SU1251048A1 - Extremal power regulator - Google Patents

Extremal power regulator Download PDF

Info

Publication number
SU1251048A1
SU1251048A1 SU853837641A SU3837641A SU1251048A1 SU 1251048 A1 SU1251048 A1 SU 1251048A1 SU 853837641 A SU853837641 A SU 853837641A SU 3837641 A SU3837641 A SU 3837641A SU 1251048 A1 SU1251048 A1 SU 1251048A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
power
input
hall sensor
sensor
Prior art date
Application number
SU853837641A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Иванович Олейник
Вячеслав Владимирович Пугачев
Игорь Алексеевич Сеногноев
Original Assignee
Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского filed Critical Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского
Priority to SU853837641A priority Critical patent/SU1251048A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1251048A1 publication Critical patent/SU1251048A1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к области вторичных источников питани . Целью изобретени   вл етс  упрощение экстремального регул тора мощности . Цель достигаетс  тем, что преобразователь 11 информации вьшол- нен в виде блока 12 дифференцировани  с .выходным фильтром 13, а в датчик 8 мощности введен датчик 9 Холла. Выходной сигнал датчика 9 Холла, пропорциональный напр жению источника 1, передаетс  в блок 12 в моменты времени, когда открыт ключ 10. Этот ключ управл етс  напр жением с обмотки 15 дроссел  3. На выходе блока 12 по вл етс  последовательность импульсов, а на выходе 13 - отрицательна  посто нна  составл юща , воздействие которой направлено на уменьшение интервала времени замкнутого состо ни  ключей. При этом в регул торе без длительных поисковых движений регул тора устанавливаетс  режим работы, при котором выходна  мощность, потребл ема  от источника, максимальна. 3 нл. с S (Л N5 СП 00The invention relates to the field of secondary power sources. The aim of the invention is to simplify the extreme power control. The goal is achieved by the fact that the information converter 11 is implemented in the form of a differentiation unit 12 with an output filter 13, and the Hall sensor 9 is inserted into the power sensor 8. The output of Hall sensor 9, proportional to the voltage of source 1, is transmitted to block 12 at times when key 10 is open. This key is controlled by the voltage from winding 15 throttles 3. At the output of block 12, a sequence of pulses appears and 13 - negative constant component, the impact of which is aimed at reducing the time interval of the closed state of the keys. At the same time, in the regulator without long search movements of the regulator, the mode of operation is established at which the output power consumed from the source is maximum. 3 nl with S (L N5 SP 00

Description

1one

Изобретение относитс  к электро- технике, в частности к системам электропитани  посто нного тока, и может быть использовано при создании автономных систем электроснабжени , в которых нер егулируемь е первичные источники посто нного тока ограниченной мощности соедн- иены с клеммами нагрузки, в том числе с вьшодами аккумул торных батарей , через импульсные регул торы тока.The invention relates to electrical engineering, in particular, to direct current power supply systems, and can be used to create autonomous power supply systems in which the primary direct current sources of limited current are not connected to the load terminals, including the terminals. batteries through pulse current regulators.

Цель изобретени  - упрощение экстремального регул тора мощности.The purpose of the invention is to simplify the extreme power controller.

На фиг. 1 изображена принципиальна  электрическа  схема экстремального регул тора мощности источника электропитани ; на фиг,2 и 3 - диаграммы, по сн ющие его работу.FIG. 1 shows a circuit diagram of an extreme power source power regulator; FIGS. 2 and 3 are diagrams explaining his work.

