SU1022280A1 - Устройство дл управлени преобразователем - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОбАТЕЛЕМ,г сЬсто щим из согласующего траисфсф атора, в первичную цепь KOTOjporo. включен инвертсч , 1 a во вторичную - лемодул тор , содержащее задак ций генератор , выходы которого предназначены Д11Я подключени  к управ- . л юи(им входам демодул тора и подключены к входам фазосдвигаю щих узлов,. выходы которых предназначены дл  подключени  к упрзвл ю| м входам инвертора, вторые входы фазосдвигаюиих узлов объединены и образуют управл ющий вход устройства, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности, уменьшени  массргабаритных показаталей-, оно снабжено последовательно соединенными интегратором, компаратором и фор .мирователем длительности импульсов , a задающий генератор выполнен управл емым, входы интегратора подключены к выходам фазосдвигающих блоков, a выходы формировател  длительности импульсов - к управл юще 1у входу задающего генератора . 1C 00

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к технике у равлени  регул торами, преобразова тел ми напр жений и может найти применение в управлении быстродействующих стабилизаторах, модул  торах, усилител х звуковых сигнало работающих с промежуточным звеном повышенной частоты. Известно устройство управлени  регул тораи4, содержащее трансформатор , инвертор и демодул тор ил п инверторов, или п демодул торов но не имеют защиты от односторонне . го насыщени  трансформатора р . Недостатком устройства  вл етс  узкий диапазон регулировани . Наиболее близким по технической сущности к предлагёюмому  вл етс  устройство дл  управлени  регул  тором, в котором в первичную цепь силового высокочастотного трансфор матора включен регулируемый инвертор , а во вторичную - декюдул тор, в котором дл  угфавлени  ключами инвертора фсч)мируют последовательн сти импульсов повышенной тактовой частоты, затем встречно сдвигают их фазу за счет сравнени  с выходным управл ющим сигналом 2 , Недостатком устройства  вл етс  отсутствие защиты от односторон него насыщени  трансформатора, которое возникает в процессе регулировани  и наиболее про вл етс  при огфеделенных отношени х тактовой частоты (фазы) и частоты Г (фазы) управл ющего сигнала. При равенстве частот (фаз) управлени  с тактовой через обмотку трансформатора протекает посто нный TOKj что делает неработоспособным систему. При других кратност х так же по вл ютс  низкочастотные составл ющие на...обмотке тра сформатора, которые привод т к рез кому одностороннему насыщению силового трансформатора и трансформаторов управлени  инверторами или .демодул торами. Все это существенно снижает диапазон воспроизводимых частот преобразователем, требуетс  более высока  тактова  частота при зада ном управл ющем воздействии, а это., влечет к уменьшению надежности , запасов по индукции, что по вышает массу и габариты; Цель изобретени  - повышение надежности, уменьшение массы и габаритов . Поставленна  цель достигаетс  тем что устройство дл  управлени  преобразователем, содержащее задающий генератор, выходы которого предНазначен  дл  подключени  к управл ющим входам демодул тора и подключены к входамфазосдвигающих узлов,выходы ко- торых предназначены дл  подключени  к управл ющим входам инвертора, вtopыe входы фазосдвигающих узлов объединены и образуют управл ющий вход устройства , снабжено последовательно соединенными интегратором, компаратором и формирователем длительности импульсов, а задающий генератор выполнен управл емым, причем входы интегратора подключены к выходам фазосдвигающих блоков,а выходы формировател  длительности импульсов - к управл ющему входу задающего генератора . На фиг. 1 представлена функциональна  схема регулируемого преобразовател  напр жени ; на фиг. 2 - вариант выполнени  схемы задающего генератора; на фиг. 3 - временные диаграммы, по сн ющие сущность изобретени . Регулируемый преобразователь ( фиг.1 ) содержит согласующий трансформатор 2, в первичную цепь которого включен инвертор 2 на ключах 3-6, а во вторичную - демодул тор 7 на ключах 8-11, задающий генератор 12, два фазосдвигающих узла 13 и Н, подключенных через интегратор 15, компаратор 16 к формирователю 17 длительности импульсов. На схеме (фиг.2) показан пример принципиальной схемы задающего генератора и формировател  17 длительности имульсов, которые содержат ждущий одновибратор 18, счетчик 19 импульсов, выходы которого соединены через резисторы 20 с конденсатором 21 и транзисторами 22 и 23 срыва. Усилительный элемент 2t выпол нен на компараторе, выходом подключенный совместно одновибратором 18 к триггеру 25. На диаграммах, по сн ющих сущность способа и принцип работы преобразовател  (фиг.