SU1030945A1 - Устройство дл управлени преобразователем посто нного напр жени ,включающем резонансный тиристорный инвертор с транзисторным ключем на входе - Google Patents

Description

I Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  использовани  в преобразовател х посто нного напр жени  например, во вторич ных источниках электропитани  или электроприводе. Известен преобразователь посто н ного напр жени , содержащий резонанс ный инвертор с выходным транзистором , выходной выпр митель с емкостным сглаживакхцим фильтром, транзисторный ключ на входе инвертора, обратный диод, датчик тока и блок управлени  Со. Кго недостаток - низкий коэффициент стабилизации. Наиболее близким по технической сути к изобретению  вл етс  устройство , содержаи ее задающий генератор усилитель ошибки, датчик тока преобразовател , формирователь импульсов управлени  тиристорами инверто .ра и формирователь импульсов управле ни  транзисторным ключем L23. Недостатком этого устройства  вл етс  низка  точность стабилизации выходного напр жени  и отсутствие ограничени  тока преобразовани . Цель изобретени  - повышение точ ности стабилизации выходного напр жени  и ограничение тока преобразова тел . Поставленна  цель достигаетс  тем что устройство дл  управлени  преобразователем посто нного напр жени , включающим резонансный тиристорный инвертор с транзисторным ключом на входе, содержащее задающий генератор усилитель сигнала ошибки, датчик тока преобразовател , формирователь импульсов управлени  тиристорами инвертора , выходы которого предназначе ны дл  подключени  к управл ющим эле родам тиристоров, и формирователь им пульсов управлени  транзисторным клю чом, снабжено резистивным делителем выпр мителем, интегратором с ключем сброса, первым компаратором, RS-триг гером, элементом задержки, двум  эле ментами И, элементом ИЛИ и формирователем коротких импульсов, причем выход датчика тока преобразовател  через выпр митель соединен с входом интегратора, выход которого подключен к первому входу первого ком-,, паратора, второй вход которого соединен с выходом усилител  сигнала ошибки, первый вход которого предназначен дл  подключени  опорного 5 напр жени , второй вход соединен с выходом резистивного делител , вход которого предназначен дл  подключени  к выходу преобразовател , выход первого компаратора соединен с первым входом R5 -триггера, инверсный выход которого непосредственно и через формирователь коротких импульсов соединен с входами первого элемента И, пр мой выход RS-триггера подключен к первому входу второго элемента И и входу формировател  импульсов управлени  транзисторным ключом, выходы обоих элементов И через элемент ИЛИ соединен с входом ключа сброса интегратора, выход задающего генератора-соединен непосредственно с вторым входом второго элемента И и через элемент задержки с входом 5-триггера и входом формировател  импульсов управлен 1Я тиристорами инвертора . Кроме того, устройство снабжено вторым KOMfiapaTopoM первый вход которого соединен с выходом выпр мител , второй вход предназначе(Лдл  подключени  опорного напр жени , а выход соединен с первым входом Rs-триггера . На фиг. 1 приведена схема преобразовател ; на фиг. 2 - временные диаграммы , по сн юи ие работу преобразовател  в режиме стабилизации выходного напр жени ; на фиг. 3 временные |диаграммы в режиме больших возмущеИнвертор содержит тиристоры 1- с выходным трансинформатором 5, коммутирую« им дросселем 6 и конденсатором 7, между входными выбодами преобразовател  и входом инвертора включен регулиРУШЧий транзистор 8, вход инвертора зашунтирован обратным диодом 9. К обмотке 10 трансформатора 5 через транзисторный коммутатор П подсоединен дополнительный коммутирующий конденсатор 12, к вторичной обмотке 13 выпр митель 14 с фильтром 15. Устройство дл  управлени  преобразователем содержит датчик 16 тока, подключенный через выпр митель 17 к входу интегратора 18 с ключом 19 сброса, первый компаратор 20, усилитель 21 сигнала ошиКки,, входы которого подключены к источнику опорного напр жени  и делителю выходного напр жени  преобразовател  на рес1исторах 22 и .3,R5-триггер 2k, блок 25 фиксированной задержки , генератор 26 задающих импульсов , блок 27 формировани  импульсов управлени  тиристорами 1-, инвертора , первый элемент 7.8 И, формирователь 29 коротких импульсов, формирователь 30 импульсов управлени  транзистором 8, второй элемент 31 И, элемент 32 ИЛИ и второй компаратор 33. Устройство работает следующим образом . В момент времени ±д сигналом U 2 ( фиг, 2), поступаюи4йм на вход триггера от генератора 26 через блок триггер 2, перебрасываетс  в единичное состо ние, на его пр мом выходе по вл етс  положительное напр жение U24 отпираюн4ее через формирователь 30 транзистор 8. При отпирании транзистора В в блоке 27 формируютс  Импульсы управлени  и или Up парой тиристоров инвертора, например Т и t. При этом.