SU1008878A1

SU1008878A1 - Device for control of voltage regulator

Info

Publication number: SU1008878A1
Application number: SU813325283A
Authority: SU
Inventors: Святослав Константинович Земан; Петр Александрович Клейменов; Юрий Михайлович Шпак
Priority date: 1981-07-31
Filing date: 1981-07-31
Publication date: 1983-03-30

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ.УПРАВЛЕНИЯ ;РЕГУЛЯТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее усилители мс цности, выходы KOTOI%IX предназначены дл подключени к управл ющим входам противотактных ключей инвертора, а также фазосдвиГсцощие блоки, синхронизирующие входы которых сое цинены с выходом згшакхцего генератора, а управл ющие входы с задающим ыко с л регул тора, о тличающеес тем, что, с целью упрс цёни и повышени надежности , оно снабжено двум элементами НЕ, один из выходов задгиощего гене- ратора подключен к клеммам питани усилителей мощности, ключевые элементы каждого из которых выполнены на базе ключей с двусторонней проводимостью , причем lyc упЁ авл ющие входы , один непосредственно, а .второй (П через элемент НЕ, подключены к выходу соответствующего фазосдвигающего блока. DEVICE FOR MANAGEMENT; VOLTAGE REGULATOR, containing mS amplifiers, KOTOI% IX outputs are intended for connection to the control inputs of the inverter’s counter-stroke switches, as well as phase-shifting blocks, the synchronizing inputs of which are connected to the control inputs of the generator and control units, the synchronizing inputs of which are connected to the control inputs of the inverter’s counter-stroke switches, and the phase-shifting switches; It is equipped with two elements NOT, one of the outputs of the generator is connected to the power terminals of the power amplifiers, which are key to elements of each of which are made on the basis of keys with two-sided conductivity, with lyc rising inputs, one directly, and the second (P through the element NOT connected to the output of the corresponding phase-shifting unit.

Description

.А-лЛ I.A-ll I

Изобретение относитс к .электротехнике , в частности к преобразовател м и регул торам напр жени .The invention relates to electrical engineering, in particular to voltage converters and voltage regulators.

Известен регул тор переменного напр жени со звеном высокой частоты , содержащий модул тор, демодул тор и блок-управлени с Зсщающим генератором Щ .An alternating voltage regulator with a high frequency link is known, comprising a modulator, a demodulator, and a control unit with an oscillator.

Недостаток данного устройства нцзка надежность.The disadvantage of this device is reliability.

Наиболее близок к предлагаемому Ю регул тор напр жени , состо щий из схем сравнени и формировани . Схема сравнени содержит нуль-органы, генератор линейно-нарастающего и линейно падающего пилообразного напр - 15 жени , а также источник опорного напр жени , уровень которого определ ет очередность работы нуль-органов . Схема формировани содержит 1К-.триггеры, входы которых через 20 логические элементы соединены с выходами нуль-органов, а выходы подключены к усилител м мощности, которые через трансформаторы св заны с силовой чейкой на транзисторах. 25 Устройство обеспечивает регулирова- ние в двух зонах 2 ,Closest to the proposed Yu voltage regulator, consisting of comparison and formation circuits. The comparison circuit contains zero-organs, a generator of linearly-increasing and linearly falling saw-tooth voltage - 15, as well as a source of reference voltage, the level of which determines the sequence of operation of the zero-bodies. The formation circuit contains 1K-triggers, the inputs of which through 20 logical elements are connected to the outputs of zero-organs, and the outputs are connected to power amplifiers, which are connected via transformers to a power cell on transistors. 25 The device provides regulation in two zones 2,

Недостатками известного регул тора вл ютс сложность и невысока надежность, так как устройство содержит ведомый генератор на базе усилителей мощности и 1К-триггеры на их входе, формирователь блокирующих импульсов и логические элементы на входе 1К-триггеров, которые обеспечивают нужную фазу работы последних по их 35 счетному входу при отсутствии напр жени на входах нуль-органов фазосдвигающих устройств.The disadvantages of the known controller are the complexity and low reliability, since the device contains a slave generator based on power amplifiers and 1K-triggers at their input, a driver of blocking pulses and logic elements at the input of 1K-flip-flops, which provide the necessary phase of the last 35 the counting input in the absence of voltage at the inputs of the zero-organs of the phase-shifting devices.

