RU2773097C1 - Импульсный регулятор тока - Google Patents
Импульсный регулятор тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2773097C1 RU2773097C1 RU2021132684A RU2021132684A RU2773097C1 RU 2773097 C1 RU2773097 C1 RU 2773097C1 RU 2021132684 A RU2021132684 A RU 2021132684A RU 2021132684 A RU2021132684 A RU 2021132684A RU 2773097 C1 RU2773097 C1 RU 2773097C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- voltage
- current
- bus
- transistor switch
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 15
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000000903 blocking Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к электротехнике, в частности к импульсным регуляторам тока в цепях питания различных потребителей, и может быть использовано для управления двухфазными и трёхфазными электродвигателями в следящих проводах. Технической проблемой, решаемой настоящим изобретением, является импульсное регулирование тока в шинах нагрузки высоковольтного источника питания. Возникшая техническая проблема решается путём применения частотно-токового регулятора, введения дополнительного биполярного источника питания и управления током нагрузки относительно одной шины питания. 3 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтным импульсным регуляторам тока в цепях питания различных потребителей и может быть использовано для управления двухфазными и трёхфазными электродвигателями в следящих приводах.
Известно устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки, патент RU 2588051 C1, 13.05.2015 г., которое по техническому эффекту наиболее близко соответствует заявленному устройству. Известное устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки содержит источник напряжения постоянного тока, ключ и блок управления, выход которого соединён с управляющим входом ключа, а первый вывод источника напряжения постоянного тока соединён с первым выводом ключа, устройство задания тока, датчик тока, реактор, диод и блок временной задержки, при этом, второй вывод ключа соединён через реактор с первой клеммой для подсоединения конденсатора нагрузки, второй вывод источника напряжения через датчик тока подсоединён ко второй клемме для подключения конденсатора нагрузки, выход устройства задания тока подключён к первому входу блока управления, а выход датчика тока через блок временной задержки подсоединён ко второму входу блока управления, причём между вторым выводом ключа и вторым выводом источника напряжения постоянного тока подключён диод катодом ко второму выводу ключа.
Для заявленного устройства выявлены общие с прототипом признаки:
- импульсный регулятор тока;
- источник напряжения постоянного тока;
- транзисторный ключ со схемой (блоком) управления;
- устройство задания тока;
- датчик тока;
- дроссель (реактор) с шунтирующим диодом;
- конденсатор нагрузки.
Недостатком известного устройства является то, что сигнал управления транзисторным ключом формируется в блоке управления относительно шины питания «минус», а ключ находится в цепи питания «плюс», это существенно ограничивает область применения подобных устройств в регуляторах тока с высоковольтным источником питания из-за необходимости применения в блоке управления ключом трансформаторной или оптронной гальванической развязки, и усложнению схемного решения.
Настоящим изобретением решается техническая проблема упрощения схемы импульсного регулятора тока в шинах нагрузки высоковольтного источника питания. Указанная техническая проблема решается тем, что применён высоковольтный импульсный регулятор тока, содержащий источник напряжения постоянного тока, транзисторный ключ со схемой управления, состоящей из компаратора напряжения, биполярного источника напряжения, устройства задания тока, резистора обратной связи по напряжению и резистора обратной связи по току, датчика тока, дросселя с шунтирующим диодом и конденсатора нагрузки. Устройство задания тока состоит из верхнего и нижнего резисторов делителя напряжения, резистора обратной связи по напряжению и резистора обратной связи по току, источник напряжения постоянного тока шиной «минус» подключён к стоку транзисторного ключа, а шиной «плюс» к выводу «плюс» конденсатора нагрузки и катоду шунтирующего диода, анод которого подключён к первому выводу датчика тока, истоку транзисторного ключа, первому выводу нижнего резистора делителя напряжения и «нулевой» шине биполярного источника питания, «минусовая» шина которого подключена к «минусовому» выводу компаратора напряжения, а «плюсовая» шина подключена к «плюсовому» выводу компаратора напряжения и первому выводу верхнего резистора делителя напряжения, второй вывод которого объединён со вторым выводом нижнего резистора делителя напряжения и подключён к инвертирующему входу компаратора напряжения, выход которого подключён к затвору транзисторного ключа и первому выводу резистора обратной связи по напряжению, второй вывод которого подключён к неинвертирующему входу компаратора напряжения и первому выводу резистора обратной связи по току, второй вывод которого подключён ко второму выводу датчика тока и первому выводу дросселя, второй вывод которого подключён к выводу «минус» конденсатора нагрузки.
