SU1141534A1

SU1141534A1 - D.c.voltage converter

Info

Publication number: SU1141534A1
Application number: SU833670150A
Authority: SU
Inventors: Владимир Петрович Лайер; Вадим Николаевич Мишин; Валерий Романович Гладырь
Priority date: 1983-12-09
Filing date: 1983-12-09
Publication date: 1985-02-23

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий инвертор с согласующим трансформатором на выходе , соединенньй через выпр митель и сглаживающий фильтр с выводами дл подключени нагрузки, первый трансформатор тока, первична обмотка которого включена в цепь первичной обмотки согласуннцего трансформатора. а вторична обмотка через первый выпр митель и первый пороговый элемент соединена с-интегратором, выход которого подключен к перврму входу блока отрицательной обратной, св зи, второй вход которого подключен к выводам дл подключени нагрузки , а выход - через блок управлени к управл ющему входу инвертора, отл ич ающий с тем, что, с целью повышени надежности, введены второй трансформатор тока, второй выпр митель, второй пороговый элемент и дополнительна обмотка в первый трансформатор тока, причем дополнительна обмотка первого тран || сформатора тока и первична обмотка второго трансформатора включены последовательно в цепь вторичной обмотки согласующего трансформатора, а вторична обмотка второго транс-, форматора тока через второй выпр митель и второй пороговый элеме 1т ,подключена к интегратору.CONSTANT VOLTAGE CONVERTER containing an inverter with a matching transformer at the output, connected through a rectifier and a smoothing filter with leads for connecting the load, the first current transformer, the primary winding of which is connected to the primary winding of the matching transformer. and the secondary winding through the first rectifier and the first threshold element is connected to the integrator, the output of which is connected to the first input of the negative feedback unit, the second input of which is connected to the terminals for connecting the load, and the output through the control unit to the control input of the inverter , in order to improve the reliability, a second current transformer, a second rectifier, a second threshold element and an additional winding are introduced into the first current transformer, the additional winding of the first tran || the current transformer and the primary winding of the second transformer are connected in series to the secondary winding of the matching transformer, and the secondary winding of the second trans current transformer through the second rectifier and the second threshold element 1t is connected to the integrator.