Экстремальный регул тор мощности включен между входными 1 и выходными 2 вьшодами и содержит силовой дроссель 3 с основной обмоткой 4, блок 5 силовых ключей, блок б обратных диодов, блок 7 управлени  (например широтно-импульсньш модул тор) датчик мощности 8, состо щий из датчика 9 Холла и электронного ключа 10, преобразователь 11 информации в виде блока 12 дифференцировани  с выходным фильтром 13. Электронный ключ 10 содержит в цеп х управлени  формирователь 14 импульсов и дополнительную обмотку 15 силового дроссел  3.The extreme power controller is connected between input 1 and output 2 outputs and contains a power choke 3 with a main winding 4, a power switches block 5, a reverse diode block b, a control block 7 (for example, a pulse width modulator) a power sensor 8 consisting of a Hall sensor 9 and an electronic key 10; an information converter 11 in the form of a differentiation unit 12 with an output filter 13. The electronic key 10 comprises in the control circuits a pulse shaper 14 and an additional winding 15 of power throttle 3.

Датчик 9 Холла размещен в немагнитном зазоре дроссел  3 и через электронный ключ 10 каскадно соединен с блоком 12 дифференцировани  и фильтром 13, выход которого соединен с блоком 7 управлени . Управл ющие электроды датчика 9 Холла через резистор I6 соединены с входными клеммами. Формирователь 14 импульсов своим входом соединен с дополнительной обмоткой 15, а выходом - с цеп ми управлени  электронного ключа 10.The Hall sensor 9 is placed in the non-magnetic gap of the throttles 3 and through the electronic key 10 is cascaded to the differentiation unit 12 and the filter 13, the output of which is connected to the control unit 7. The control electrodes of the Hall sensor 9 are connected via resistor I6 to the input terminals. The pulse shaper 14 is connected to the additional winding 15 by its input, and the output to the control circuits of the electronic switch 10.

Формирователь 14 импульсов может быть выполнен например, в виде двух- пол рного параметрического стабилизатора на стабилитронах 17 и 18, ограничительных резисторах 19 и 20, Блок 12 дифференцировани  вьтол- нен, например, в виде дифференцирующей  чейки на конденсаторе 21 и резисторах 22 и 23 (при достаточных усилительньЕс свойствах блока 7), аThe pulse shaper 14 can be configured, for example, in the form of a two-polar parametric stabilizer on Zener diodes 17 and 18, limiting resistors 19 and 20, Differential unit 12 is differentiated, for example, in the form of a differentiating cell on a capacitor 21 and resistors 22 and 23 ( with sufficient amplification properties of the block 7), and

510482510482

фильтр - на конденсаторе 24 и дросселе 25.the filter is on the capacitor 24 and the choke 25.

Экстремальный регул тор мощности работает следующим образом.The extreme power controller works as follows.

5 При подключении источника к входным вьшодам 1, а нагрузки к выход- выводам 2 запускаетс  широтно- импульсный модул тор блока 7 управлени , управл ющий блоком 5 сило10 вых управл емых ключей. Периодическое включение ключей этого блока обеспечивает широтно-импульсное регулирование тока источника электропитани , причем при замыкании ключей5 When the source is connected to the input outputs 1 and the load to the output terminals 2, the pulse-width modulator of the control unit 7 is started, which controls the control power unit 5 of the control keys 10. The periodic activation of the keys of this unit provides a pulse-width control of the current of the power source, and when the keys are closed

5 силовой дроссель 3 своей основной обмоткой 4 подключаетс  к источнику и накапливает энергию, а при их размыкании основна  обмотка 4 вьшолн ет роль вольт-добавочного источника за5, the power choke 3 with its main winding 4 is connected to the source and accumulates energy, and when they are opened, the main winding 4 plays the role of a volt-additional source for

20 счет наводимой в ней ЭДС самоиндукции , котора  складываетс  с напр жением источника и совместно с ним обеспечивает нагрузку через блок 6 обратных диодов. Таким образом, в од25 ну часть периода, когда ключи блока 5 замкнуты, ток в дросселе 3 нарастает и ЭДС самоиндукции направлена встречно с напр жением источника, а в другую часть периода наоборот20 by induced emf self-induction in it, which is added to the source voltage and, together with it, provides the load through the block 6 of reverse diodes. Thus, during one part of the period when the keys of unit 5 are closed, the current in the inductor 3 increases and the self-induction EMF is directed opposite to the source voltage, and in the other part of the period, vice versa

