SE452826B - Effektomvandlare for alstring av reglerad likspenning - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 452 826 2 ningarna i kretsen i jämförelse med sådana i konventionella reglerkretsar. Tidigare reglertekniker alstrar pulsations- strömmar som var lika med utgående belastningsström och med- för att utgångsfiltret måste vara överdimensionerat. Den föreliggande kretsen reducerar pulsationsströmmen till en tredjedel av utgående belastningsström och följaktligen är allt vad som behövs en tredjedel så stor filtrering. Vidare möjliggör användningen av dubbelkopplade transformatorer en enkel och effektiv parallellmatning av omkopplartransistor- erna och utgångslikriktarna, varigenom den elektriska på- verkan på var och en reduceras.

Föredragen utföringsform Ovan angivna ändamål med och fördelar hos den före- liggande uppfinningen kommer att framgå mer i detalj i sam- band med den följande beskrivningen som ges i samband med bifogade ritningar, där fig. 1 visar ett grundläggande blockschema för den föreliggande uppfinningen, fig. 2 visar ett elektriskt kopplingsschema för den föreliggande uppfinningen och åskådliggör en pulsbreddmodu- lerande styrenhet i blockform, fig. 3 visar en logikkrets där den pulsbreddmodule- rande styrenheten visas i detalj och fig. H visar ett samlat tidkurvediagram för signal- flödet vid blika I fig. 1 den föreliggande punkter i ínverteraren enligt uppfinningen. återges ett grundläggande blockschema för inverteraren. En pulsbreddmodulerande styr- enhet 16 alstrar en pulsbreddmodulerad (PBM) fyrkantvâg med en arbetscykel som utgör en funktion av den utspänning som erhålles på klämman 12. En transformator 18 matar den modu- lerade fyrkantvågen till effektomkopplarna 20, som verkan på den oreglerade likspända inspänningen 10. Utsignalen från effektomkopplarna matas till ett filter 22 som utför den slutliga likspänningsregleringen. En återkoppling mellan ut- spänningen och PBM-styrenheten 16 erhålles genom ledningen lb.

Pig. 2 åskådliggör anläggningen mer i detalj: PBM- 10 15 20 25 30 35 452 326 3 styrenheten 16, som kortfattat nämndes i samband med fig. 1, innefattar en ingång ZH ansluten till en källa B+. En ström- avkännande ledning 26 tillför en ytterligare insignal till styrenheten och avkänner strömmen på ínverterarens utgång På samma sätt matar led- till styrenheten 16 och såsom kommer att förklaras nedan. ningen 27 en ytterligare insignal tjänar till att avkänna spänningen på inverterarens ut-' gång. En gemensam återkoppling för styrenhetens 16 och in- verterarens utsígnal uppträder på ledningen 28.

Transformatorns 18 primärlindning är ansluten till styrenhetens utgång och innefattar övre och nedre klämmor 3H samt ett mittuttag 32. Transformatorns sekundär- H8 samt 30 resp. lindning innefattar övre och nedre klämmor 36 resp. ett mittuttag H2, som är anslutet till àtergångspotentialen för ínspänningen via anslutningsledningen 43. Den pulsbredd- modulerade (PBM) fyrkantvågen från styrenheten 16 är trans- formatorkopplad via transformatorn 18 till en gemensam emit- terkopplingspunkt på en effektomkopplare innefattande tran- sistorerna H0, H6. Transístorernas H0, H6 emíttrar H5 resp. ÄH är anslutna till míttuttaget H2 på transformatorn 18, som är förbundet med inspänningens återgàngspotential. Transis- torns 40 bas 38 är ansluten till den övre sekundärlindnings- klämman 36 medan transistorns 46 bas 50 är ansluten till den nedre klämman H8 på transformatorns 18 sekundärlindning och därmed fullända ingången till de effektomkopplade transís- torerna. Utsignalen från transistorerna matas till primär- lindningarna pä de dubbelkopplade transformatorerna 56, 57.