Description

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к устройствам электропитани , и может быть исполь зовано дл управлени инверторами в источниках электропитани радиоэлектронной и другой аппаратуры. Известно устройство дл защиты от сверхтоков и несимметрии, Содержащее трансформаторные датчики тока пороговьй блок и блок управлени 1 Недостатком данного устройства вл етс то, что измер етс и сравниваетс в пороговом устройстве сум марное значение первичного тока, состо щего из тока намагничивани и тока нагрузки. 1 IM . . где ift - ток намагничивани .; i - приведенный в первичной обмотке ток нагрузки. Это предопредел ет низкую надежност устройства в св зи с недостаточной коррекцией как магнитной несимметри трансформатора инвертора, так и ток вой перегрузки, так как установка защиты (токоограничени ) выбираетс по суммарному току. Наиболее близким к предлагаемому вл етс преобразователь посто нног напр жени , содержащий инвертор с согласующим трансформатором на выхо де, соединенный через выпр митель и сглаживающий фильтр с вьшодами дл подключени нагрузки, первьй трансформатор тока, первична об- . мотка которого включена в цепь первичной обмотки согласующего трансформатора , а вторична обмотка чере первый вьшр митель и первый пороговый элемент соединена с интегратором , выход которого подключен к первому входу блока отрицательной обратной св зи, второй вход которого подключен к вьшодам дл подкпючени нагрузки, а выход - через бло управлени к управл ющему входу инвертора 2. В известном преобразователе сист ма токоограничени вьтолнена на одном пороговом устройстве и контролирует полный первичный ток ;( ij + ij, установка токоограниче- ни выбираетс завышенной как относительно нагрузки ij, так и относительно тока iji, который составл ет обычно в трансформаторах 10-15% от тока i, поэтому при малых токовых нагрузках возможно сильное замагничивание сердечника трансформатора. Цель изобретени - повышение надежности преобразовател путем более точной фиксации магнитной несимметрии и перегрузки по току нагрузки. Поставленна цель достигаетс тем, что в преобразователь посто нного напр жени , содержащий инвертор с согласующим трансформатором на выходе, соединенный через выпр митель и сглаживающий фильтр с выводами дл подключени нагрузки, первый трансформатор тока, первична обмотка которого включена в цепь первичной обмотки согласующего трансформатора , а вторична обмотка через первый вьтр митель и первый пороговый элемент соединена с интегратором , выход которого подключен к первому входу блока отрицательной обратной св зи, второй вход которого подключен к выводам дл подключени нагрузки, а выход - через блок управлени к управл ющему входу инвертора , введены второй трансформатор TOKaj второй выпр митель, второй пороговый элемент и дополнительна обмотка в первый трансформатор тока, причем дополнительна обмотка первого трансформатора тока и первична обмотка второго трансформатора включены последовательно в цепь вторичной обмотки согласующего трансформатора , а вторична обмотка второго трансформатора тока через второй выпр митель и второй пороговый элемент подключена к интегратору. На фиг. 1 представлена функциональна схема преобразовател ; на фиг. 2 - временна диаграмма (о), изображающа форму напр жени на входе первичной обмотки .согласующего трансформатора (Ugy), диаграмма (о) изменени тока намагничивани , протекающего в первичной обмотке согласующего трансформатора в режиме магнитной несимметрии, и диаграмма (Ь) изменени тока нагрузки в режиме перегрузки. Устройство содержит источник 1 питани , соединенный с инвертором 2 и блоком 3 управлени . К выходу инвертора подключен согласующий трансформатор 4, в цепь первичной обмотки ко орого включена перва первична обмотка 5 дифференциального трансформатора 6 тока, а втора первична 31 обмотка 7 соединена последовательно с выходной обмоткой согласующего трансформатора 4 н первичной обмоткой второго трансформатора 8 тока. Нагрузка 9 соединена с выходной обмоткой согласутощего трансформатора через выпр митель 10 и сглаживающий фильтр 11, а также с блоком 12 отри цательной обратной св зи. Вторична обмотка перво.го трансформатора 6 тока через вьшр митель 13 и первый пороговый элемент (транзистор) 14 с резисторным задатчиком 15 опорного напр жени соединена с конденсатором 16 интегратора 17. Соответственно вторична обмотка второго трансформатора 8 соединена через второй выпр митель 18 и второй пороговый элемент 19с резисторным задатчиком 20 опорного напр жени сое динена также с конденсатором 16 интегратора 17. Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме работы при . симметрии вольт-секундных площадей импульсов напр жени , поступающих с выхода инвертора 2 на вход первичной обмотки трансформатора 4, ве личина тока намагничивани (др где i. пороговое значение, и, соответственно, напр жение на выход вьтр мител 13, подключенного к вто ричной обмотке дифференциального трансформатора 6 тока, ниже опорног задающего напр жени , устанавливаемого задатчиком 15. При возникновении магнитной асимметрии сердечни трансформатора 4 (одностороннем замагничивании) ток i превьшает пороговое значение при этом . . 4 транзистор 14 открываетс , кги)д мн;атор 16 интегратора дополнителтно подзар жаетс током от вторичной обмотки дифференциального трансформатора 6 тока, что приводит к увеличению крутизны пилообразного напр жени на конденсаторе 16. Б результате сравнени напр жеи выхода интегратора с напр жением на нагрузке 9 в блоке 12 отрицательной обратной св зи корректируетс блоком 3 управлени инвертора 2 длительность соответствующего импульса управлени t тех пор, пока ток ij не уменьшитс до величийы if, i- ijKoi . При перегрузках по току нагрузки 2 2ог|. напр жение с вторичной обмотки трансформатора 8 тока, выпр мленное .выпр мителем 18, сравниваетс с опорным в пороговом элементе 19, вьтолненном на транзисторе и задатчике 20 опорного напр жени , и после отпирани порогового элемента 19 подпитьгеает дополнительным током конденсатор 16 интегратора 17. Дальнейша коррекци длительности импульсов управлени аналогична описанной выше при коррекции тока ij . Таким образом, реализованный в предлагаемом устройстве раздельный контроль за током намагничивани и током нагрузки с раздельной установкой различных по уровню устаБОК токоограничени по току 1/4 и i с последующим воздействием на общий регул тор длительности управ л ющих импульсов позвол ет повысить надежность работы устройства за счет повышени точности токоограничени .The invention relates to electrical engineering, in particular to power supply devices, and can be used to control inverters in power sources of radio electronic and other equipment. A device for protection against overcurrents and asymmetry is known. The threshold unit and the control unit containing current transformer sensors 1. The disadvantage of this device is that the total value of the primary current consisting of the magnetizing current and the load current is measured and compared in the threshold device. 