Заявленный высоковольтный импульсный регулятор тока состоит из источника напряжения постоянного тока 1; транзисторного ключа 8 со схемой управления, состоящей из компаратора напряжения 5 и биполярного источника напряжения 2; устройства задания тока в составе верхнего 3 и нижнего 4 резисторов делителя напряжения, резистора обратной связи по напряжению 6 и резистора обратной связи по току 7; датчика тока 10; дросселя 11 с шунтирующим диодом 9 и конденсатора нагрузки 12. Согласно заявленному изобретению источник напряжения постоянного тока 1 шиной «минус» подключён к стоку транзисторного ключа 8, а шиной «плюс» к выводу «плюс» конденсатора нагрузки 12 и катоду шунтирующего диода 9, анод которого подключён к первому выводу датчика тока 10, истоку транзисторного ключа 8, первому выводу нижнего резистора 4 делителя напряжения и «нулевой» шине биполярного источника питания 2, «минусовая» шина которого подключена к «минусовому» выводу компаратора напряжения 5, а «плюсовая» шина подключена к «плюсовому» выводу компаратора напряжения 5 и первому выводу верхнего резистора 3 делителя напряжения, второй вывод которого объединён со вторым выводом нижнего резистора 4 делителя напряжения и подключён к инвертирующему входу компаратора напряжения 5, выход которого подключён к затвору транзисторного ключа 8 и первому выводу резистора 6 обратной связи по напряжению, второй вывод которого подключён к неинвертирующему входу компаратора напряжения 5 и первому выводу резистора 7 обратной связи по току, второй вывод которого подключён ко второму выводу датчика тока 10 и первому выводу дросселя 11, второй вывод которого подключён к выводу «минус» конденсатора нагрузки 12.
Суть предлагаемого изобретения поясняется на фиг. 1, где предоставлена электрическая схема высоковольтного импульсного регулятора тока.
Высоковольтный импульсный регулятор тока работает следующим образом. При включении источника питания 1 на транзисторный ключ 8 подаётся напряжение питания. На переходе исток-затвор транзисторного ключа 8 приложено нулевое напряжение, при этом транзисторный ключ 8 закрыт, ток в цепи нагрузки отсутствует. При включении источника питания 2 запитывается схема управления транзисторным ключом 8 и на инвертирующий вход компаратора 5 через резистор 3 подаётся положительное напряжение, которое переключает выход компаратора 5 в отрицательный уровень напряжения, которое поступает на затвор транзисторного ключа 8 и приводит к его отпиранию. Ток в цепи (датчик тока 10, дроссель 11, конденсатор нагрузки 12) плавно нарастает и на датчике тока 10 возникает отрицательное напряжение, которое через резистор 7 поступает на неинвертирующий вход компаратора 5 и при достижении заданного уровня переключает выход компаратора 5 с отрицательного в положительный уровень напряжения, что приводит к запиранию транзисторного ключа 8. Энергия, накопленная в дросселе 11, через датчик тока 10 и диод 9 поступает в нагрузку, напряжение на датчике тока 10 снижается, достигает напряжения отпускания компаратора 5 и переводит выход компаратора 5 в отрицательный уровень напряжения и транзисторный ключ 8 снова включается. Таким образом, схема переходит в генераторный режим частотно-токового управления. Осциллограмма напряжения на выходе компаратора 5 и форма тока на датчике 10, полученные по результатам моделирования, приведены на фиг. 2 и фиг. 3 соответственно.
Техническим результатом изобретения является упрощение схемы импульсного регулятора тока в шинах нагрузки высоковольтного источника питания и стабилизация тока при изменении питания нагрузки в широком диапазоне напряжений, что обеспечивается за счёт применения дополнительного биполярного источника напряжения питания 2 и управления транзисторным ключом 8 относительно одной шины питания.
Максимальное напряжение источника питания 1 определяется только допустимым напряжением исток-сток транзисторного ключа 8 и допустимым обратным напряжением диода 9.
Данное изобретение предназначено для применения в блоках управления приводами, разрабатываемых в АО «ИСС» в качестве регулятора тока для управления двухфазными и трёхфазными электродвигателями в следящих приводах.
Из известных заявителю патентных материалов не обнаружены признаки, сходные с совокупностью признаков заявляемого объекта.