Närmare bestämt är transistorns H0 kollektor 52 ansluten till den övre klämman på transformatorprimärlindningen SH medan den nedre_klämman 59 pà primärlindningen SH är ansluten till potential via ledningen 60. inspänningens positiva Inspän- ningen stabiliseras av kondensatorn 6H som ligger över in- observeras att den nedre klämman på primär- 56) är direkt ansluten till gången. Det kan lindningen SH (transformatorn den övre klämman på primärlindningen 61 (transformatorn 57) så att tidigare nämnd positiv potential likaledes matas till primärlindningens 61 övre klämma. Transistorns 46 kollektor 10 15 20 25 30 35 452 sze I U är ansluten till den nedre klämman på primärlindningen 61 via anslutningsledningen 58.

Under funktion matas de modulerade fyrkantvågorna från transformatorn 18 till effektomkopplarens transistorer 40, H6, som arbetar som mättade omkopplare med 180 graders fasförskjutning relativt varandra. Medan transistorn H0 är ledande håller strömmen fortfarande på att byggas upp i transformatorn 56 och när transistorn H0 bryter träder transistorn H6 i funktion och arbetar med 180 graders fas- förskjutning relativt transistorn H0. Den övre klämman på sekundärlindningen 66 (transformatorn 56) är ansluten till anoden på en diod 68 medan den nedre klämman på sekundär- lindningen 72 (transformatorn 57) är ansluten till diodens 7u anod. Diodernas 68, 7u katoder är parallellkopplade till ledningen 76. När transistorn H0 är ledande är polariteten sådan att dioden 68 är förspänd i backriktningen. När tran- sistorn H0 bryter blir dioden 68 framâtförspänd och belast- ningsströmmen frammatas tills transistorn 40 ånyo blir ledan- de. Diodens 7H funktion utnyttjar på liknande sätt tran- sistorns H6 omkoppling och matar via transformatorn 57. Dio- den 74 arbetar emellertid med 180 graders fasförskjutning relativt dioden 68.

Diodens 68 katod är via en ledning 76 ansluten som den positiva potentialpunkten 77 för utspänningen. Kopplings- punkten 70 mellan den nedre klämman på sekundärlindningen 56 (transformatorn 56) och den övre klämman på sekundärlind- ningen 72 (transformatorn 57) utgör den gemensamma klämman 28 för utspänningen. För att avkänna strömflödet genom inver- terarens utgångsdel är en resistor 80 inkopplad mellan den gemensamma klämman 28 och förbindelsepunkten 70 mellan sekun- därlindningarna i transformatorerna 56, 57. Den tidigare an- givna strömavkännarledningen 26 utför sin strömavkännande funk- tion genom att övervaka en liten spänning över resistorn 80 och därmed de ett överströmsskydd. Kondensatorerna 82, BH överbryggar utspänningsklämmorna för att filtrera utspän- ningen och sålunda ge en välreglerad matning.

