SU1252879A1 - Регулируемый преобразователь переменного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области электротехники и предназначено дл  регулировани  переменного напр жени . Цель изобретени  - уменьшение искажений питающей сети и повышение КПД. Преобразователь содержит блок согласовани  (ЕС) 1, выходом подключенный к выводам управлени  ключа 2, формирователь синхроимпульсов (ФС) 3, форf pMCffl0ffo/ne/ru упраапйнлш/ж ампцльрдд

Description

мирователь управл ющего сигнала (ФУС) 10 и формирователь управл ющих импульсов , включающий D-триггеры 4, 5, 6, элементы И 8, 9 и элемент 2И-ИЛИ 7. Ключ 2 включен последовательно между : входными и выходными выводами. Входы ФС 3 подключены к питающей сети, а выходи - к С-входам)-триггеров 4, 5 соответственно. S-вход D-триггера 4 подключен к пр мому выходу D-триггера 6. Инверсные выходыD-триггеров 4, 5 подключены к пр мым входам элемента 2 И-ИЛИ 7. Вторые входы элементов И 8, 9 подключены соответственно к пр мым выходамD-триггеров 4, 5, а выходы - к входам БС 1. Выход элемента 2 И-ИЛИ 7 подключен к С-входу D JPnrrepa 6, D-вход которого подключен к инверсному выходу и к S-входу В-триггера 5.D -входы В-триггеров 4,

Изобретение относитс  к электро- технике и предназначено дл  регулировани  переменного напр жени .

Цель изобретени  - уменьшение искажений питающей сети и повышение КПД

На фиг.i представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - формирователь управл ющего сигнала; на фиг.З - блок согласовани ; на фиг.4 - формирователь синхроимпульсов . I. .

Устройство содержит блок ) согласовани , выход которого: подключен к выводам управлени  ключа 2, который представл ет собой тиристорный переключающий элемент. Ключ 2 включен последовательно между входными и выходными выводами устройства. Устройство содержит также формирователь 3 синхроимпульсов , входа которого подключены к питающей сети, а выходы к с-входам первогоD-триггера 4 и второго D -триггера 5 соответственно. S-вход первого D-триггера 4 подключен к пр мому выходу третьего D-триггера 6. Инверсные выхода первого D-триггера 4 и второго)-триггера 5 подключены к пр мым входам элемента 2 И-ИЛИ 7. Выходы формировател  3 синхроимпульсов подключены, соответ5 подключены к выходу ФУС 10, который включает последовательно соединенные трансформатор, выпр митель, фильтр, а также элемент сравнени  и источник опорного напр жени . Выполнение ФС 3 с двум  выходами и указанное выполнение формировател  управл ющих импульсов обеспечивают переключение ключа 2 в моменты времени , при которых напр жение сети близко к нулю, что приводит к резкому снижению динамических потерь в ключе 2. Благодар  подаче на ключ 2 управл ющего напр жени  в определенные моменты времени исключаютс  перегрузки ключа и трансформатора за счет токов подмагничивани  и устран етс  возможность перекашивани  фаз питающей сети.4 ил.

ственно, к первым входам элементов И 8 и 9 и к первым входам элемента 2И-ИПИ 7. Вторые входы элементов И 8 и 9 подключены, соответственно,

К пр мь м выходам первого триггера 4 и второго триггера 5, а выходы - к входам блока I согласовани . Выход элемента 2И-ШШ 7 подключен к С-входу третьего триггера 6, D-в):од которого подключен к инверсному выходу и к S-входу второгоD-триггера 5. В-входыХ -триггеров 4 и 5 подключены к выходу формировател  10 управл ющего сигнала.

Формирователь управл ющего сигнала (фиг.2) содержит трансформатор 11, выпр митель 12, фильтр 13, элемент 14 сравнени , источник 15 опорного напр жени . Выход фильтра 13 может

служить выходом устройства, если нагрузка питаетс  посто нным напр жением .