1 IM. . where ift is the magnetizing current; i - given in the primary winding load current. This predetermines the low reliability of the device due to insufficient correction of both the magnetic asymmetry of the inverter transformer and the current overload, since the protection setting (current limiting) is selected based on the total current. The closest to the present invention is a constant voltage converter containing an inverter with a matching transformer at the output, connected through a rectifier and a smoothing filter with outputs for connecting the load, the first current transformer, the primary circuit. the coil of which is included in the primary winding circuit of the matching transformer, and the secondary winding is the first expander and the first threshold element connected to the integrator, the output of which is connected to the first input of the negative feedback unit, the second input of which is connected to the outputs for connecting the load, and the output through the control unit to the control input of the inverter 2. In the known converter, the current limiting system is executed on one threshold device and controls the total primary current; (ij + ij, the setting of the current The selection is overestimated both with respect to the load ij and with respect to the current iji, which is usually 10-15% of the current i in transformers, therefore, with low current loads, strong magnetization of the transformer core is possible. fixing the magnetic asymmetry and load current overload. The goal is achieved by the fact that the DC / DC converter containing the inverter with the output transformer is connected to through a rectifier and a smoothing filter with leads for connecting the load, the first current transformer, the primary winding of which is connected to the primary winding of the matching transformer, and the secondary winding through the first actuator and the first threshold element is connected to the integrator, the output of which is connected to the first input of the unit negative feedback, the second input of which is connected to the terminals for connecting the load, and the output through the control unit to the control input of the inverter, introduced the second transformer TOKaj into A second rectifier, a second threshold element and an additional winding in the first current transformer, the additional winding of the first current transformer and the primary winding of the second transformer are connected in series to the secondary winding of the matching transformer, and the secondary winding of the second current transformer is connected through the second rectifier and the second threshold element to the integrator. FIG. 1 shows a functional diagram of the converter; in fig. 2 is a timing diagram (o) showing the form of the voltage at the input of the primary winding of an interconnecting transformer (Ugy), a diagram (a) of the change in magnetizing current flowing in the primary winding of the matching transformer in magnetic asymmetry mode, and a diagram (b) of the change of the load current in overload mode. The device contains a power source 1 connected to an inverter 2 and a control unit 3. A matching transformer 4 is connected to the inverter output, the first primary winding 5 of the differential current transformer 6 is connected to the primary winding circuit of the second winding, and the second primary 31 winding 7 is connected in series with the output winding of the matching transformer 4 n primary winding of the second current transformer 8. The load 9 is connected to the output winding of the matching transformer via the rectifier 10 and the smoothing filter 11, as well as with the negative feedback block 12. The secondary winding of the primary transformer 6 current through the expander 13 and the first threshold element (transistor) 14 with the resistor reference voltage generator 15 is connected to the capacitor 16 of the integrator 17. Accordingly, the secondary winding of the second transformer 8 is connected through the second rectifier 18 and the second threshold element 19c with a resistor unit 20 of the reference voltage of the solenoid coil also with the capacitor 16 of the integrator 17. The device operates as follows. In normal operation at. the symmetry of the volt-second areas of voltage pulses coming from the output of inverter 2 to the input of the primary winding of the transformer 4, the magnitude of the magnetizing current (other where i is the threshold value, and, accordingly, the voltage at the output of the 13 m connected to the secondary winding the differential current transformer 6 is lower than the reference setting voltage set by the setting device 15. When magnetic transformer core asymmetry 4 (one-way magnetization) occurs, the current i exceeds the threshold value while .4 trans. the strut 14 opens, kgi) d mn; the integrator ator 16 is additionally recharged by the current from the secondary winding of the differential current transformer 6, which leads to an increase in the slope of the sawtooth voltage on the capacitor 16. B result of comparing the voltage of the integrator output with the voltage at 9 V the negative feedback unit 12 is adjusted by the inverter 2 control unit 3, the duration of the corresponding control pulse t as long as the current ij is reduced to greater than if i i ijKoi. With overcurrent load 2 2g |. the voltage from the secondary winding of the current transformer 8, rectified by the converter 18, is compared with the reference in the threshold element 19 output on the transistor and the reference voltage setting device 20, and after unlocking the threshold element 19, the integrator 16 is energized with additional current. Further correction the duration of the control pulses is similar to that described above with current correction ij. Thus, separate control of the magnetizing current and load current implemented in the proposed device with separate installation of current levels of 1/4 and i, different in terms of setpoints, with subsequent impact on the overall control duration of control pulses, allows to increase the reliability of the device operation due to increase current accuracy.

aa

tifftiff

tn,tn,

ijiozpijiozp

Л-ILI

ijuozp.ijuozp.

tU2tU2

tnjtnj

tUf tUf

fefe

FF

Claims

A DC / DC converter containing an inverter with a matching transformer at the output, connected through a rectifier and a smoothing filter with terminals for connecting the load, the first current transformer whose primary winding is included in the primary winding of the matching transformer.

and the secondary winding through the first rectifier and the first threshold element is connected to an integrator, the output of which is connected to the first input of the negative feedback unit, the connection, the second input of which is connected to the terminals for connecting the load, and the output through the control unit to the control input of the inverter, characterized in that, in order to increase reliability, a second current transformer, a second rectifier, a second threshold element and an additional winding are introduced into the first current transformer, with ς. the additional winding of the first current transformer and the primary winding of the second transformer are connected in series to the secondary winding of the matching transformer, and the secondary winding of the second current transformer through the second rectifier and second threshold element is connected to the integrator.