I fig. 3 visas PBM-styrenheten 16 innehålla en 10 15 20 25 30 35 452 826 5 operationsförstärkare 86 som tjänar som en felspänningsför- stärkare. En första insignal till förstärkaren matas längs ledningen 88, som är ansluten till källan B+ vid 24 via resistorn 90. Utspänningens negativa potential längs led- ningen 28 är parallellkopplad med insignalen 88 till för- stärkaren 86 via zenerdioden 9H. Förstärkarens 86 andra in- gång 96 matar en positiv potential från utspänningskällan längs ledningen 77. Förstärkarens 86 utgång 98 ger en felsig- nal mellan referensspänningen B+ och utspänningen. En andra operationsförstärkare 100, som tjänar som en strömfelsför- stärkare, har en första insignal inmatad från ledningen 104 till den gemensamma klämman 28 för utspänningen medan en andra insignal, som uppträder på ledningen 26, utgörs av den ut- gängsström som går genom resistorn 80 (fig. 2), så att för- stärkaren 100 utgör en strömavkännande anordning för upp- nående av överströmsskydd. Förstärkarens 100 utgång är an- sluten till förstärkarens 86 utgång via ledningen 102 till en punkt 106, som i sin tur är ansluten som en första ingång 108 till en komparator 110. Komparatorn är en operationsför- stärkare med stor förstärkning. För att förstå meningen med en andra ingång 115 på komparatorn 110 hänvisas till en oscillator 112, som genererar klocksignaler vilka inmatas på en integrator 11N för att integrera triggpulssignalerna till att bilda en sågtandsvåg, såsom antyds på integratorns 11% utgång. Överlagringen av likströmssignalnivån på kompa- ratorn 110 och sågtandinsignalen på komparatorn illustreras vid ledningen 126 från komparatorns 110 utgång. En pulsbredd- modulerad signal uppträder och såsom visas vid ledningen 126 har den nollgenomgångar vid de punkter där skärning före- ligger mellan sågtandsignalen och likspänningssignalen PBM- signalen på ledningen 126 parallellmatas till NOCH-grindar 120, 12U. En andra ingång 118 på NOCH-grinden 120 utgörs av utgången på en vippa 117 medan en komplementär utsignal 122 från vippan 117 driver en andra ingång på NOCH-grinden 12k. Ändamålet med vippan 117 är att aktivera grindarna 120, 12k synkront med klockpulserna till vippan 117 när de uppträder på oscillatorns utledning 116. Grindarna 120, 124 aktiveras 10 15 452 826 6 med 180 graders fasförskjutning relativt varandra. Skill- naden i fasledníng leds från respektive utklämma 128, 129 till den övre och nedre primärlindningsklämman 30, 34. En referensspänning, nämligen B+, är ansluten till míttut- taget 32 på transformatorns 56 primärlindníng via en halv- ledande strömkälla 130. De PBM-pulser som uppträder på transformatorns 56 primärlindning matas till den efter- följande inverterarkretsen såsom förklarats ovan i samband med fig. 2.

Pig, U återger tidkurvorna för signalvàgformer vid olika punkter i inverterarens krets såsom anges i figuren.

Det bör inses att uppfinningen ej är begränsad till exakt den detaljkonstruktion som beskrivits ovan och visats på ritningarna utan att även modifieringar är tänkbara för fackmannen. fx

Claims (2)

10 15 20 25 452 826 n. PATENTKRAV

1. Effektomvandlare för alstring av en teg- lerad Ukspänning och innefattande organ (16) anslutna vid in- gången (2H) för inmatning av utspänning för att generera en pulssignal med en arbetscykel som utgör en funktion av ut- spänningen, varvid effektomkopplingsorgan (HO, H6) är styrbara av en oreglerad inkommande likspänning och har sin ingång an- sluten till genereringsorganens (16) utgång för drivning av Omkopplingsorganen, vilkas utgång är ansluten till filter- organ (82, SH) för alstring av den reglerade utspänningen, k ä n n e t e c k n a d av att effektomkopplingsorganen (40, H6) omfattar första och andra transistorer med vardera första och andra utklämmor (HH, H5 resp. 52, 58), vilka första utklämmor (RH, H5) är sammankopplade, samt första och andra transformatorprimärlindningar (56, 57) med vardera första och andra klämmor (59 resp. SH, 56), vilka första klämmor (59) är sammankopplade, varvid organ ansluter lindningarnas andra klämmor (54, 58) till respektive andra utklämma (52, 58) på transistorerna (40, H6) och organ är anordnade att koppla den oreglerade inkommande likspänningen till lindníngarnas första klämmor (59) medan första och andra transformator- sekundärlindningar (66, 72) vardera har första och andra an- slutningsklämmor varav de första anslutningsklämmorna är hop- kopplade och de andra anslutningsklämmorna var och en är ansluten till likríktarorgan (68, 7U).

2. Omvandlare enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k- n a d avatt filterorganen (82, 84) är anslutna till lik- riktarorganens (88, 7U) utgångar.