З) показаны задающие последовательности 26 импульсов, входной управл ющий сигнал 27 дл  нагл дности процессов вз т пр моугольной формы,и одной частоты (частотный случай ), сигналы 28, поступающие на управление ключами инвертора, получе .нные после сравнени  задающих и уп равл ющего сигналов,напр жение 29,ра нозначное по форме форме напр жени  вертора, полученное вычитанием сигна лов 28, поступающих на управление ключами, сигнал 30, полученный после интегрировани  pa3HoctHoro напр жени  29, уровень 31 ограничени  интегрировани , т.е. порог срабатывани  компаратора 16, воздействующего на частоту генератора, напр жение на выходе преобразовател  , импульс 33 на выходе компаратора 16, импуль 3k на выходе одновибратора. Сущность изобретени  заключаетс  в том, что при.цикличности процесса сравнени , т.е. когда входной си нал вызывает сдвиг фазы каждой последовательности , то в одну, то в др гую сторону, при определенном со . отношении частоты и фазы задающих импульсов с сигналом управлени  (на ример,они совпадают), возникают несимметричные ренммы управлени  ключами инвертора, привод т к тому, что трансформатор должен пропускать ток с наличием соответствующих очень низкой частоты (в упом нутом примере пocto нный ток)., что недопустимо, поэтому принципиальное отличие предлагаемого способа заключаетс  в том, что контролируют эти недопустимые соотношени , а при их возникновении исключают изменением временных интервалов частоты задающей последовательности импуль сов. В результате чего удаетс  опти мально использовать сэрдечНик трансформатор .а и ключевые элементы инвертора . Пусть при некотором соотношении частот задающей последовательности 26 импульсов с управл ющим сиг . налом 27, например, при кратности, равной трем, и при совпадении моментов перехода их через ноль t. tл (управл ющий сигнал вз т дл  нагл д ности пр моугольной формы, хот  он может быть и любой другой) в резуль тате их сравнени  и сдвига фазы получены сигналы 28J поступающие на управление ключами инверторов, в ре зультате работы которых формируетс  напр жение 23 на обмотке трансформатора , которое интегрируют. При интегрировании сик1метричных сигна804 лов получаетс  разнопол рна  крива , но при по влении несимметрии, как в iпредлагаемом примере, этакрива  становитс  однрпол рной, это указывает на то,, что частна  петл  гистерезиса магнитопровода трансформатора передвигаетс  в сторону насыщени  и при достижении определенного уровн  31 в плюс или минус производ т коррекцию задающих импульсов, т.е. в момент времени t измен ют на 180 фазу задающих последовательностей импульсов и в течение времени t , которое определ етс  предварительно дл  конкретного случа  ; и достаточно дл  смещени  этой петли гистерезиса в симметрйчный ре-г жим, а затем чтобы исключить подобное соотношение измен ют задающую частоту в сторону увеличени  или уменьшени , что не имеет принципиального значени . При возникновении таких или других подобных режимов и при других соотношени х процессы происход т в таком же пор дке . В данном устройстве управлени  задающий генератор Т2 формирует последовательности импульсов 26 повышенной частоты, а на входы фазосдвигающих узлов 13 и И поступает управл ющий сигнал 27, дл  нагл дности процессов он принйт пр моугольной формы. При измен ющемс  входном сигнале возникают в определенном сочетании нежелательные (аварийные) соотношени  частот ифаз управл ющего генератора в три раза больше частоты управл ющего воздействи , моменты перехода через ноль совпадают. В результа те того, что в фазосдвигающих узлах происходит сдвиг по фазе (реверс гфи пр моугольном управл ющем воздействии ) импульсов задающего генератора на управление ключами инвертора поступают сигналы 28, которые поочередно подключают началом или концом первичную обмотку трансформатора к одноименному зажиму источника питани , преобразовыва  тем самым напр жение сети в напр жение повышенной частоты , в зависимости от угла сдвига в фазосдеигающих узлах происходит регулирование методом широтно-импульсной модул ции. Ключи 8-11 демодул тора управл ютс  задающей