CS267029B1 - Obvod pro řízení hodnoty impedance - Google Patents

Abstract

Obvod pro řízení hodnoty impedance zapojené do série s primárním vinutím napájecího transformátoru se používá pro řízení napětí na sekundární straně - napájecího transformátoru. Podstata řešení spočívá v tom, že proměnná impedance je tvořená řídícím transformátorem, jehož primární vinutí je zapojeno do série s primárním vinutím napájecího transformátoru a sekundární vinutí je zapojeno přes usměrňovač na n stupňů paralelně zapojených zatěžovacích odporů, z nichž každý je samostatně spínán spínacím tranzistorem, který je přímo nebo přes proudový .zesilovač ovládán číslicovým výstupem regulátoru. Změna hodnoty impedance je při změně o jeden stupeň odporové zátěže natolik malá, že se neprojeví negativně na sinusovém průběhu zkušebního napětí.

Description

Předložený vynález se týká obvodu pro řízení hodnoty impedance, vhodné zejména pro výkonové regulovatelné zdroje napětí, kde jako akční člen se používá proměnná impedance zapojené rio série s převodním transformátorem.

Výkonové regulovatelné zdroje, u kterých se požaduje minimální obsah vyšších harmonických napětí, jsou většinou řešeny tak, že primární vinutí převodního transformátoru je připojeno na napájecí sil přes vhodný akční člen, kterým může být regulační autotrans-’ formátor, sériový odpor, nebo proměnná impedance. Fázově řízené akční členy nejsou vhodné z důvodu obsahu vyšších harmonických napětí.

Je známé řešení výkonového obvodu, kde proměnná impedance je tvořena řídícím transformátorem, jehož primární vinutí je zapojeno do série s primárním vinutím převodního transformátoru a sekundární vinutí řídícího transformátoru je připojeno na proměnný odpor.

Uvedená řešení mají společnou nevýhodu zejména v tom, že nejsou vhodná pro začlenění do regulačního obvodu, nebol jak regulační autotransformátor, tak i proměnný odpor vyžadují pro své ovládání elektromechanický převodní prvek, např. servopohon.

Tyto nevýhody odstraňuje obvod pro řízení hodnoty impedance podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sekundární vinutí řídícího transformátoru je zapojeno ne střídavé vstupy usmčrňovače, jehož první stejnosměrný výstup je spojen s prvními vývody všech zatěžovacích odporů a druhý stejnosměrný výstup je spojen s prvními elektrodami, napr. emitory, všech spínacích tranzistorů. Druhé elektrody spínacích tranzistorů, např. kolektory, jsou spojeny s druhými vývody příslušných zatěžovacích odporů a třetí elektrody spínacích tranzistorů, např. báze, jsou zapojeny bu3 přímo, nebo přes proudové zesilovače na 'výstupy regulátoru. Je výhodné volit poměr hodnot dvou sousedních odporů roven dvěma, protože výstup regulátoru může pracovat v binárním kódu. Ve všech případech provedení je vhodné mezi první a druhý stejnosměrný výstup zapojit napětově závislý odpor omezující přepětí.

Zapojení podle vynálezu umožňuje řídit hodnotu impedance elektronickým přepínáním zatěžovacích odporů. Při poměru hodnot sousedních odporů rovnému 2 a při binárním kódu - . N spínání lze při N stupňové zátěži docílit 2 - 1 hodnot zatěžovacích odporů. Obvod umožňuje začlenění do elektronicky řízených zdrojů napětí, přičemž rychlost změny hodnot zatěžovacích odporů je závislá na rychlosti regulátoru a spínací rychlosti tranzistorů.

I když se hodnota odporu mění stupňovitě, lze velikosti odporových stupňů navrhnout tak, že skoková změna hodnoty impedance řídícího transformátoru je výrazně menší než povolené zkreslení sinusového průběhu napětí.

Obvodem pro řízení hodnoty impedance podle vynálezu je dosaženo nových a vyšších účinků ve srovnání se stávajícím stavem.