Claims (1)
- Импульсный регулятор тока, содержащий источник напряжения постоянного тока, транзисторный ключ со схемой управления, устройство задания тока, датчик тока, дроссель с шунтирующим диодом и конденсатор нагрузки, отличающийся тем, что схема управления транзисторным ключом состоит из компаратора напряжения, биполярного источника напряжения; устройство задания тока состоит из верхнего и нижнего резисторов делителя напряжения, резистора обратной связи по напряжению и резистора обратной связи по току; источник напряжения постоянного тока шиной «минус» подключён к стоку транзисторного ключа, а шиной «плюс» к выводу «плюс» конденсатора нагрузки и катоду шунтирующего диода, анод которого подключён к первому выводу датчика тока, истоку транзисторного ключа, первому выводу нижнего резистора делителя напряжения и «нулевой» шине биполярного источника питания, «минусовая» шина которого подключена к «минусовому» выводу компаратора напряжения, а «плюсовая» шина подключена к «плюсовому» выводу компаратора напряжения и первому выводу верхнего резистора делителя напряжения, второй вывод которого объединён со вторым выводом нижнего резистора делителя напряжения и подключён к инвертирующему входу компаратора напряжения, выход которого подключён к затвору транзисторного ключа и первому выводу резистора обратной связи по напряжению, второй вывод которого подключён к неинвертирующему входу компаратора напряжения и первому выводу резистора обратной связи по току, второй вывод которого подключён ко второму выводу датчика тока и первому выводу дросселя, второй вывод которого подключён к выводу «минус» конденсатора нагрузки.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2773097C1 true RU2773097C1 (ru) | 2022-05-31 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7002330B2 (en) * | 2003-06-04 | 2006-02-21 | Rohm Co., Ltd. | Switching regulator |
US7038430B2 (en) * | 2002-10-22 | 2006-05-02 | Denso Corporation | Power control circuit |
RU2588051C1 (ru) * | 2015-05-13 | 2016-06-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки |
RU2713464C1 (ru) * | 2019-06-14 | 2020-02-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Регулятор постоянного напряжения и способ управления им |
RU2751078C1 (ru) * | 2020-11-19 | 2021-07-08 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Ключевой нормализатор напряжения |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7038430B2 (en) * | 2002-10-22 | 2006-05-02 | Denso Corporation | Power control circuit |
US7002330B2 (en) * | 2003-06-04 | 2006-02-21 | Rohm Co., Ltd. | Switching regulator |
RU2588051C1 (ru) * | 2015-05-13 | 2016-06-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки |
RU2713464C1 (ru) * | 2019-06-14 | 2020-02-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Регулятор постоянного напряжения и способ управления им |
RU2751078C1 (ru) * | 2020-11-19 | 2021-07-08 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Ключевой нормализатор напряжения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9831778B2 (en) | Power-converting device and power conditioner using the same | |
US9806618B2 (en) | Power converting device and power conditioner using the same | |
RU2642839C2 (ru) | Высоковольтный преобразователь постоянного напряжения в постоянное напряжение | |
US7646186B2 (en) | Holdover circuit for a power converter using a bi-directional switching regulator | |
CN110515415B (zh) | 电压调整装置、电源芯片及电子设备 | |
US11707997B2 (en) | In-vehicle DC-DC converter | |
US10444775B2 (en) | Apparatus for producing unvarying direct load current | |
RU2773097C1 (ru) | Импульсный регулятор тока | |
Chinnaiyan et al. | Design and implementation of high power DC-DC converter and speed control of DC motor using TMS320F240 DSP | |
CN110597344B (zh) | 电压调整装置、芯片及电子设备 | |
DE10045093A1 (de) | Schaltungsanordnung zur Energieversorgung für eine Ansteuerschaltung eines Leistungshalbleiterschalters und Verfahren zur Bereitstellung der Ansteuerenergie für einen Leistungshalbleiterschalter | |
US11108319B2 (en) | Power conversion device with an intermediate capacitor and a smoothing capacitor | |
US11368147B2 (en) | Gate drive circuit | |
KR20200001696A (ko) | 차량용 배터리 충전 제어 시스템 및 방법 | |
JP7426397B2 (ja) | パワー半導体スイッチの駆動回路に電圧を供給するためのパワーエレクトロニクスデバイスおよび方法 | |
CN210402133U (zh) | 电压调整装置、电源芯片及电子设备 | |
RU2541519C1 (ru) | Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения | |
RU2679829C1 (ru) | Способ управления напряжением на нагрузке в регуляторе с регулируемым преобразователем напряжения | |
US11876448B2 (en) | Booster circuit performing feedback control of output voltage | |
RU2762335C1 (ru) | Автогенераторный преобразователь высоковольтного напряжения питания | |
RU194734U1 (ru) | Частотный преобразователь для трехфазных асинхронных электродвигателей с возможностью питания от низковольтного источника постоянного напряжения | |
SU744517A2 (ru) | Стабилизированный источник посто нного напр жени | |
RU2249905C2 (ru) | Преобразователь постоянного напряжения | |
SU966681A1 (ru) | Источник питани посто нного напр жени | |
RU2490691C1 (ru) | Бестрансформаторный стабилизирующий преобразователь переменного напряжения |