6.

Регулятор работает следующим обра э ом.

Рассмотрим работу услтройства в различных режимах. Считают, что появление положительного потенциала на выходе узла управления 12 раэреI ключ б выключен. Во время наличия напряжения 09 при отсутствии на-: пряжения 0,„4 ключ б включен, ключ 5 выключен.

Управление временем паузы осуществляется изменением скважности

936284 импульсов управления ° Время паузы можно сделать сколько угодно большим, что позволяет осуществлять эффективную защиту от перегрузок и коротких замыканий в нагрузке регулятора.

В случае, если число витков обмоток трансформаторов первых выходов конверторов больше числа витков обмоток трансформаторов вторых выходов конверторов, напряжения U,q »

П,„, включенные в отпирающем направлении, больше напряжений 0щц<4-4, 11Ььп4-2, включенных в запирающем на правлении, в результате чего при одновременной работе конверторов

1 и 2 ключи 5 и б одновременно открыты. Изменение длительности времени одновременного замкнутого состояния ключей производится изменением скважности управляющих импульсов.

Изобретение позволяет расширить функциональные возможности регулятора и повысить его надежность.

Формула изобретения

Импульсный регулятор, содержащий два транзисторных ключа, управляемый конвертор с двумя каналами постоянного выходного напряжения, подключенный к узлу управления и генератору тактовых импульсов, о т л и ч а ющ н и с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных воэможностей, в него введен второй аналогичный управляемый конвертор, подключенный к упомянутым узлу управления и генератору такто 0 вых импульсов, причем базовые переходы транзисторов ключей подключены через первый и второй дополнительные резисторы к выходам первых каналов соответствующего конвертора в отпи15 рающем направлении и через третий и четвертый дополнительные резисторык выходам вторых каналов другого конвертора в запирающем направлении.

20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Электронная техника- в автоматике. Сборник. Вып. б M ° Советское радио, 1974, с. бО, рис.1.

2. Коссов О.А. Усилители мощности на транзисторах в режиме переключений. М., Энергия, 1971, с.238, рис. 9-7.

936284

Vnp1

Vnp

Составитель И. Никитин

Редактор И. Митровка Техред К.Ищьо Корректор М. Шароши

Заказ 4244/69

Тираж. 721 Подписное

ВННН0Н Государственного комитета СССР по делам;изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г Ужгород, ул. Проектная, 4