SU1138905A2

SU1138905A2 - Inverter with high-voltage output

Info

Publication number: SU1138905A2
Application number: SU833592312A
Authority: SU
Inventors: Евгений Феофилович Климчук; Тарас Анатольевич Красовский; Константин Анатольевич Савон; Борис Исаакович Чемерисов
Original assignee: Опытное Конструкторско-Технологическое Бюро С Опытным Производством Института Металлофизики Ан Усср
Priority date: 1983-05-18
Filing date: 1983-05-18
Publication date: 1985-02-07

Abstract

ИНВЕРТОР С ВЫСОКОВОЛЬТНЫМ ВЫХОДОМ по авт.св. № 980234, о т л ичающийс тем, что,, с целью получени равномерного КПД во всем диапазоне изменени выходного напр жени и тока нагрузки, в него введен коммутатор с подключенным к нему узлом управлени , вход которого подключен к датчику выходного напр жени и тока инвертора, при этом входы коммутатора подключены к вы- ; ходу делител частоты, а выход к входу модул тора длительности.INVERTER WITH HIGH-VOLTAGE OUTPUT by av.St. No. 980234, about the fact that, in order to obtain uniform efficiency over the entire range of variation of the output voltage and load current, a switch with a control node connected to it, the input of which is connected to an inverter output voltage, is introduced into it , while the switch inputs are connected to you-; the frequency divider, and the output to the input of the modulator duration.

