SE460165B - Foerfarande och anordning foer reglering av belastningsspaenningen hos en multipelutgaangs-likspaenningsomvandlare - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 llO 460 165 2.

Vid de ovan nämnda utföringsformerna förhindras att inspän- ningsvariationer och belastningsfluktuationer över någon sekundär-_ krets påverkar belastningsspänningarna hos någon av de resterande sekundärkretsarna i den med multipelutgângar försedda likspännings- omvandlaren.

En av fördelarna med föreliggande uppfinning består i den syn- nerligen effektiva metoden att reglera multipelutgångs-likspännings- omvandlare genom användning av lågförlustiga komponenter, nämligen elektroniskt styrbara reaktorer, vilket såhnfla innebär minimering av effektförlusterna.

En ytterligare fördel är att hänföra till att alstring kan ske av en godtycklig, exakt utspänning vid en multipelutgângs-likspän- ningsomvandlares utgångar oberoende av belastningsfluktuationer vid någon av omvandlarens övriga utgångar.

Uppfinningen beskrives närmare nedan i form av nâgra utförings- exempel och under hänvisning till bifogade ritning. Pig. 1 belyser ett känt sätt för korsreglering i multipelutgângs-likspänningsomvand- lare. Pig. 2 visar en utföringsform av föreliggande uppfinning för_re~ glering av en multipelutgângs-1ikspänningsomvandlare. Pig. 3 visar de- taljer av en utföringsform av den i fig. 2 visade elektroniskt styr- bara reaktorn. Pig. 4 visar en kurva över flödet som funktion av amperevarvtalet för reaktorn i fig. 3. Pig. 5 visar en annan utförings- form av den i fig. 3 visade elektroniskt styrbara reaktorn. Pig. 6 visar en ytterligare utföríngsform av uppfinningen för reglering av en multipelutgångs-likspänningsomvandlare.

I fig. 1 visas en tidigare känd energilagringstransformator 10 innefattande en primärlindning 12 och ett flertal sekundärlindningar 1H, 18. Den pulserande strömmeni.sekundärlindningen 14 omvandlas till likström av dioden 18 och kondensatorn 20. Den likriktade strömmen ma- tas till en över kondensatorn 20 liggande belastning 22. På motsva- rande sätt likriktas pulserande ström i sekundärlindningen 16 medelst dioden 2H och kondensatorn 26 så att likström avges till en belast- ning 28. En styrenhet 30 avkânner den till belastningen 22 avgivna likspänningen V01 och varierar såsom gensvar därpå pulskvoten hos en switchtransistor 32, som visas seriekopplad med primärlindningen 12.

Transformatorn 10 är utförd för att avge energi till belast- ningarna 22 och 28 inom ett specificerat omrâde. När den av belast- ningen 22 dragna strömmen varierar inom sitt specificerade omrâde, kommer den till belastningen 28 matade strömmen att variera avsevärt.- Syftet med föreliggande uppfinning är att belastningsström skall kun- Fo 15 20 25 30 35 460 165 na avges till belastningen 28 inom ett specificerat omrâde obero- ende av variationer i belastningen 22.

I fig. 2 visas en transformator H0 med en primärlindning H2 och ett flertal sekundärlindningar 44, 46. En diod H8 och en kon- densator 50 matar likström till en belastning 52 som visas ligga parallellt med kondensatorn 50. På motsvarande sätt avger en diod 54 och en kondensator 56 likström till en belastning 58. Den över belastningen 52 befintliga utspänningen V03 avkännes av styran- heten 60, som reglerar pulskvoten hos en i serie med primärlíndningen Q2 liggande switchtransistor 82.

I serie med sekundärlindningen H4 ligger en elektroniskt styr- bar reaktor 64. På samma sätt är sekundärlindningen H6 seriekopplad med en elektroniskt styrbar reaktor 66. Utspänningen Von över belast- ningen 58 avkännes medelst motstânden 68 och 70, varvid ett mot ut- spänningen proportionellt spänningsfall bildas över den av nyssnämnda båda motstånd bestående spänningsdelaren. Den avkända spänningen jäm- föres i en komparator 74 med en referensspänning från en referens- krets 72 i och för alstring av en felsignal. Denna felsignal används för styrning av strömkällorna 76 och 78. Dessa strömkällor justerar i sin tur storleken på den ström som genom ledarna 77 och 79 flyter till de elektroniskt styrbara reaktorerna 66 resp. BM.