Na přiloženém výkrese je znázorněno blokové schéma obvodu pro řízení hodnoty impedance, přičemž zapojení zatěžovacích odporů a spínacích tranzistorů je rozkresleno obvodově .

Primární vinutí převodního transformátoru PT je zapojeno do série s primárním vinutím P řídícího transformátoru RT, který představuje proměnnou impedanci. Sekundární vinutí S řídícího transformátoru RT je připojeno na střídavé vstupy £, 2 usměrňovače U, nejčastěji dvoucestného. Na stejnosměrné výstupy J, £ je připojena odporová zátěž realizovaná n různými odpory RI, R2, R3 ... Rn spínanými spínacími tranzistory TI, T2,... Tn, které jsou buzeny přímo nebo přes proudové zesilovače AI. £2, ... An~ z číslicových výCS 267 029 Bl stupů QI, Q2 , ... Qn regulátoru RG. Jestliže volíme poměr hodnot sousedních odporů Rn-1, Rn roven dvěma a výstupy Q1, Q2, ... Qn regulátoru RG spínají v binárním kódu, lze uvedeným zapojením realizovat odporovou zátěž s 2^Π - 1 stupni. V ukázaném příkladu zapojení jsou spínací tranzistory zapojeny se společnou první elektrodou - emitorem El, £2, ... En, zatěžovací odpory RI, R2, ... Rn jsou připojeny na druhé elektrody - kolektory K1, K2. . . Kn a spínací tranzistory TI, T2, . .. Tn jsou buzeny do třetí elektrody - báze Bl, B2, ... Bn. Analogicky lze však použít i tranzistory opačné vodivosti, popř. zapojené se společným kolektorem, nebo tranzistory FET řízené elektrickým polem. Počet odporových stupňů závisí na požadovaném rozsahu regulace, v praxi se vystačí s 10 - 12 s tupni.

pro omezení přepětí při rozpojení spínacích tranzistorů TI, T2, ... Tn je paralelně ke stejnosměrným výstupům J, £ připojen napěíově závislý odpor RN.

Zapojení podle vynálezu lze využít např. při řízení napětí zkušebních zdrojů a to jak střídavých, tak i stejnosměrných, kde se vyžaduje malé zkreslení zkušebního napětí. Zdroje tohoto typu jsou vhodné např. pro izolační zkoušky silnoproudých zařízení, kde se požaduje plynulý nárůst napětí a setrvání na zkušebním napětí předepsanou dobu.

Claims (3)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Obvod pro řízení hodnoty impedance sestávající z řídícího transformátoru, usměrňovače, proměnné odporové zátěže a regulátoru případně proudových zesilovačů vyznačený tím, že sekundární vinutí (S) řídícího transformátoru (RT) je zapojeno na střídavé vstupy (1, 2) usměrňovače (U), jehož první stejnosměrný výstup (3) je spojen s prvními vývody všech zatěžovacích odporů (RI, R2, ... Rn) a jehož druhý stejnosměrný výstup (4) je spojen s prvními elektrodami (El, E2, ... En) spínacích tranzistorů (TI, T2, ... Tn), jejichž druhé elektrody (KI, K2, ... Kn) jsou spojeny s druhými vývody odpovídajících zatěžovacích odporů (RI, R2, ... Rn), přičemž třetí elektrody (Bl, B2, ... Bn) spínacích tranzistorů (TI, T2, ... Tn) jsou zapojeny přímo nebo přes proudové zesilovače (Al, A2, ... An) na výstupy (QI, Q2, ... Qn) regulátoru (RG).

2. Obvod pro řízení hodnoty impedance podle bodu 1 vyznačený tím, že poměr hodnot sousedních zatěžovacích odporů (Rn-1, Rn) je roven dvěma.

3. Obvod pro řízení hodnoty impedance podle bodů 1 a 2 vyznačené tím, že mezi první a druhý stejnosměrný výstup (3, 4) usměrňovače je zapojen napělově závislý odpor (RN).