Description

тт Iktt ik

dbiLdbiL

:о эо ;о о :д: o eo; o o: d

7 7

шsh

rw-vrw-v

1 Г Изобретение относитс к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке источни ков вторичного электропитани . По основному авт,св. № 980234 изве стен инвертор с высоковольтным выходо содержащий последовательно св занны между собой импульсный задающий генератор с выходом синхронизации, делитель частоты, модул тор длитель ности, ключевой каскад, повьшающий трансформатор и цепь обратнйй св зи включенную между низковольтной обмоткой повьппающего трансформатора и входом синхронизации импульсного задающего генератора. Устройство работает в автогенераторном режиме на резонансной частоте трансформатора . Коэффициент делител частоты выбирают определенным, чтобы экспоненциальный спад напр жени на выходе инвертора, обусловленный конечным значением добротности трансформатора , и шунтирующим вли нием сопротивлени нагрузки, имел величину , лежащзчо в допустимых пределах определенных выходным напр жением и током нагрузки инвертора - lj . Недостатком известного устройств вл етс то, что при изменении в широких пределах выходного напр жени и тока в цепи нагрузки инвертора частота следовани импульсов, поступающих с выхода делител частоты на модул тор длительности, не I измен етс в то врем , как оптималь ное значение измен етс в зависи .мости от выходного напр жени и ток нагрузки инвертора, что приводит к потере мощности в ключевом каскаде при низких выходных напр жени х и мал токах нагрузки, в конечном итоге прив ; д щей к неравномерному распределению КПД в диапазоне рабочих напр жений и токов. Цель изобретени - получение рав номерного КПД во всем диапазоне изменени выходного напр жени и тока нагрузки инвертора. Поставленна цель достригаетс .тем, что в инвертор дополнительно введенкоммутатор с подключенным к нему узлом управлени , вход кото-г рого подключен к датчику выходного напр жени и тока инвертора, при этом входы коммутатора подключены к выходу делител частоты, а выход : , к входу модул тора длительности. На чертеже приведена структурна схема предлагаемого устройства. Инвертор содержит последовательно Ьоединенные задающий импульсный генератор 1 с входом синхронизации, делитель 2 частоты с коэффициентом делени 2,4, ...N , коммутатор 3 с подключенным к нему блоком 4 управлени , выход коммутатора 3 подключен через модул тор 5 длительности к ключевому каскаду 6, нагрузкой которого . вл етс трансформатор 7. Низковольтна обмотка трансформатора 7 подключена к входу цепи 8 обратной св зи, выход которой подключен к входу син- . хронизации задающего импульсного . генератора 1. В качестве коммутатора может быть применена- например, микросхема К155КП5, а в качестве блока 4 управлени - соответствующее число компараторов (количество компарато .ров определ етс числом N), при этом вход блока 4 управлени подключен к датчику 9 выходного напр жени и тока инвертора, включенного в высоковольтную обмотку трансформатора 7. Инвертор работает следующим образом. При включении напр жени питани задающий генератор 1 начинает вырабатывать пр моугольные импульсы, частота следовани которых должна быть меньше, чем резонансна частота повышающего трансформатора 7. Эти импульсы поступают на вход делител 2 частоты, с которого на входные цепи коммутатора 3 поступают импульсы с частотой следовани , равной (или уменьшенной в 2,4, ..., М- раз) частоте импульсов, вырабатываемых генератором 1. В зависимости от входного сигнала датчика 9, сйредел емого ; уровнем выходного напр жени и тока инвертора, блок 4 управлени осуществл ет подачу импульсов определенной частоты на модул тор 5 длительности (при большем уровне сигнала частота импульсов больше, коэффициент делени меньше или равен 1, при меньшем уровне сигнала коэффициент делени больше , частота импульсов меньше). Импульсы .с выхода модул тора 5 длительности поступают на выход ключевого каскада 6. Происходит ударное.возбз ждение свободных колебаний во вторичном контуре повьшающего трансформатора 7 на его резонансной частоте . Напр жение, индуцируемое в низковольтной обмотке трансформатора. 311 7, пройд цепь 8 обратной св зи, поступает на вход синхронизации задающего генератора 1, что приводит к повышению его частоты до резонансной частоты повышающего трансформатора 7, При этом повышающий трансформатор 7 работает на резонансной частоте,, а частота работы ключевого каскада 6 измен етс соответственно выходному напр жению и току в цепи нагрузки инвертора так, что увеличение затухаНИИ колебаний в повышающем трансформаторе 7 не отражаетс на выходных параметрах инвертора. При малых уровн х выходных напр же;ний и токах 389054 . нагрузки за счет уменьшени частоты переключений в, ключевом каскаде уменьшаютс потери при. переходе из f одного режима в другой, вследствие s чего улучшаетс равномерность КПД инвертора в диапазоне изменени выходных напр жений и токов нагрузки, По сравнению с известным предла- гаемое устройство позвол ет в резуль10 тате изменени частоты переключени ключевого каскада в зависимости от выходного напр жени и тока нагрузки получить равномерность КПД во всей диапазоне изменени выходного напр жени и тока нагрузки.1 G The invention relates to converter technology and can be used in the design of secondary power supply sources. On the main auth, sv. No. 980234, a wall-mounted inverter with a high-voltage output containing a pulse generator sequentially interconnected with a synchronization output, a frequency divider, a durability modulator, a key stage, a step-up transformer, and a feedback circuit connected between the low-voltage winding of the inverter and the pulse synchronizing input of generator. The device operates in the auto-oscillator mode at the resonant frequency of the transformer. The frequency divider factor is chosen to be determined so that the exponential voltage drop at the inverter output, due to the finite Q value of the transformer, and the shunting effect of the load resistance, has a value that lies within the acceptable limits defined by the output voltage and inverter load current - lj. A disadvantage of the known devices is that when the output voltage and the current in the inverter load circuit vary widely, the pulse frequency from the output of the frequency divider to the duration modulator does not I change while the optimal value depending on the output voltage and the load current of the inverter, which leads to a loss of power in the key stage at low output voltages and low load currents, ultimately; This leads to an uneven distribution of efficiency over the range of operating voltages and currents. The purpose of the invention is to obtain a uniform efficiency over the entire range of variation of the output voltage and the load current of the inverter. The goal is achieved by the fact that an inverter is additionally inserted into a switch with a control unit connected to it, the input of which is connected to the output voltage and current sensor of the inverter, the switch inputs connected to the output of the frequency divider, and the output to the input of the module torus duration. The drawing shows a block diagram of the proposed device. The inverter contains successively connected master pulse generator 1 with a synchronization input, a divider 2 frequencies with a dividing factor of 2.4, ... N, a switch 3 with the control unit 4 connected to it, the output of the switch 3 is connected via a modulator 5 of duration to the key stage 6 whose load is. is the transformer 7. The low-voltage winding of the transformer 7 is connected to the input of the feedback circuit 8, the output of which is connected to the input syn. Chronization of the master pulse. Oscillator 1. As a switchboard, for example, a K155KP5 chip, and as a control unit 4, a corresponding number of comparators (the number of comparators is determined by the number N), while the input of control unit 4 is connected to the output voltage sensor 9 and the current of the inverter included in the high-voltage winding of the transformer 7. The inverter operates as follows. When the supply voltage is switched on, the master oscillator 1 begins to produce square-wave pulses, the frequency of which should be less than the resonant frequency of the step-up transformer 7. These pulses go to the input of the divider 2 frequency, from which the pulses with the following frequency go to the input circuits of the switch 3, equal to (or reduced by 2.4, ..., M times) the frequency of the pulses produced by the generator 1. Depending on the input signal of the sensor 9, as measured; level of the output voltage and current of the inverter, the control unit 4 provides pulses of a certain frequency to the modulator 5 of duration (with a higher signal level, the pulse frequency is greater, the division factor is less than or equal to 1, with a smaller signal level, the division factor is greater, the pulse frequency is less) . The pulses. From the output of the modulator 5 are received at the output of the key stage 6. A shock occurs. The free oscillations in the secondary circuit of the upstream transformer 7 are at its resonant frequency. Voltage induced in the low voltage winding of the transformer. 311 7, after passing through the feedback circuit 8, is fed to the clock input of the master oscillator 1, which leads to an increase in its frequency to the resonant frequency of the step-up transformer 7, the step-up transformer 7 operates at the resonant frequency, and the frequency of the key stage 6 changes accordingly, the output voltage and the current in the load circuit of the inverter so that an increase in the damping of the oscillations in the step-up transformer 7 does not reflect on the output parameters of the inverter. At low levels of output voltages and currents 389054. loads by reducing the switching frequency in the key stage; losses at are reduced. transition from one mode to another, due to s which improves the efficiency of the inverter in the range of variation of output voltages and load currents. Compared to the known, the proposed device allows the switching frequency of the key stage to change depending on the output voltage and load current to obtain uniform efficiency over the entire range of output voltage and load current.

Claims

INVERTER WITH HIGH VOLTAGE OUTPUT according to ed. No. 980234, which consists in the fact that, in order to obtain uniform efficiency over the entire range of output voltage and load current, a switch is inserted into it with a control unit connected to it, the input of which is connected to the inverter output voltage and current sensor, while the inputs of the switch are connected to you; move the frequency divider, and the output to the input of the modulator duration.

SU ".1138905