формируетс  напр жение на обмотке 13 и открываетс  пара диодов выпр мител  1k. 8 резонансном контуре, образованном дросселем 6 и конденсатором 7, формируетс  импульс тока 1 При этом напр жение на конденсаторе 15и на делителе на резисторах 2 и 23 начинает возрастать, а напр жение выходе усилител  21 ошибки убывать. Напр жение l-io a выходе интегратора 18 увеличиваетс , так ка на его вход через выпр митель 17 подаетс  напр жение с датчика 16. В момент времениц напр жени  U-jg и 2 сравниваютс , и напр жение и2она выходе компаратора 20 .на короткое врем  становитс  равным нулю. Это вы зывает переброс триггера Л в нулево состо ние и уменьшение до нул  си|- нала U2A, что через формирователь 30 обеспечивает быстрое выключение тран зистора 8. Одновременно с этим на один вход элемента 28 поступает короткий положительный импульс с формировател  29 а на другой вход - высокий уровень напр жени  с инверсного выхода три|- гера 2А. Поэтому короткий положитель ный импульс проходит через элемент 2 и элемент 32 на вход ключа 19, вызыва  его включение на короткое врем  и быстрый разр д конденсатора интегратора 18. При этом восстанавливаютс  нулевые начальные услови  интегра тора . Начина  с момента , ток ii проходит через диод 9 и уменьшаетс . Сигнал на выходе интегратора снова начинает возрастать. В момент t2 ток i, переходит через нуль. Тиристоры 1 и запираютс . Далее до момента tj в первичной и вторичной обмотках трансформатора 5 ток равен нулю. Во врем  бестоковой паузы ток намагничивани  замыкаетс  по обмотке 10 трансформатора 5, транзисторному коммутатору 11 и дополнительному коммутирую1цему конденсатору 12. Благодар  тому, что во врем  паузы между импульсами тока (в первичной и вторичной обмотках трансформатора) коммутатор П подключает зар женный конденсатор 12 к обмотке 10 на всех обмотках сохран етс  напр жение примерно той же величины и той же пол рности , что и в предшествующем интервале . Это позвол ет обеспечить надежную коммутацию тиристоров при сравнительно небольшой амплитуде напр жени  на коммутирующем конденсаторе 7. В момент времени t-на выходе узла 25 фиксированной задержки вновь формируетс  короткий отрицательный импульс (L который устанавливает . триггер в единичное состо ние. Снова отпираетс  транзистор 8 и друга  пара тиристоров 2 и 3- Ток конденсатора 7, а также токи первичной и вторичной обмоток трансформатора начинают протекать в обратную сторону, измен  сь по тому же закону, что и в первый полупериод. В момент t сигнал на выходе интегратора 18 снова становитс  равным сигналу ошибки (L , триггер 2А перебрасываетс  в нулевое состо ние, транзистор 8 запираетс , и сигнал ILуменьшаетс  до нул . При больших возмущени х, например при пуске или скачкообразном изменении тока нагрузки, может возникнуть такой режий работы преобразовател , когда в течение нескольких полупериодов сигнал 1Цона выходе интегратора остаетс  меньше сигнала ошибки (L, Такое состо ние возможно в тех случа х, когда.напр жение на выходе преобразовател  еще не возросло до заданного значени  и амплитуда тока i мала. Тогда кривые пересекаютс  (фиг. 3 ) импульсы на выходе компаратора 20 не по вл ютс  и триггер остаетс  в единичном состо нии . Транзистор 8 закрываетс  в мо1 менты естественного перехода тока в резонансном контуре через нуль одно временно с ранее открытыйи тиристорами . При этом на выходе формировател  29 отсутствуют импульсы, которые в ранее описанном случае обеспе вают перис дический сброс интегратора . В этом случав импульс генератора проходит через элементы 31 и 32 на вход ключа 19 и открывает его, обес печива  сброс интегратора 18. В переходных режимах и при перегрузках на выходе преобразовател  .могут возникать токи, опасные дл  элементов силовой части. Особенно чувствителен к перегрузкам транзистор 8. В подобных режимах на интервалах нарастани  тока в резонансном контуре сигнал, поступающий на компаратор 33 с выхода выпр мител  17, 8 определенный момент времени превышает опорное напр жение, и на R вход триггера 2 с выхода компарато ра 33 подаетс  сигнал, который вызы 56 бает переброс триггера М в нулевое состо ние. В результате этого транзистор 8 выключаетс , отпираетс  диод 9 и прекращаетс  нарастание тока не только в транзисторе 8, но, как правило, и в элементах резонансного контура инвертора. В этом случае при посто нном токе нагрузки преобразовател  обеспечиваетс  посто нство мгновенных значенмй выходного напр жени  в моменты сравнени  t. Ошибка стабилизации среднего значени  выходного напр жени  не превышает амплитуду пульсаций выходного напр жени . Обычно преобразователь выполн етс  так, что пульсации выходного напр жени  малы и точность стабилизации оказываетс  высокой . Как показывают расчеты и экспериментальное исследование изменение выходного напр жени  при изменении тока нагрузки также мало. Таким образом, изобретение обеспе-. чивает повышение точности стабилизаЦии выходного напр жени  как в установившемс , так и переходных режимах.