Цель изобретени - упрощение и повышение надежности устройства уп- 40 равлени регул тором напр жени . Поставленна цель достигаетс тем, что устройство дл управлени регул тором напр жени .снабжено двум элементами НЕ, один из выходов 45 задающего генератора подключен к клеммам питани усилителей мощности, ключевые элементы каждого из которых выполнены на базе ключей с двусторонней проводимостью, причем их уп- еп равл ющие входы, один непосредственно , а второй через элемент НЕ, подключены к выходу соответствующего фазосдвигающего блока.The purpose of the invention is to simplify and increase the reliability of a voltage regulator control device. This goal is achieved by the fact that the device for controlling the voltage regulator is supplied with two elements NOT, one of the outputs 45 of the master oscillator is connected to the power terminals of power amplifiers, the key elements of each of which are made on the basis of keys with two-sided conductivity. equal inputs, one directly, and the second through the NOT element, are connected to the output of the corresponding phase-shifting unit.

На фиг.1 приведена функциональна схема устройства управлени регул - тором напр жени ; на фиг.2 - схема инверторной чейки; на фиг.3-5 ременные диаграммы, по сн ющие работу устройства.Fig. 1 shows a functional diagram of a voltage regulator control device; figure 2 - diagram of the inverter cell; 3-5, belt charts illustrating the operation of the device.

Устройство управлени регул тором 60 напр жени содержит усилители 1 и 2 ощности, выполненные на ключевых элементах 3 - 6, к клеммам питани оторых подключен один из выходов задающего генератора 7, причем уп 65The control unit of voltage regulator 60 contains amplifiers 1 and 2 of the sensor, made on key elements 3-6, one of the outputs of the master oscillator 7 is connected to the power terminals, and the pack 65

равл ющие входы ключевых элементов 4 и б непосредственно, а 3 и 5. через элементы НЕ 8 и 9 подключены к выходам соответствующих фаз6сдвигающих блоков 10 и 11, синхронизирующие входы которых соединены с выходом задающего генератора 7, а управл ющи входы - с задающим входом регул тора 12, при этом выходы 13 --16 усилителей 1 и 2 мощности подключены к управл ющим входам транзисторов 17 20 силовой чейки 21 (фиг.2), состо щей из двух пар противотактных ключей 17, 19 и 18, 20, выполненных на базе транзисторов, соединенных по мостовой схеме, в одну из диагоналей которой включена обмотка с.илового трансформатора 22.Позици ми 23 48 на фиг. 3-5 обозначены сигналы на элементах схемы, в частности 23 выходные сигналы задающего генератора 7; 25, 29, 30, 34, 35, 40, 41 и 45 - выходные- сигналы фазосдвигающих блоков 10 и 11; 26, 27, 31, 36, 37, 42, 46 и 47 - выходные сигналы усилителей 1 и 2 мощности; 32, 38, 43 и 48 - сигналы на обмотке силового трансформатора 22.the equal inputs of the key elements 4 and b are directly, and 3 and 5. He elements 8 and 9 are connected to the outputs of the corresponding phase 6 shifting units 10 and 11, the clock inputs of which are connected to the output of the master oscillator 7, and the control inputs to the master input torus 12, while the outputs 13-116 of the power amplifiers 1 and 2 are connected to the control inputs of the transistors 17 20 of the power cell 21 (FIG. 2), consisting of two pairs of counter-action keys 17, 19 and 18, 20, made on the base transistors connected by a bridge circuit, in one of the diagonals cat swarm s.ilovogo transformer winding is included 22.Pozitsi E 23 48 in FIG. 3-5 denote signals on circuit elements, in particular, 23 output signals of master oscillator 7; 25, 29, 30, 34, 35, 40, 41 and 45 — output signals of the phase-shifting units 10 and 11; 26, 27, 31, 36, 37, 42, 46 and 47 - output signals of power amplifiers 1 and 2; 32, 38, 43 and 48 - signals on the winding of the power transformer 22.

Предлагаемое устройство работает следующим образом..The proposed device works as follows ..