30 ток дроссел  убьшает, а ЭДС его основной обмотки имеет одинаковое направление с напр жением источника . В соответствии с соотнощением между длительностью включенного и выключенного состо ни  ключей блока 5 устанавливаетс  то или иное среднее значение тока источника.30 the current of the throttle is killed, and the EMF of its main winding has the same direction as the source voltage. In accordance with the ratio between the duration of the on and off states of the keys of the block 5, one or another average value of the source current is established.

3535

Изменение тока источника, подключенного к входным вьшодам 1, в процессе накоплени  или расходовани  энергии в дросселе 3 приводит к соответствующему изменению напр жени  источника за счет увеличени  или уменьщени  падени  напр жени  на его внутреннем сопротивлении Одновременно измен етс  выходна  мощность источника как результат изменени  его тока и напр жени . Поскольку с щиротно-импульсным- регулированием св заны циклические изменени  тока и напр жени , то и выходна  мощность измен етс  в некотором диапазоне. В зависимости.от длительности включенного состо ни  ключей блока 5 в установивщемс  циклическом режиме работы этот диапазон может занимать по отнощению к экстремуму , существующему в зависимостиA change in the current of the source connected to the input terminals 1, in the process of accumulation or expenditure of energy in the inductor 3, leads to a corresponding change in the source voltage due to an increase or decrease in the voltage drop across its internal resistance. At the same time, the output power of the source changes as a result of the change in its current and tension Since cyclical changes in current and voltage are associated with pulse-modulated regulation, the output power varies in a certain range. Depending on the duration of the on state of the keys of block 5 in the steady-state cyclic mode of operation, this range may occupy in relation to the extremum existing depending on

.3.3

мощности источника Р от его токаpower source P from its current

пP

(фиГо2), различные положени : располагатьс  левее (диапазон а - В ), правее (диапазон е- f) или симметрично (диапазон с - cj-)..(fig2), different positions: to the left (range a - B), to the right (range e-f) or symmetrically (range c - cj-) ..

Беспоисковое совмещение диапазона изменени  мощности источника с его экстремальным значением в предлагаемом регул торе достигаетс  за счет работы датчика 9 Холла, электронного ключа 10 и блока 12 дифферен дировани , управл ющего широтно-им- пульсным модул тором блока 7 управлени .The searchless matching of the range of source power variation with its extreme value in the proposed controller is achieved due to the operation of the Hall sensor 9, the electronic key 10 and the differential unit 12, which controls the pulse width modulator of the control unit 7.

Выходна  ЭДС датчика 9 Холла пр мо пропордиональна произведению величины магнитного потока, в котором размещен датчик, на величину тока, протекающего через его управл ющие электроды. В предлагаемом регул торе магнитный поток в зазоре сердечника дроссел  3, в котором размещен датчик 9 Холла, пр мо пропорционален магнитодвижущей силе, создаваемой током источника, протекающим через основную обмотку дроссел  3. Ток, протекающий через управл ющие (токовые) электроды датчика 9 Холла пропорционален напр жению источника на входных вьшодах 1, Следовательно выходной сигнал датчика 9 Холла пропорционален произведению тока источника на его напр жение, т.е. пропорционален мгновенному значению его выходной мощности. При изменении тока источника выходной сигнал датчика 9 Холла измен етс  по закону, показанному на фиг,2.The output EMF of the Hall sensor 9 is directly proportional to the product of the magnitude of the magnetic flux in which the sensor is placed, by the amount of current flowing through its control electrodes. In the proposed controller, the magnetic flux in the gap of the core of the throttles 3, in which the Hall sensor 9 is placed, is directly proportional to the magnetomotive force generated by the source current flowing through the main winding of the throttles 3. The current flowing through the Hall 9 control (current) electrodes is proportional to the source voltage at the input terminals 1, Therefore, the output signal of the Hall 9 sensor is proportional to the product of the source current to its voltage, i.e. proportional to the instantaneous value of its output power. When the current source changes, the output signal of the Hall sensor 9 changes according to the law shown in FIG. 2.