ш

2 %

%

io

и„

«;

1

и

Ч

И

JL

1

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, ВКЛ0ЧАЩИМ РЕЗОНАНСНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР С ТРАНЗИСТОРНЫМ КЛЮЧОМ НА ВХОДЕ, содержащее задающий генератор, усилитель сигнала ошибки, датчик тока преобразователя, формирователь импульсов управления тиристорами инвертора, выходы которого предназначены для подключения к управляющим, электродам тиристоров, и формирователь импульсов управления транзисторным ключом, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью повы- . шения точности стабилизации выходного напряжения,оно снабжено резистивным делителем, выпрямителем, интегратором с ключом сброса, первым компаратором, RS-триггером, элемектом задержки, двумя элементами И, элементом ИЛИ и формирователем коротких импульсов, причем выход датчика тока преобразователя через выпрями тель соединен с входом интегратора, выход которого подключен к первому входу первого компаратора, второй вход которого соединен с выходом усилителя сигнала ошибки, первый вход которого предназначен для подключения опорного напряжения, второй вход соединен с выходом резистивного делите-, ля, вход которого предназначен для подключения к выходу преобразователя, выход первого компаратора соединен с первым входом R5 -триггера, инверсный выход которого непосредственно и через формирователь коротких импульсов соединен с входами первого элемента И, прямой выход RS-триггера подключен к первому входу второго элемента И и входу формирователя импульсов управления транзисторным ключом, выходы обоих элементов И через элемент ИЛИ соединены с входом ключа сброса интегратора, выход' задающего генератора соединен непосредственно с вторым входом второго элемента И и через элемент задержки с вторым входом RS-триггера и входом формирователя импульсов управления тиристорами инвертора.

2. Устройство по п. 1, о т л й чающееся тем, что, с целью ограничения тока, оно снабжено вторым компаратором, первый вход которого соединен с выходом выпрямителя, второй вход предназначен для подключения опорного напряжения, а выход соединен с первым входом RS-триггера.