SU1443096A1

SU1443096A1 - Устройство дл регулировани напр жени

Info

Publication number: SU1443096A1
Application number: SU874245840A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Васильевич Кобзев; Владимир Сергеевич Мишуров; Николай Макарович Музыченко; Валерий Дмитриевич Семенов
Priority date: 1987-05-15
Filing date: 1987-05-15
Publication date: 1988-12-07

Abstract

Изобретение относитс к преобразовательной технике. Цель изобретени - снижение массы и габаритов при сохранении высоких технико-экономических показателей. Регулирование напр жени осуществл етс изменением состо ни четьфех ключей и двух однотакт- ных силовых чеек. В результате этого осуществл етс режим пр мой передачи напр жени с входа на выход, режим вольтодобавки и режим вольтоотбавки. Выходной фильтр подключаетс к входному фильтру в каждом из рабочих тактов через силовую обмотку и ключи одной из однотактных силовых чеек. Одновременно высокочастотный трансформатор другой однотактной силовой чейки находитс в режиме размагничивани . При размагничивании высокочастотного трансформатора энерги размагничивани возвращаетс в сеть, за счет чего достигаетс поставленна цель. 5 ил. i (Л

Description

4 Oil

СО

О)

Изобретение относитс к преобразовательной технике, в частности к технике регулировани и стабилизации переменного напр жени , величина которого измен етс в большую или меньшую сторону от номинального значени , и может найти применение при построении систем электропитани с

бестрансформаторным йходом в тех слу-|Q щий вход 31 устройства. Выход вычитател 27 св зан с вторым входом компаратора 29, выход которого соединен с информационным входом 32 распределител 23 управл ющих импульсов и одним из входов логического элемента 2И-НЕ 30, другой вход которого подключен к выходу компаратора 28, св занному с информационным входом 32 распределител 22 управл ющих импульсов. Выход элемента 2И-НЕ 30 соединен с информационным входом 32 третьего распределител 24 управл ющих импульсов. Синхронизирующие входы 33 распределителей 22, 23 и 25 управл ющих импульча х , когда требуетс получение напр жени с минимальными пульсаци ми, при высокой скорости отработки управл ющего сигнала, минимальных массе и габаритах.

Цель изобретени - снижение массы и габаритов при сохранении высоких технико-экономических показателей.

На фиг. 1 приведена функциональна схема предлагаемого устройства; 20 на фиг. 2 - пример выполнени распределител импульсов; на фиг. 3 - пример вьтолнени датчика пол рности выходного напр жени ; на фиг. 4 и 5 временные диаграммы, по сн ющие рабо- 25 сов подключены к пр мому выходу Т- ту устройства.триггера 21, а их синхронизирующие

Устройство (фиг. 1) содержит входной 1 и выходной 2 фильтры, имеющие общую точку, две однотактные силовые

входы 34 - к инверсному входу Т-триг гера 21„

Управл ющие входы ключей 13 одно35

чейки 3 и 4, блок 5 управлени ключа-30 тактных силовых чеек 3 и 4 подклю- ми, два распределител 6 и 7 импульсов и датчик 8 пол рности выходного напр жени .

Кажда однотактна силова чейка 3, 4 имеет высокочастотный трансформатор 9, силова обмотка которого выполнена с промежуточными выводами 10 и 11, вывод 12 которой через ключ 13 соединен с общей точкой входного 1 и выходного 2 фильтров, а вывод 14 и промежуточный вывод 10 через ключ 15 и третий ключ 16 подключены к входному фильтру 1. Промежуточньй вьшод 11 соединен с выходным фильтром 2. Обмотка 17 размагничивани высокочастотного трансформатора 9 через ключ 18 подключена между вьшодом 14 силовой обмотки и общей точкой соединени входного 1 и выходного 2 фильтров.

чены к парафазным выходам 35 и 36 соответственно распределител 24 управл ющих импульсов, а управл ющие в ды ключей 15 и 16 однотактных силовы чеек 3 и 4 соединены с парафазными выходами 35 и 36 распределителей 22 24 зпправл ющих импульсов.