Выходной сигнал датчика 9 Холла передаетс  в блок 12 дифференцировани - только в те моменты времени, когда открыт электронный ключ 10, который управл етс  переменной ЭДС обмотки 15 дроссел  3, В зависимости от подключени  выводов этой обмотки электронный ключ 10 замыкает свою цепь или на врем  замкнутого состо ни  ключей блока 5, или на врем  их разомкнутого состо ни . На фиг,1 начала обмоток дроссел  3 обозначены дл  случа , когда электронный ключ 10 и ключи блока 5 включаютс  и выключаютс  одновременно.The output signal of the Hall sensor 9 is transmitted to the differentiation unit 12 - only at those times when the electronic key 10 is opened, which is controlled by the variable EMF of the winding 15 throttles 3, Depending on the connection of the leads of this winding, the electronic key 10 closes its circuit or for the time closed states of keys of block 5, or for the time of their open state. In FIG. 1, the beginnings of the windings of the throttles 3 are indicated for the case when the electronic key 10 and the keys of the unit 5 are turned on and off simultaneously.

При замыкании этих ключей ток от источника увеличиваетс , а при размыкании - уменьшаетс . Если за врем  t замкнутого состо ни  этих ключей ток увеличиваетс  от i до ij а на врем  их разомкнутого состо 510484When these switches are closed, the current from the source increases, and when opened, it decreases. If during the time t of the closed state of these keys, the current increases from i to ij and by the time of their open state 510484

НИН уменьшаетс  от i до i, то в схеме устанавливаютс  устойчивые колебани  выходной мощности в некотором диапазоне а В (фиг,2), 5 Поскольку при замкнутых ключах производна  от мощности положительна , то на выходе блока 12 дифференцировани  по вл етс  последовательность положительных импульсов U 10 длительностью t , а на выходе фильтра 13 - сигнал положительной пол рности . Этот сигнал воздействует на управл ющий вход щиротно-импульско- го модул тора блока 7 управлени  5 таким образом, чтобы увеличить врем  замкнутого состо ни  ключей от t до t , при котором среднее значение тока от источника соответствует экстремальному значению его 2Q мощности, В таком положении ток измен етс  от i до i и обратноо Мощность колеблетс  между значени ми с и d (фиг,2), а на выходе блока 12 по вл ютс  сигналы, симметрич- 5 ные относительно оси времениThe NIN decreases from i to i, then stable oscillations of the output power are set in a certain range a B (FIG. 2), 5 Since, with closed keys, the derivative of power is positive, a sequence of positive pulses U 10 appears at the output of differentiation unit 12 duration t, and at the output of the filter 13 - a signal of positive polarity. This signal acts on the control input of the pulse-width modulator of control unit 7 in such a way as to increase the time of the closed state of the keys from t to t, at which the average value of the current from the source corresponds to the extreme value of its 2Q power. the current varies from i to i and vice versa. The power oscillates between the values c and d (Fig 2), and the output of block 12 appears signals symmetric about the time axis

(фиг,35), что соответствует нулевому сигналу на выходе фильтра 13 и прекращению изменени  длительности Hrf- тервалов времени t,(FIG. 35), which corresponds to the zero signal at the output of the filter 13 and the cessation of the change in the duration Hrf - of time intervals t,

Если по какой-то причине колебани  тока осуществл ютс  между i и i (диапазон е - f) то на выходе блока 12 по вл етс  последовательность импульсов противоположного знака, а.на выходе фильтра 13 - от- 5 рицательна  посто нна  составл юща , воздействие которой направлено на уменьшение интервала времени замкнутого состо ни  ключей от t, до t , при котором мощность от ис- 0 rpQtjHHKa колеблетс  симметрично от- носительно экстремального значени .If for some reason current oscillations occur between i and i (range e - f), then a sequence of pulses of opposite sign appears at the output of block 12, and a negative negative component at the output of filter 13, which is aimed at reducing the time interval of the closed state of the keys from t to t, at which the power from the reference value r0QpjHHKa fluctuates symmetrically with respect to the extreme value.