Блок 1 согласовани  (фиг.З) содер- жит токовые согласователи, выполненные на транзисторах 16 и 17, токоог- раничительные резисторы 18-20 и опто- пары 21 и 22.

Формирователь 3 синхроимпульсов (фиг.4) представл ет собой два фор

.мировател . импульсов, выполненр1ые

один на транзисторе 23, диоде 24, токорграничительных резисторах 25, 2б и инверторе 27, а второй на транзисторе 28, диоде 29, токоограничи- тельных резисторах 30 и 31 и инверто ре 32. Первый формирователь запускаес  от положительной полуволны сетево напр жени  через трансформатор 33, второй - от отрицательной полуволны.

Устройство работает следующим об- разом.

Синусоидальное напр жение сети, поступающее на входы формировател  3 синхроимпульсов, преобразуетс  в па- рафазные синхросигналы пр моугольной формы, которые используютс  дл  тактировани  первого и второго D-триге- ров 4, 5 и управлени  моментом включени  ключа 2 через элементы И 8, 9 и блок 1 согласовани .

При изменении напр жени  питани  сети в сторону увеличени  во вторичной обмотке трансформатора 11 напр жение также увеличиваетс , что приводит к повышению напр жени  на выходе фильтра 13. Напр жение с выхода фильтра и напр жение с источника i 5 опор-ного напр жени  поступают на входы элементов 14 сравнени , который в данном случае вырабатывает потенциал ло- гического О, поступающий на1) -входы В-триггеров 4 и 5. Однако, этот

,сигнал может записатьс  только в один из триггеров, так как на их S-входы поступают сигналы с пр мого и инверсного выходов третьего D-триггера 6.

Если третий)-триггер 6 находитс  в состо нии О, то логический О запишетс  в первый Р -триггер 4. Сигнал с пр мого выходаD -триггера 4 закрывает элемент И 8 и запрещает импульсу с выхода формировател  3 синхроимпульсов поступить через блок i согласовани  на вывод управлени  ключа 2.

В результате в промежуток времени, равный полупериоду сетевого напр жени , ключ 2 будет закрыт, вследствие чего напр жение на выходе фильтра 13 50 несколько снизитс .

Одновременно сигнал с инверсного выхода первого D -триггера 4 открывает элемент 2И-ИЛИ 7 дл  прохождени  импульса с выхода формировател  3 син- 55 хроимпульсов на С-вход третьего D-триггера 6, что приводит к изменению его состо ни  на противоположное

5

0

5 20

25

о

5

0

5

0

5

(третий В-триггер 6 включен по схеме делител  на два).

Если напр жение на выходе фильтра 13 продолжает превьшшть номинальное, то на выходе элемента I4 сравнени  будет сохран тьс  потенциал логического О, что приведет к записи этого сигнала во второй)-триггер 5. Сигнал с пр мого выхода второго D-триггера 5 закрывает элемент И9 и эапр1е- щает импульсу с выхода формировател  3 синхроиьтульсов поступить через блок 1 согласовани  на вывод управлени  ключа 2,

Так как сигналы с выхода формировател  3 импульсов поступают на элементы И 8 и 9 в разные моменты времени , а именно на первый элемент ИЗ в момент времени, совпадающий с положительной полуволной сетевого напр жени  , а на второй элемент И9 в момент времени, совпадающий с отрицательной полуволной сетевого напр жени ,.то выключение может происходить только поочередно в периоды положительной и отрицательной полуволн, что исключает по вление тока подмагничивани  трансформатора 11 и перекашивание фаз пит ающей сети.