последовательностью 26 импульсов задающего генератора 12, В результате на выходе формируетс  напр жение 32 пр ,моугольной формы , такое же по форме что и на входе управлени  Uy . Сигна лы 28 с выходов фазосдвигающих узлов 13 и I подают также на интегратор 1 где. суммируют друг с другом и получа ют напр жение 29 аналогичное напр жению на обмотке трансформатора, интегрируют его и при наличии симметрии этих сигналов как в нашем примере, когда интегрирование идет в плюс или минус, что равнозначно смешен1 ю част ной петли гистерезиса магнитопровода в одну сторону. Проинтегрированное напр жение сигнала 30 поступает на компаратор 16, у которого на выходе логическа  единица и при дост жении уровн  31 срабатывани  как в плюс, так и минус он переключаетс  в НОЛ Ь. в результате этого задающий генератор 12 реверсирует по фазе свой выходной сигнал (последовательность 26) момент tn,a с ним совместно мен  ет фазу и сигналы фазосдвигающих узлов 13 и Т, которые воздействуют на ключи 3-6 инвертора 2 и первична  обмотка трансформатора 1 подключает к источнику питани  в противоположной пол рности. Врем задающий узел 1/ задающего генератора 12, вырабаты вает получившуюс  пол рность длительностью t, котора  всегда посто нна  и достаточна дл  возвраще . ни  сердечника в нормальное состо ние , т.е. частна  петл  симметрична , о чем свидетельствует и интеграл сигнала 30. Дл  исключени  получившихс  соотношений после момента t5 Врем задающий узел 17 формирует , другую частоту. Задающий .генератор работает следующим образом. В нормальном режиме на его вход поступает логическа  единица на выходе одновибратора 18 - ноль, транзистор 22 срыва закрыт, счетчик находитс  в одном из состо ний, конденсатор 21 зар жаетс  через резистор 35 и параллельно через какой-либо резистор 20 (зависит от положени  счетчика). При достижении напр жени  на конденсаторе 21 уровн  36 напр жени  на втором входе компаратора 2 он переводитс  в единичное состо ние, открывает транзистор 23, который разр жает конденсатор и процессы повтор ютс . Дл  получени  пр моугольного напр жени  на выходе компаратора включен триггер 25. В момент прихода импульса 33 с компа -. ратора 16, ждущий мультивибратор вырабатывает импульс З, который открывает транзистор 22 на врем  t (фиг. 3) и измен ет фазу на триггере . Импульс 33 приходит на счетчик 19, который переводитс  в другое состо ние, а значит измен етс  и посто нное времени зар да конденсатора 21, после того как одновибратор вернетс  в первоначальное состо ние задающий генератор формирует импульсы с другой частотой. Таким образом, применение изобретени  позвол ет исключить все крат- частоты, возникающие при изменении частоты управл ющего воздействи . Это же устройство позвол ет производить регулирование и при частоте управл ющего сигнала большей частоты задающего генератора, так . как при постепенном нарастании частоты управл ющего воздействи  не возникает ситуации, при которой упом нутые частоты равны (наиболее неблагопри тный режим,-т.е. на управление ключами поступает посто нна  составл юща ), так как эта точка автоматически исключаетс . Дл  форсированного возвращени  сердечника трансформатора из одностороннего насыщени  примен ют одновременное изменение частоты и фазы задающего генератора.

001

rs

ts

l

т

V

о

Uv-/4

5L

оГо-I

Э

olhoto

b

I

«4

п h rifa п п п п п

ts

:ЗМП П ПП П Г/

v п п 1

.27

LEnri

Tl

П

.-vi

L .1 j

.«

п-г-Р

i

1 mn пп П in

п п п п m г/

Li Т

±1

|| I 1 IT

Claims (1)

1. (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ^ сЬстоячим иэ согласующего трансформатора, в первичную цепь которого, включен инвертор, [а во вторичную “ демодулятор, содержащее задающий генератор, выходы которого предназначены для подключения к управляющим входам демодулятора и подключены к входам фазосдвигающих узлов, выходы которых предназначены для подключения к управляющим входам инвертора, вторые входы фазосдвигающих узлов объединены и образуют управляющий вход устройства, отличающее с я тем, что, с целью повышения надежности, уменьшения массогабаритных показателей-, оно снабжено последовательно соединенными интегратором, компаратором и формирователем длительности имрульсов, а задающий генератор выполнен управляемым, причем входы интегратора подключены к выходам фазосдвигающих блоков, а выходы формирователя длительности импульсов - к управляющему входу задающего генератора.