Таким образом, в предлагаемом экстремальном регул торе мощности автоматически устанавливаетс  режим работы, при котором выходна  мощность , потребл ема  от источинка, максимальна, Дл  установлени  такого режима не требуетс  длительных поисковых движений регул тора, достаточно лишь замкнуть цепь обратной св зи и обеспечить регулирование по отклонеиию, В данном случае достаточно свести к нулюThus, in the proposed extreme power controller, an operation mode is automatically set, in which the output power consumed from the source is maximum. To establish such a mode, no long search movements of the controller are required, it is enough to close the feedback loop and ensure the control by deviation In this case, it is enough to reduce to zero.

среднее значение производной мощ- 5 ности оси.mean value of the derivative of the axis power.

В предлагаемом регул торе режим работы достигаетс  одновременноIn the proposed controller, the operation mode is achieved simultaneously.

00

CO значительным упрощением его электрической схемы и конструкции.CO significant simplification of its electrical circuit and design.

Фо. рмула изобретени  Pho. rmula of invention

Экстремальный регул тор мощности содержащий последовательно включенные между входными и выходными выводами силовой дроссель и блок обрат ньгх диодов, точка соединени  которых через блок силовых ключей соединена с общей шиной, управл ющий вход блока силовых ключей подключен к выходу блока управлени , вход которо- го соединен с выходом преобразовател  информации, датчик мощности с электронным ключем, выходом, подключенньп к входу преобразовател  информации э отличающийс  тем, что, с целью упроще1П1 , преобра.зова- тель информации выполнен в виде блока дифференцировани  с выходным фильтром, в датчик мощности введен датчик Холла, размещенный в немагнитном зазоре силового дроссел , выполненного с дополнительной обмоткой, управл ющие электроды датчика Холла подключены к входным выводам, выход датчика Холла через электронный ключ соединен с выходом датчика мощности, а управл ющий вход электронного ключа подключен через введенный формирователь импульсов к дополнительной обмотке дроссел .An extreme power regulator containing a series-connected between the input and output pins of a power choke and a block of reverse diodes, the connection point of which is connected to the common bus through the power key block, the control input of the power key block is connected to the output of the power key block information converter output, power sensor with electronic key, output, connected to the information converter input, characterized in that, in order to simplify 1P1, information converter transformer Flax in the form of a differentiation unit with an output filter, a Hall sensor is inserted into the power sensor placed in a non-magnetic gap of a power throttle made with an additional winding, the control sensors of the Hall sensor are connected to the input terminals, the output of the Hall sensor is connected to the output of the power sensor via an electronic switch, and the control input of the electronic switch is connected through the input pulse shaper to the additional winding of the choke switches.

i/ i /

5%five%

6, LZ f-S -S I-S6, LZ f-S -S I-S

Фиг. 2FIG. 2

Редактор Е.КопчаEditor E. Kopcha

Составитель А.Колоколкин Техред Э.ЧкжмарCompiled by A. Kolokolkin Tehred E. Chkzhmar

Заказ 4410/44 Тираж 836ПодписноеOrder 4410/44 Circulation 836 Subscription

ВНИШШ Государственного комитета СССРVNISh State Committee of the USSR

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

.Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектнал.4. Production and printing company, Uzhgorod, Project 4