Когда напр жение на выходе фильтра 13 станет несколько меньше опорного, на выходе элемента 14 сравнени  по витс  потенциал логической I, Ь-триггеры 4 и 5 устанавливаютс  в состо ние 1, элементы И 8 и 9 открываютс  и позвол ют сигналам с выхода формировател  3 синхроимпульсов через блок 1 согласовани  включить ключ 2 в начале каждой полуволны сетевого напр жени . В результате напр жение на выходе фильтра 13 начинает повышатьс  со скоростью, опре- дел еь)ой параметрами фильтра 13. Одновременно сигналы с инверсных выходов Р-триггеров 4 и 5 запрещают прохождение синхросигналов через элемент 2И-ИЛИ 7 на С-вход J)-триггера 16, он сохран ет свое состо ние, соответствующее знаку последней полуволны сетевого напр жени , при которой ключ 2 был включен.

В установившемс  режиме выходное напр жение фильтра I3 будет колебатьс  около своего номинального значени . Амплитуда и частота этих колебаний определ етс  параметрами фильтра 13. Энерги , выдел юща с  на ключе 2 за врем  одного включени  (дигде А I

и t ..

намические потери), определ ютс , формулой

А.. вьздел ема  энерги ; амплитуда тока, протекающего через ключ 2 в конце цикла отпирани ;

амплитудное значение напр жени  на ключе в начале цикла отпирани ; врем  включени  ключа. Из приведенной формулы следует,

что потери энергии на ключе 2 отсто т от момента времени, когда напр жение

сети близко к нулю. Таким образом, так как переключение ключа 2 в данном устройстве происходит в моменты времени , при которых напр жение сети близко к нулю, резко снижаютс  динамичес- кие потери в ключе 2, что повышает КПД устройства. Благодар  подаче на ключ 2 управл ющего напр жени  в определенные моменту времени устран етс  возможность перегрузки ключа и трансформатора за счет токов подмагничи- вани , что, в свою очередь , увеличивает КПД, снижает уровень помех, создаваемых устройством, и устран ет возможность перекашивани  фаз питающей сети.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Регулируемый преобразователь пере- Менного напр жени , содержащий ключ, включенньй последовательно между входными и выходньми выводами преобразовател , и узел управлени  содержащий формирователь синхроиз тульсов, форми- рователь управл ющего сигнала и фор

   f

   Сеть Ч

   мирователь управл ющих импульсов, при этом выход формировател  управл ющих импульсов через блок согласовани  св зан с выводами управлени  ключа, входы формировател  синхроимпульсов св заны с выводами дл  подключени  питающей сети, а его выход с одним из входов формировател  управл ющих импульсов , отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  искажений пи- таюЩей сети и повьшени  КПД формирователь синхроимпульсов выполнен двух- выходовым, формирователь управл ющих импульсов содержит триD-триггера, элемент 2И-ИШ, два элемента И, причем D -входы первого и второго триггеров подключены к выходу формировател  управл ющего сигналаj S-входы этих триггеров подключены соответственно к пр мому и инверсному выходам третьего D -триггера, С-входы первого и второго триггеров подключены jk соот ветствующим выходам формировател  синхроимпульсов, соединенными соответственно с первыми входами элементов И и с инверсным входом Элемента 2И-ИЛИ, пр мые входы которого подключены к инверсным выходам соответству- Ю01ИХ первого и Второго J)-триггеров, выхода элементов И подключены к соответствующим входам блока согласовани , пр 1« е выходы первого и второго D-триггеров подключены соответственно к вторым входам элементов И,S -вход второго)-триггера подключен к j -входу третьего D-триггера, С-вход третьего J) -триггера подключен к вьпсоду элемента 2И-ИЛЙ, входы формировател  управл ющего сигнала подключены к выходу ключа и выводу дл  подключени  питшощей сети.

   /2

   73

   I

   ;

   Фиг, 2

   Фиг. 3

   Ли Сеть

   Редактор Л. Коссей

   Составитель И. Головннова

   Техред Л.Сердюкова Корректор Н. Патай

   Заказ 4628/54

   Тираж 631Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий И3035, Москва, Ж-35, Раушска  наб,, д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   ФигМ