Управл ющие входы 37 и 38 ключа 18 однотактной силовой чейки 3 соед нены с соответствующими выходами 35 и 36 распределител 6 импульсов, а входы 37 и 38 ключа 18 однотактной с ловой чейки 4 - с выходами 35 и 36 соответственно распределител 7 им- 45 пульсов. Информационный вход 32 распределител 6 импульсов подключен к дополнительному вьгооду 39 блока 5 образованному инверсным выходом Т- триггера 21; а информационный вход

40

Блок 5 содержит задающий генератор д 32 распределител 7 импульсов соеди19 , выход 20 которого соединен с Т- триггером 21, распределители 22-24 управл ющих импульсов, генератор 25 пилообразного напр жени , амплитудный

нен с дополнительным выходом 40 блок 5, образованным пр мым выходом Т-три гера 21. Синхронизирующие входы 33 распределителей 6 и 7 импульсов поддетектор 26, вычитатель 27, выполнен-„ ключены к выходу датчика 8, а входы

ный, например, на операционном усилителе , компараторы 28 и 29 и логический элемент 2И-НЁ 30, Выход задающего генератора 20 соединён с входами Т34 распределителей 6 и 7 импульсов - к его второму выходу,

Каждьгй из р с11ределителей 6, 7 им пульсов и распределителей 22-24 упра

триггера 2 и генератора 25, к выходу которого подключены первые входы компараторов 28 и 29 и вход амплитудного детектора 27. Выход амплитудного детектора 26 соединен с инвертирующим входом вычитател 27, пр мой вход которого объединен с вторым входом компаратора 28 и образует управл юсов подключены к пр мому выходу Т- триггера 21, а их синхронизирующие

входы 34 - к инверсному входу Т-триг- гера 21„

Управл ющие входы ключей 13 одно

тактных силовых чеек 3 и 4 подклю-

чены к парафазным выходам 35 и 36 соответственно распределител 24 управл ющих импульсов, а управл ющие входы ключей 15 и 16 однотактных силовых чеек 3 и 4 соединены с парафазными выходами 35 и 36 распределителей 22 и 24 зпправл ющих импульсов.

Управл ющие входы 37 и 38 ключа 18 однотактной силовой чейки 3 соединены с соответствующими выходами 35 и 36 распределител 6 импульсов, а входы 37 и 38 ключа 18 однотактной си- ловой чейки 4 - с выходами 35 и 36 соответственно распределител 7 им- пульсов. Информационный вход 32 распределител 6 импульсов подключен к дополнительному вьгооду 39 блока 5 образованному инверсным выходом Т- триггера 21; а информационный вход

32 распределител 7 импульсов соединен с дополнительным выходом 40 блока 5, образованным пр мым выходом Т-триг- гера 21. Синхронизирующие входы 33 распределителей 6 и 7 импульсов подключены к выходу датчика 8, а входы

34 распределителей 6 и 7 импульсов - к его второму выходу,

Каждьгй из р с11ределителей 6, 7 импульсов и распределителей 22-24 управ

15

20

3

л ютих импульсов (фиг, 2) содержит два элемента 2И 41 и Д 2. Одни из входов элементов 2И 41 и 42 объединены и образуют информационный вход 32, второй вход элемента 2И 41 образует первьш сиккронизирутощий вход 33, а второй вход элемента 2И 42 - второй синхронизирующий вход ЗА. При этом Bbf- ходы элементов 41 и 42 вл ютс вы- ю ходами 35 и 36,

Датчик 8 (фиг. З) выполнен, напри- мёр, на компараторе 43, к входу которого подключена вторична обмотка согласующего трансформатора 44, первичной обмоткой соединенного с выходным фильтром 2, а выход компаратора 43 образует первый выход датчика 8, Второй выход датчика 8 образован выходом инвертора 45, вход которого соединен с выходом компаратора 43.