фцг.Зftsg.Z

Корректор В„Бут гаCorrector V "But ha

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Экстремальный регулятор мощности, содержащий последовательно включенные между входными и выходными выводами силовой дроссель и блок обратных диодов, точка соединения которых через блок силовых ключей соединена с общей шиной, управляющий вход блока силовых ключей подключен к выходу блока управления, вход которого соединен с выходом преобразователя информации, датчик мощности с электронным ключем, выходом, подклю ченный к входу преобразователя информации, отличающийся тем, что, с целью упрощения, преобраэОва5 тель информации выполнен в виде блока дифференцирования с выходным фильтром, в датчик мощности введен датчик Холла, размещенный в немагнитном зазоре силового дросселя, выполЮ ненного с дополнительной обмоткой, управляющие электроды датчика Холла подключены к входным выводам, выход датчика Холла через электронный ключ соединен с выходом датчи15 ка мощности, а управляющий вход электронного ключа подключен 1 через введенный формирователь импульсов к дополнительной обмотке дросселя.An extreme power regulator containing a power inductor and a block of reverse diodes connected in series between the input and output terminals, the connection point of which is connected to a common bus through the power switch block, the control input of the power switch block is connected to the output of the control unit, the input of which is connected to the output of the information converter, power sensor with electronic key, output connected to the input of the information converter, characterized in that, for the sake of simplification, the information converter is made in in the form of a differentiation unit with an output filter, a Hall sensor is inserted into the power sensor, located in the non-magnetic gap of the power inductor made with an additional winding, the control electrodes of the Hall sensor are connected to the input terminals, the output of the Hall sensor through an electronic key is connected to the output of the power sensor, and the control input of the electronic key is connected 1 through the input pulse former to the additional winding of the inductor. Фиг.2Figure 2
SU853837641A 1985-01-02 1985-01-02 Extremal power regulator SU1251048A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853837641A SU1251048A1 (en) 1985-01-02 1985-01-02 Extremal power regulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853837641A SU1251048A1 (en) 1985-01-02 1985-01-02 Extremal power regulator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1251048A1 true SU1251048A1 (en) 1986-08-15

Family

ID=21156253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853837641A SU1251048A1 (en) 1985-01-02 1985-01-02 Extremal power regulator

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1251048A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Коссов О.А. Усилители мощности на транзисторах в режиме переключений. М. : Энерги , 1971, с. 343, рис. 12, 29а. Труды Московского энергетического института, 1975, вып. 258, 1975, с. 13, 17, рис. 4 и 5, *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB2072964A (en) Circuits for making symmetrical the hysteresis loops in push-pull power supplies
SU1251048A1 (en) Extremal power regulator
US3069612A (en) Current supply apparatus
SU1309015A1 (en) Extremal regulator of power supplied from d.c.power source
SU989701A1 (en) Device for control of power transistorized switch
SU1339827A1 (en) Inverter
SU537337A1 (en) DC Impulse Stabilizer
SU1251252A1 (en) D.c.voltage stabilizer
SU1246067A1 (en) Pulsed d.c.voltage stabilizer
SU1402950A1 (en) Direct current measuring device
SU1259434A1 (en) One-ster d.c. voltage converter
SU1471181A1 (en) Dc voltage pulsed stabilizer
SU1408435A1 (en) Extreme-type power regulator
SU1157535A1 (en) Secondary source of electric power
SU1647822A1 (en) Push-pull d c converter
SU1334116A1 (en) A.c.voltage pulse stabilizer
RU1777229C (en) Control gear for stepping motor
SU851375A1 (en) Stabilized power source
SU744903A2 (en) Rectifier
SU1249666A1 (en) D.c.voltage-to-current converter
SU892439A1 (en) Pulsed parametric dc voltage stabilizer
SU769656A1 (en) Device for control of electromagnetic mechanism
SU1446687A1 (en) Voltage regulator of power-diode generator
SU1221605A1 (en) Instantaneous current meter
SU1309212A1 (en) Controlled power source