CS259486B1 - Zapojeniobvodů jadnočinněho měniče s dvoustupňovou regulaci výstupního napětí - Google Patents

Abstract

Podstata zapojení spočívá v tom, že výstup měniče, tvořeného generátorem pravoúhlých impulsů, šířkovým modulátorem, budicím stupněm, spínacím tranzistorem, měničovým transformátorem, usměrňovačem s filtrem LC a řídicím obvodem, na který je výstup připojen, je současně připojeň přes vyhodnocovací stupeň druhé úrovně napětí na vstup generátoru pravoúhlých impulsů. Navržené zapojení lze využít při konstrukci palubního leteckého zdroje měničového typu. Příklad provedení je schematicky znázorněn na připojeném výkrese.

Description

Vynález se týká zapojení obvodů jednočinného měniče napětí s dvoustupňovou regulací výstupního napětí. „ ' '

V palubních leteckých zařízeních se v poslední době začínají jako hlavní napájecí zdroje používat generátory 115 V/400 Hz s proměnnou frekvencí i amplitudou. Je to dáno nově zaváděnými předpisy ARINC. Zdrojové jednotky palubních elektrických systémů je nutné řeSit měničovým způsobem, protože klasické řešení pomocí transformátorů a za nimi následujících sériových stabilizátorů je z hlediska váhy nepřijatelné. Běžné měniče jsou schopny pracovat od určitého minimálního do maximálního vstupního napětí a v určitém rozsahu proudových odběrů. V palubních zařízeních může poměr pracovních vstupních napětí být až 1:2,5 a poměr pracovních proudů dokonce až 1:20.

Vzhledem k tomu, že uvedené rozsahy změn vstupních napětí a výstupních proudů překrývají měniče změnou střídy svých pracovních pulsů, je možné tyto měniče řešit pomocí vysoce rychlých spínacích výkonových tranzistorů. Vysoká frekvence je zde vyžadována pro snížení váhy transformačních členů měničů.

Nevýhodou tohoto řešení je nedostupnost tranzistorů s výše uvedenými vlastnostmi. Při řešení s dostupnými tranzistory nestačí tyto pracovat s tak širokým rozsahem střídy měniče a může docházet k nedovolenému růstu výstupního napětí. Aby nedošlo ke zničení připojených zařízení, je nutné zařadit k měniči bu3 paralelní stabilizátor, nebo přepětovou ochranu. Nevýhodou paralelního stabilizátoru jsou vysoké tepelné ztráty, nevýhodou přepětové ochrany, která bývá zpravidla tyristorová, je nutnost vypnutí a nové zapnutí zdroje po její případné aktivaci.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojeni obvodů jednočinného měniče napětí s dvoustupňovou regulaci výstupního napětí podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že generátor pravoúhlých impulsů je připojen na první vstup šířkového modulátoru, jehož výstup je připojen ke vstupu budicího stupně, jehož výstup je připojen k bázi spínacího tranzistoru, jehož emitor je spojen se zemí a jehož kolektor je připojen k druhému vývodu primárního vinutí měničového transformátoru, přičemž první vývod primárního vinutí měničového transformátoru je spojen s kladným pólem zdroje zatímco sekundární vinutí měničového transformátoru je oběma vývody připojeno k usměrňovači s LC filtrem, jehož první výstup je spojen se,zemí a jehož druhý výstup je připojen jednak na výstupní svorku měniče, jednak na první vstup řídicího obvodu, připojeného na šířkový modulátor a jednak na vstup vyhodnocovacího stupně druhé úrovně napětí, připojeného na generátor pravoúhlých impulsů, zatímco na druhý vstup řídicího obvodu je připojen referenční zdroj. Vyhodnocovací stupeň druhé úrovně napětí může být tvořen komparátorem.

Výhodou navrženého zapojení je dosažení přijatelných parametrů měničového palubního zdroje, pracujícího s napájecím napětím o proměnné amplitudě. Další významnou výhodou zapojení je jeho realizovatelnost s dostupnými elektronickými prvky.