När belastningsströmmen genom belastningen 58 avtar, träder kom- paratorn 7U i funktion och ändrar inställningen av strömkällorna 76 och 78, varigenom reglering sker av den ström som flyter till de elektroniskt styrbara reaktorerna 66 och BU via ledarna 77 resp. 79.

Den till dessa reaktorer matade styrströmmen förändrar dessas perme- ans. Sålunda kommer índuktansen hos belastningslindningarna hos de elektroniskt styrbara reaktorerna, ingående i de mot sekundärlind- ningarna H4 resp. H6 svarande utgångskretsarna 80 resp. 82, att jus- teras sá att belastningsspänningarna regleras till de specificerade värdena.

I fig. 3 visas en utföringsform av en elektroniskt styrbar reak- tor 64 eller 66. Ledarna i fig. 3 är försedda med samma hänvisníngs- beteckningar som i fig. 2. I var och en av reaktorerna BU, 65 ingår två toroidformade, mättningsbara kärnor 8H och 86, en styrlindning 85 och tvâ belastningslindningar 87 och 89. Genom styrlindningen 85 fly- ter den átermatade lik- eller styrströmmen från strömkällan 76 eller 78 i utgångskretsen 82 resp. 80. När antalet varv i lindningen 85 görs stort, kommer den styrström som erfordras för att mätta kärnorna BH 10 15 20 25 30 35 NO 460 165 och 86 att avta i storlek. Den effekt som erfordras för att styra belastningsspänningarna kommer sålunda att bli tämligen låg, och följaktligen höjs systemets verkningsgrad.

Sekundärlindningarna 87 och 89 har lika många varv. Dessa båda lindningar är anslutna så att den därigenom flytande växelströmmen inducerar sinsemellan motriktade magnetflöden i kärnorna 8H resp. 86, vilket åskâdliggöres med de streckade pilarna. Av dessa båda skäl kommer inget nettoväxelflöde att passera inuti styrlindningen 85, var- för inte heller någon växelspänning kommer att induceras i denna lind- ning.

Ett magnetflöde o (visat med heldragna pilarl induceras i kär- norna 84 och 86 av styrströmmen genom lindningen 85. - I fig. 4 visas med heldragen kurva det typiska förloppet fö flödet Q som funktion av amperevarvtalet SNi för vardera kärnan i de elektroniskt styrbara reaktorerna SQ, 66. Denna kurvas lutning i en viss punkt är ett mått på permeansen i kärnorna SH, 86. Såsom nämnts ovan är nivån av det i kärnan 84 inducerade magnetflödet 6 relaterad till den genom lindningen 85 flytande styrlikströmmen. Denna relation åskådliggöres av nämnda kurva i fig. 4. För små växelströmssvängningar kring denna likströmsarbetspunkt bestämmer styrströmmen permeansen.

Detta fenomen inses lättare genom betraktande av punkten 90 på kurvan.

Samtidigt med små ändringar kring punkten 90 uppträder små ökningar och minskningar av flödet utefter kurvans tangent i nämnda punkt. Det är välkänt att denna tangent utgör kurvans lutning i punkten-90 och således är ett mått på permeansen.

I fig. 5 visas en alternativ utföringsform av den elektroniskt styrbara reaktorn. Lindningarna hos den i denna figur visade reaktorn är försedda med samma hânvisningsbeteckningar som i fig. 3, och ut- föringsformen i fig. 5 arbetar i huvudsak på samma sätt som reaktorn i fig. 3.

