RU2450316C1 - Устройство управления импульсными преобразователями постоянного тока (варианты) - Google Patents
Устройство управления импульсными преобразователями постоянного тока (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2450316C1 RU2450316C1 RU2011109582/07A RU2011109582A RU2450316C1 RU 2450316 C1 RU2450316 C1 RU 2450316C1 RU 2011109582/07 A RU2011109582/07 A RU 2011109582/07A RU 2011109582 A RU2011109582 A RU 2011109582A RU 2450316 C1 RU2450316 C1 RU 2450316C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- converter
- integrator
- output
- frequency
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройствам импульсного регулирования мощности при питании нагрузки от нерегулируемого источника постоянного тока и может найти применение, в частности, в регулируемых электроприводах постоянного тока. Устройство управления однофазным импульсным преобразователем содержит генератор пилообразного напряжения, выполненный на интеграторе с пороговым элементом, и компаратор. Для достижения технического результата - расширения функциональных возможностей с получением требуемой зависимости частоты напряжения преобразователя от коэффициента заполнения при частотно-широтном регулировании - между управляющим напряжением и входом интегратора введен блок деления управляющего напряжения на амплитудное значение пилообразного напряжения и преобразователь с функцией преобразования, пропорциональной требуемой зависимости частоты напряжения преобразователя от коэффициента заполнения. Устройство управления многофазным импульсным преобразователем содержит генераторы пилообразного напряжения, выполненные на интеграторах, и компараторы по числу фаз импульсного преобразователя, причем входы всех интеграторов подсоединены к выходу функционального преобразователя с функцией преобразования, пропорциональной требуемой зависимости частоты напряжения преобразователя от коэффициента заполнения, а вход обнуления каждого последующего интегратора соединен с выходом компаратора, формирующего управляющее напряжение для ключевого элемента предыдущей фазы преобразователя. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам импульсного регулирования мощности при питании нагрузки от нерегулируемого источника постоянного тока и может найти применение, в частности, в регулируемых электроприводах постоянного тока.
Известны устройства управления импульсными преобразователями постоянного тока, содержащие генератор пилообразного напряжения (ГПН), выполненный на интеграторе, и компаратор, сравнивающий выходное напряжение ГПН UГПН с управляющим напряжением Uу (см., например, Герман Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0: Учебное пособие. - СПб.: КОРОНА принт, 2001. - С.165, рис.3.30).
При UГПН≤UУ на выходе компаратора в течение времени tИ формируется напряжение высокого уровня, поддерживающее ключевой элемент импульсного преобразователя в открытом состоянии. В оставшуюся часть периода Т пилообразного напряжения tП=Т-tИ, на выходе компаратора поддерживается напряжение низкого уровня, при котором ключевой элемент преобразователя находится в закрытом состоянии. Изменением управляющего напряжения UУ в диапазоне от нуля до UМАКС, где UМАКС - амплитуда пилообразного напряжения, осуществляют изменение коэффициента заполнения импульсного цикла γ=tИ/Т, а следовательно, и широтно-импульсное регулирование напряжения на нагрузке при постоянной частоте f=1/Т.
На практике применяют и другие способы регулирования, в частности частотно-широтное импульсное регулирование, когда одновременно с изменением коэффициента заполнения γ изменяют по определенному закону частоту выходного напряжения преобразователя f=1/T. Так, например, изменение частоты в функции коэффициента заполнения по параболической зависимости обеспечивает постоянство амплитуды пульсаций тока в нагрузке (см. Бирзниекс Л.В. Импульсные преобразователи постоянного тока. - М.: Энергия, 1974. - С.18-20). Кроме того, для снижения пульсаций тока в цепи источника питания часто используют многофазные импульсные преобразователи.
Реализовать в импульсных преобразователях постоянного тока, особенно многофазных, частотно-широтное регулирование выходного напряжения с требуемой зависимостью f(γ) известными устройствами управления сложно.
Технический эффект предложения заключается в расширении функциональных возможностей известного устройства управления импульсными преобразователями постоянного тока с возможностью получения требуемой зависимости частоты от коэффициента заполнения, в том числе для многофазных импульсных преобразователей.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 и фиг.2 изображены, соответственно, устройства управления однофазным и многофазным (N-фазным) импульсными преобразователями.