При входном задающем сигнале 24 равном нулю (Uu 0) на выходах фазосдвигающих блоков 10 и 11 формируетс посто нный сигнал 25 равный логическому нулю. При этом ключевые элементы 4 и 6 усилителей 1 и 2 мощности , на управл ющие входы которых поступает сигнал непосредственно с выходов фазосдвигающих блоков 10 и 11, разомкнуты, а ключевые элементы 3 и 5 замкнуты, так как поступающий на их управл ющие входы сигнал с выходов фазосдвигающих блоков 10 и 11 через элементы НЕ 8 и 9 равен логической единице. В этом режиме ключевые элементы 3 и 5 всегда замкнуты, ключевые элементы 4 и 6 разомкнуты и на выходных обмотках 13 - 16 усилителей 1 и 2 мощности формируютс сигналы 26 и 27, поступающие на входы транзисторов 17 - 20 инверторной чейки 21, которые синфазны с сигналом 23, формируемым на выходе задающего генератора 7. При этом на обмотке силового трансформатора 22 формируетс напр жение, совпадающее по фазе с напр жением задающего генератора 7.When the input driver signal 24 is equal to zero (Uu 0), a constant signal 25 equal to logical zero is formed at the outputs of the phase-shifting units 10 and 11. At the same time, the key elements 4 and 6 of power amplifiers 1 and 2, to the control inputs of which the signal comes directly from the outputs of the phase-shifting units 10 and 11, are open, and the key elements 3 and 5 are closed, because the signal coming to their control inputs phase shifting blocks 10 and 11 through the elements of HE 8 and 9 is equal to a logical one. In this mode, the key elements 3 and 5 are always closed, the key elements 4 and 6 are open, and on the output windings 13-16 of the power amplifiers 1 and 2 signals 26 and 27 are generated, which are fed to the inputs of transistors 17-20 of the inverter cell 21, which are in phase with the signal 23 generated at the output of the master oscillator 7. In this case, a voltage is formed on the winding of the power transformer 22 which coincides in phase with the voltage of the master oscillator 7.