I fig. 6 visas en ytterligare utföríngsform av uppfinningen. En transformator 100 är försedd med en primärlindning och två sekundär- lindningar 104, 106. Till sekundärlindningen 10U är i utgângskretsen 110 anslutna en diod 108, en elektroniskt styrbar reaktor 112, kon- densatorer 114, 116 samt en belastning 118. Utgângskretsens 110 ut- spänning uttages över en ledare 119 och matas till en styrenhet 120 avsedd att variera pulskvoten hos en switchtransistor 122. Belast- ningsströmmen återmatas till styrlindningen 120 i syfte att variera reaktorns 112 permeans. Kondensatorn 116 säkerställer att filtrering' sker av de eventuella växelströmmar som induceras i styrlindningen 12k.

UI 10 15 5, 460 165 Pâ motsvarande sätt innefattar utgångskretsen 130 en diod 126, en elektroniskt styrbar reaktor 128, en kondensator 132 och en be- lastning 13%. Utspänningen avkännes medelst spänningsdelaren 136, 138 och jämföras med en referensspänning i en komparator 140 i och för alstring av en felsignal. Denna felaignal används för justering av atrömkällans 1H2 inställning så att reglering sker av styrkan på den styrström som âtermatas till styrlindningen 1uH.

När en fluktuation uppträder i belastningen 118, uppkommer en ändring av den till belastningen 13H angivna strömmen till följd av den magnetiska koppling som råder mellan sekundärlindningarna 104 och 106. Denna strömändring detekteras av komparatorn 1ßO. Såsom gen- svar härpà kommer strömkällan 1k2 att justeras för reglering av den till styrlindningen 14% matade återkopplade strömmen så att perme- ansen ändras i reaktorn 128. Den genom reaktorns 128 belastningslind- ningar flytande belaštníngsströmmen till belastningen 13k kommer här- vid i sin tur att justeras så att kompensation sker för fluktuationer- na'i belastningen 118.

Claims (3)

460 165 1 10 15 20 25 30 35 40 Patentkrav

1. Förfarande för reglering av belastningaepänningen hos en multipelutgangs-likspânningsomvandlare som har aminetone en första och en andra utgangakreta jämte aterkopplingestyrning från den första utgången till en primär effektomkopplare hos omvandlaren. k a n n e t e c k n a t av att spänningen fran den andra utgangskretsen jämföras med en referensspänning för aetadkommande av en felsignal, samt att en styrström alstras sasom svar pa denna felsignal för att variera en induktans proportionellt i den första och den andra utgången för reglering av utspänningen fran den första och den andra utgången.

2. Anordning för reglering av belaetningsspünningen hos en multipelutgangs-likspänningsomvandlare som har atminstone en första och en andra utgangskrets jämte aterkopplingsstyrning fran den första utgången till en primär effektomkopplare hos omvandlaren. för genomförande av förfarandet enligt kravet 1, vilken anordning innefattar: en transformator (40), som har dels en i_gerie med en switohtransistor (62) kopplad primärlindning, dels företa och andra eekundärlindningar (44 resp. 46) med var sitt likriktar- organ (48, 50 resp. 54, 56) för bildande av en första utsignal (V03) och en andra uteignal (V04); samt en etyrenhet (60) kopplad för avkänning av den första utsignalen (V03) för att därigenom reglera switchtranlistorns pulskvot, U k ä n n e t e c k n a d av att anordningen vidare inne- fattar: en företa styrbar reaktor (64). som är ansluten till den första sekundärlíndningen; en andra styrbar reaktor (66), som är ansluten till den andra sekundärlindningen; samt till den andra reaktorn (56) kopplade organ för regle- ring av den andra utsignalen (V0¿) genom reglering av den an- dra reaktorns (66) permeans.

3. Anordning enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda organ för reglering av den andra reaktorne per- means innefattar: K organ (68, 70) för bildande av en spänning proportionell mot den andra utsignalen (V04); .p-vèha. . w.. 460 165 komparatororgan (74) för jämförelse ev denna propor- tiønalla spänning med en reforensspänning (från 72); samt en i beroende av jämförelaereøultetet arbetande ström- källe (75) för justering av en till en andra reaktorn (66) matad atyrström för selektiv variering av denna reaktora per- HIGGHS .