Устройство управления однофазным импульсным преобразователем содержит генератор пилообразного напряжения на интеграторе 1 и пороговом элементе 2, выходной сигнал которого периодически обнуляет интегратор при достижении определенного уровня напряжения UМАКС на его выходе. Выход интегратора соединен с одним из входов компаратора 3, на другой вход которого поступает управляющее напряжение UУ. Управляющее напряжение поступает также через блок деления 4 на вход функционального преобразователя 5, выход которого соединен с входом интегратора 1.
Устройство управления многофазным преобразователем содержит несколько интеграторов и компараторов по числу фаз преобразователя; при этом входы всех интеграторов подсоединены с выходом функционального преобразователя, а вход R обнуления каждого следующего интегратора соединен с выходом компаратора, формирующего управляющее напряжение для ключевого элемента предыдущей фазы преобразователя.
Устройство управления однофазным импульсным преобразователем, изображенное на фиг.1, работает следующим образом. Под действием выходного напряжения UП функционального преобразователя 5 напряжение на выходе интегратора 1 UГПН нарастает линейно во времени от нуля до UМАКС. При достижении этого уровня выходным сигналом порогового элемента 2 интегратор обнуляется, и процесс повторяется. Период Т пилообразного напряжения UГПН зависит от уровня напряжения UП, а следовательно, и от величины управляющего напряжения UУ. При UГПН≤ UУ на выходе компаратора 3 поддерживается напряжение U высокого уровня, тогда как в оставшуюся часть периода - низкого уровня. Коэффициент заполнения напряжения U при этом равен отношению напряжений UУ и UМАКС
γ=UУ/UМАКС.
Определим функцию UП=F(γ) преобразователя для получения требуемой зависимости f(γ).
При UП=const справедливо следующее соотношение:
откуда
UП=K·f(γ),
где К=ТИ·UМАКС, ТИ - постоянная интегрирования интегратора 1.
Таким образом, функция преобразования преобразователя 5 пропорциональна требуемой зависимости частоты импульсного преобразователя от коэффициента заполнения.
Устройство формирования импульсов управления ключевыми элементами фаз многофазного импульсного преобразователя работает аналогично описанному выше. Отличие заключается в том, что обнуление каждого последующего интегратора производится по спаду напряжения на выходе компаратора, формирующего управляющее напряжение для ключевого элемента предыдущей фазы преобразователя. В результате реализуется способ управления многофазным преобразователем с переменным фазовым сдвигом, равным продолжительности импульса. Нагрузка каждой последующей фазы подключается при отключении нагрузки предыдущей фазы на время, равное продолжительности включения последней. Такой способ управления многофазным импульсным преобразователем обеспечивает минимальную величину коэффициента формы тока источника питания и, следовательно, минимизирует дополнительные потери энергии в цепи источника питания, вызванные пульсациями потребляемого от него тока (см. Сташинов Ю.П. Гармонический анализ входного тока многофазного импульсного преобразователя. / Электротехника, №7, 2010. - С.23-27).
Claims (2)
1. Устройство управления импульсными преобразователями постоянного тока, содержащее генератор пилообразного напряжения, выполненный на интеграторе с пороговым элементом, и компаратор, отличающееся тем, что между управляющим напряжением и входом интегратора введены блок деления управляющего напряжения на амплитудное значение пилообразного напряжения и преобразователь с функцией преобразования, пропорциональной требуемой зависимости частоты напряжения преобразователя от коэффициента заполнения.