Příklad provedení zapojení je schematicky znázorněn na připojeném výkrese.

Generátor 2 pravoúhlých impulsů je připojen na první vstup šířkového modulátoru 2» jehož výstup je připojen ke vstupu budicího stupně 3, jehož emitor je spojen se zemí a jehož kolektor je připojen k druhému vývodu primárního vinutí měničového transformátoru 5.

První vývod 5^ primárního vinutí měničového transformátoru 5 je spojen s kladným pólem zdroje. Sekundární vinutí měničového transformátoru 2 í^e oběma vývody 5^· ^.4 připojeno k usměrňovači 6 s LC filtrem, jehož první výstup je spojen se zemí a jehož druhý výstup je připojen jednak na výstupní svorku 7_ měniče, jednak na první vstup řídicího obvodu (í, připojeného na šířkový modulátor 2, ^a jednak na vstup vyhodnocovacího stupně 10 druhé úrovně napětí, připojeného na generátor 2 pravoúhlých impulsů. Na druhý vstup řídicího obvodu 8 je připojen referenční zdroj 2·

Generátor 1, pravoúhlých impulsů budí svými pulsy šířkový modulátor 2 a ten dále ovládá budicí stupeň 2 spínacího tranzistoru 4, který budí měničový transformátor 5. Napětí, indukované na sekundárním vinutí vývody ,5 3' měničového transformátoru 5, je usměrněno a vyfiltrováno v usměrňovači s filtrem LC 6, jehož výstup je přiveden jednak na výstupní svorku 2 zdroje, jednak ke vstupu řídicího obvodu 8, který má druhý vstup připojen k výstupu referenčního zdroje 2· Řídicí obvod 8 řídí střídu pulsů šířkového modulátoru 2 z řídicího obvodu 2» v němž srovnává výstupní napětí zdroje z výstupní svorky 7_ s napětím referenčního zdroje 2·

V případě překročení možnosti této popsané regulační smyčky začne fungovat druhá zpětná vazba na druhé úrovni napětí, zavedená z výstupní svorky T_ měniče do vstupu vyhodnocovacího stupně 10 druhé úrovně napětí. Při dosažení druhé úrovně napětí se překlopí vyhodnocovací stupeň 10 druhé úrovně napětí a jeho výstup zablokuje generátor 2 pravoúhlých impulsů na dobu, než výstupní napětí zdroje klesne na požadovanou hodnotu první úrovně napětí.

Zapojení podle vynálezu lze využít při konstrukci palubního leteckého zdroje měničového typu.

Claims (2)

1. Zapojeni obvodů jednočinného měniče napětí s dvoustupňovou regulací výstupního napětí vyznačené tím, že generátor (1) pravoúhlých impulsů je připojen na první vstup šířkového modulátoru (2), jehož výstup je připojen ke vstupu budicího stupně (3), jehož výstup je připojen k bázi spínacího tranzistoru (4), jehož emitor je spojen se zemí a jehož kolektor je připojen k druhému vývodu (5^1 primárního vinutí měničového transformátoru (5), přičemž první vývod (5^) primárního vinutí měničového transformátoru (5) je spojen s kladným pólem zdroje, zatímco sekundární vinutí měničového transformátoru (5) je oběma vývody (5^ a 5^) připojeno k usměrňovači (6) s LC filtrem, jehož první výstup je spojen se zemí a jehož druhý výstup je připojen jednak na výstupní svo. ku (7)· měniče, jednak na první vstup řídicího obvodu (8), připojeného na šířkový modulátor (2) a jednak na vstup vyhodnocovacího stupně (10) druhé úrovně napětí, připojeného na generátor (1) pravoúhlých impulsů, zatímco na druhý vstup řídicího obvodu (8) je připojen referenční zdroj (9).

2. Zapojení podle bodu 1, vyznačené tím, že vyhodnocovací stupeň (10) druhé úrovně napětí je tvořen komparátorem.