При по влении задающего сигреша 28, на выходах фазосдвигающих блоков 10 и 11 формируютс сигналы 29 и 30, длительность которых определ етс амплитудой задающего сигнала. При по влении на части временного интервала , несущей частоты на выходе фазосдвигающих блоков 10 и 11 логической единицы, осуществл етс встречный сдвиг последовательностей, снимаемых с усилителей 1 и 2 мощности, на величину этого интервала. Это приводит , как видно из сопоставлени импульсов 31 CL и (f, к синфазному вклю чению на части временного интервала несущей частоты транзисторов 18 и 19 в первый полупериод и транзисторов 17 и 20 - во второй, что обусловливает исключение обмотки силово го трансформатора 22 из цепи протекани тока. Величина напр жени 32 на нагрузке уменьшаетс на величину напр жени , трансформируемого обмот кой в эти части периода. Возрастание напр жени управлени Ujj- приводит к дальнейшему встре ному сдвигу управл ющих последовательностей на выходах усилитед.ей 1 и 2 мс цности, что вызывает увели;чение длительности исключенного сос то ни обмотки трансформатора 22,. вследствие чего осуществл етс регу лирование напр жени . Определенный сигнал управлени Uy (импульсы 33) приводит к встречнфму сдвигу управл ющих последовательностей 36 и 37 на выходе усилит лей 1 и 2 мощности на угол, равный четверти периода напр жени задающе го генератора 7. Из сопоставлени сигналов 36 и 37 видно, что в один |Полпериод питающего напр жени замк нуты транзисторы 17 и 20,- в другой транзисторы 18 и 19, что вызывает исключение обмотки силового трансформатора 22 из цепи протекани ток . в течение всего периода питающего напр жени . Величина напр жени 38, трансформируемого обмоткой, равна . нулю. Дашьнейшее возрастание сигнала 3 управлени приводит .к увеличению длительности сигналов 40 и 41, соот ветствующих включенному состо нию ключевых элементов 4 и 6, и соответ ственно, к встречному сдвигу управ-л ющих последовательностей 42 О, и О транзисторов 17 - 20, формируемых усилител ми 1 и 2 мс цности, на угол больший, четверти периода:. Приэтом транзисторы, замыка сь по циклу 17, 20-17, 18-18, 19-19, 20, начинают формировать на обмотке трансфо жлатора 22 сигнал 43, фаза которого противоположна фазе питающего напр жени ., . При дальнейшем увеличении напр жени управлени (фиг. 5, сигнал 44) и достижении им определенного значени на выходах фазосдвигающих блоков 10.и 11 снова формируетс посто нный сигнал (импульсы 45) по амплитуде равный логической единице. . При этом ключевые элементы 4 и б, усилителей 1 и 2 мощности, на управл ющие входы которых поступает сигнал непосредственно с фазосдвигающих блоков 10 и 11, замкнуты, а ключевые элементы 3 и 5 разомкнуты, так как поступающий на их управл ющие входы сигнал с фазосдвигающих блоков 1-0 и 11 через .элементы НЕ 8 и 9 равен нулю. В этом режиме ключевые элементы 4 и 6 всегда замкнуты, Ключевые элементы -3 и 5 разомкнуты, а на выходных обмотках 13 - 16 усилителей 1 и 2 мощности формируютс сигналы 46 и 47, поступающие на входы транзисторов 17 - 20 инверторной чейки 21. При этом на обмотке силового трансформатора 22 формируедс сигнаш 48 в противофазе с питающим напр жением задающего генератора 7 . Таким образом, предлагаемое устройство вл етс более простым и надежным при сохранении высокой точ ности и бцстродействи при регулировании напр жени в широком диапазоне .When a master signal 28 appears, signals 29 and 30 are generated at the outputs of phase-shifting units 10 and 11, the duration of which is determined by the amplitude of the master signal. When a part of the time interval appears, the carrier frequency at the output of the phase-shifting units 10 and 11 of the logical unit, the counter-shift of the sequences taken from the power amplifiers 1 and 2 is carried out by the value of this interval. This leads, as can be seen from the comparison of the pulses 31 CL and (f, to the common-mode switching on the part of the time interval of the carrier frequency of transistors 18 and 19 in the first half period and transistors 17 and 20 in the second, which leads to exclusion of the winding of the power transformer 22 from the circuit current flow. Voltage 32 at the load is reduced by the voltage transformed by the winding into these parts of the period. Increasing control voltage Ujj- leads to a further apparent shift of the control sequences at the outputs of the amplified 1 and 2 ms, which causes an increase in the duration of the excluded state of the transformer winding 22, as a result of which the voltage is regulated. A certain control signal Uy (pulses 33) leads to a shift in the control sequences 36 and 37 at the output of amplifiers 1 and 2 of power by an angle equal to a quarter of the period of the voltage of the driving oscillator 7. From a comparison of signals 36 and 37 it can be seen that in one half of the supply voltage the transistors 17 and 20 are closed, in the other transistors 18 and 19, which causes an exception winding power transformer 22 of the current flow circuit. during the entire period of the supply voltage. The voltage 38 transformed by the winding is equal to. to zero. A further increase in control signal 3 leads to an increase in the duration of signals 40 and 41, corresponding to the on state of key elements 4 and 6, and, accordingly, to a counter-shift of the control sequences 42 O and O transistors 17-20 formed by the amplifier 1 and 2 ms values, at a greater angle, a quarter of the period :. At the same time, the transistors, closing in cycle 17, 20–17, 18–18, 19–19, 20, begin to form a signal 43 on the winding of the transformer 22, the phase of which is opposite to the phase of the supply voltage,. With a further increase in the control voltage (Fig. 5, signal 44) and its achievement of a certain value, a constant signal (pulses 45) equal in amplitude to a logical unit is formed at the outputs of phase shifting blocks 10. and 11. . At the same time, the key elements 4 and b, power amplifiers 1 and 2, to the control inputs of which the signal comes directly from the phase shifting units 10 and 11, are closed, and the key elements 3 and 5 are open, as the signal coming to their control inputs Blocks 1-0 and 11 through .ELE elements 8 and 9 is zero. In this mode, the key elements 4 and 6 are always closed, the Key elements -3 and 5 are open, and on the output windings 13-16 of the power amplifiers 1 and 2, signals 46 and 47 are generated, arriving at the inputs of transistors 17-20 of the inverter cell 21. At the same time on the winding of the power transformer 22, the signaling 48 is in antiphase with the supply voltage of the master oscillator 7. Thus, the proposed device is simpler and more reliable while maintaining high accuracy and high speed at voltage regulation in a wide range.

г/g /

0-00-0

.2.2

тt

5five

м ffjm ffj

Claims

DEVICE FOR CONTROLLING A VOLTAGE REGULATOR, containing power amplifiers, the outputs of which are designed to connect to the control inputs of the inverter counter-current keys, as well as phaeo-shifting blocks, the synchronizing inputs of which are connected to the output of the master oscillator, and the control inputs with the master output of the regulator, characterized in that , in order to simplify and improve reliability, it is equipped with two NOT elements, one of the outputs of the master oscillator is connected to the power terminals of power amplifiers, key elements each of which is made on the basis of keys with two-sided conductivity, the central control inputs, one directly and the second through the element NOT connected to the output of the corresponding phase-shifting unit. ·

SU .L 008878 FIG /