2. Устройство управления импульсными преобразователями постоянного тока, содержащее генераторы пилообразного напряжения, выполненные на периодически обнуляемых интеграторах, и компараторы по числу фаз импульсного преобразователя, отличающееся тем, что входы всех интеграторов соединены с выходом функционального преобразователя с функцией преобразования, пропорциональной требуемой зависимости частоты выходного напряжения преобразователя от коэффициента заполнения, при этом вход обнуления каждого последующего интегратора соединен с выходом компаратора, формирующего управляющее напряжение для ключевого элемента предыдущей фазы преобразователя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011109582/07A RU2450316C1 (ru) | 2011-03-14 | 2011-03-14 | Устройство управления импульсными преобразователями постоянного тока (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011109582/07A RU2450316C1 (ru) | 2011-03-14 | 2011-03-14 | Устройство управления импульсными преобразователями постоянного тока (варианты) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2450316C1 true RU2450316C1 (ru) | 2012-05-10 |
Family
ID=46312375
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011109582/07A RU2450316C1 (ru) | 2011-03-14 | 2011-03-14 | Устройство управления импульсными преобразователями постоянного тока (варианты) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2450316C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2569200C1 (ru) * | 2014-05-28 | 2015-11-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Устройство преобразования энергии магнитного поля ферромагнитного сердечника в тепловую или электрическую энергию |
RU2638295C1 (ru) * | 2016-08-04 | 2017-12-13 | Надежда Владимировна Антипова | Способ управления n-фазным импульсным преобразователем |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1677699A1 (ru) * | 1989-08-04 | 1991-09-15 | Куйбышевский институт инженеров железнодорожного транспорта им.М.Т.Елизарова | Импульсный преобразователь напр жени |
SU1705945A2 (ru) * | 1990-02-02 | 1992-01-15 | Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского | Стабилизированный источник питани |
-
2011
- 2011-03-14 RU RU2011109582/07A patent/RU2450316C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1677699A1 (ru) * | 1989-08-04 | 1991-09-15 | Куйбышевский институт инженеров железнодорожного транспорта им.М.Т.Елизарова | Импульсный преобразователь напр жени |
SU1705945A2 (ru) * | 1990-02-02 | 1992-01-15 | Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского | Стабилизированный источник питани |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2569200C1 (ru) * | 2014-05-28 | 2015-11-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Устройство преобразования энергии магнитного поля ферромагнитного сердечника в тепловую или электрическую энергию |
RU2638295C1 (ru) * | 2016-08-04 | 2017-12-13 | Надежда Владимировна Антипова | Способ управления n-фазным импульсным преобразователем |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9577541B2 (en) | Single switch infinite-level power inverters | |
TWI352491B (ru) | ||
US20090237060A1 (en) | Switching power supply control | |
CN104079167A (zh) | 控制电路、开关电源和控制方法 | |
US20120153882A1 (en) | Method and Apparatus for Synchronization of Pulse Width Modulation | |
Kapat et al. | Voltage-mode digital pulse skipping control of a DC–DC converter with stable periodic behavior and improved light-load efficiency | |
RU2450316C1 (ru) | Устройство управления импульсными преобразователями постоянного тока (варианты) | |
Kapat | Configurable multimode digital control for light load DC–DC converters with improved spectrum and smooth transition | |
JP5875073B2 (ja) | スイッチング電源装置および該装置で使用されるパルス幅変調回路 | |
RU122214U1 (ru) | Z-инвертор с нулевой точкой | |
RU2569679C1 (ru) | Способ управления многофазным повышающим преобразователем постоянного напряжения со стабилизацией входного тока и устройство управления многофазным повышающим преобразователем со стабилизацией входного тока | |
JP5511529B2 (ja) | 電源回路 | |
Suresh et al. | Multi-input multi-output converter for universal power conversion operation | |
RU63994U1 (ru) | Трехфазный инвертор тока | |
Renken et al. | Novel hybrid buck L converter for wide conversion ratios | |
RU2279178C1 (ru) | Трехфазный управляемый выпрямитель | |
Wu et al. | Discrete-time modeling and stability analysis of grid-connected inverter based on equivalent circuit | |
JP2008022633A (ja) | 電力変換装置 | |
RU2402867C1 (ru) | Способ преобразования постоянного напряжения в квазисинусоидальное с векторной широтно-импульсной модуляцией | |
US20240275288A1 (en) | Multi-cell switching power converter and control method | |
Lee et al. | GaN FET-based synchronous buck converter with 10-bit 4-MHz digital pulse width modulator | |
RU2808147C1 (ru) | Способ одноциклического управления коррекцией коэффициента мощности | |
RU2337393C1 (ru) | Способ управления равномерным токораспределением в многоканальном импульсном преобразователе напряжения | |
Abuzalata | Pulse-Width-Modulation DC Chopper using LabView Software | |
Samanta et al. | Design and simulation of speed controller using ac-dc buck boost converter for dc motor drive with soft starter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130315 |