На диаграммах (фиг. 4) обозначены пилообразное напр жение 46, напр жение 47 управлени на управл ющем входе 31, напр жение 48 на выходе вычи- тател 27, импульсна последовательность 49 ка выходе компаратора 28, импульсна последовательность 50 на выходе компаратора 29, импульсна последовательность 51 на выходе элемента 2И-НЕ 30, напр жени 52 и 53 на выходах Т-триггера 21, напр жени 54 и 55 на выходах датчика 8, напр жени 56-58 на управл ющих входах ключей 15, 16 и 13 однотактной силовой чейки 3, напр жени 59 и 60 на управл ющих входах ключа 18 однотактной силовой чейки 3.

На диаграммах (фиг. 5} обозначены напр жени 61-63 на управл ющих входах ключей 15, 16 и 13 однотактной силовой чейки 4, напр жени 64 и 65 на управл ющих входах 36 и 35 ключа 18 однотактной силовой чейки 4, напр жение 66 питающей сети, напр жение 67 на обмотках высокочастотного трансформатора 9 однотактной силовой чейки 3, напр жение 68 на обмотках высокочастотного трансформатора 9 од25

нератора 25, осуществл их синхронную работу. Напр жение 47 (фиг, 4), поступающее с управл ющего входа 31 сравниваетс на компараторе 28 с пи лообразным напр жением 46. Если напр жение 47 ниже пилообразного напр жени 46 по уровню, то на выходе компаратора 28 формируетс напр жение импульсной последовательности 4 равное логическому нулю и наоборот, если напр жение 47 выше пилообразно го напр жени 46, на выходе компаратора 28 сигнал иьшульсной последовательности 49, равный логической единице . Одновременно напр жение 47 поступает на пр мой вход вычитател 27, на инвертирующий вход коттэрого поступает с выхода амплитудного детектора 26 посто нное напр жение, уровень которого равен амплитуде пи лообразного напр жени 46. Напр жение 48 с выхода вычитател 27 посту пает на вход ко таратора 29 и сравниваетс с линейно-измен ющимс пило образным напр жением 46. Причем, ес ли уровень напр жени 48 ниже пилообразного напр жени 46, на выходе компаратора 29формируетс сигнал 50, равный логической единице, а ес ли уровень сигнала 48 вьте пилообра ного напр жени 46, сигнал 50 равен логическому нулю, С выхода первого компаратора 28 сигнал 49 подаетс н информационный вход 52 первого расп делител 22 и на один из входов лог ческого элемента 2И-НЕ 30, на друго вход которого приходит с выхода вто рого компаратора 29 сигнал импульсной последовательности 50, поступаю одновременно на информационньо вход 32 распределител управл ющих импул сов 23. Сформированный на выходе эл мента 2И-НЕ 30 сигнал импульсной по 45 следовательности 51 подаетс на информационный вход 32 распределител 24 управл ющих импульсов. Распредел тели 22-24 управл ющих импульсов ос ществл ют передачу сигналов, поступ

30

35

40

нотактной силовой чейки 4, напр же- 50 информационные входы 32,

На управл ющие входы ключей 13, 15 16 однотактных силовых чеек 3 и 4, в соответствии с поступающими на си хронизирующие входы 33, 34, напр же ни ми 52 и 53 с выходов Т-триггера 21 . При этом импульсные последовательности 56-58 парафазных выходов распределителей управл ющих импульсов 22-24 поступают на управл ющие

ние 69 на входе выходного фильтра 2 и напр жение 70 на нагрузке.

Устройство работает следующим образом .

Блок 5 осуществл ет управление ключами однотактных силовых чеек 3 и 4. Последовательность импульсов с выхода 20 задающего генератора поступает на входы Т-триггера 21 и геbj4: ()96

5

нератора 25, осуществл их синхронную работу. Напр жение 47 (фиг, 4), поступающее с управл ющего входа 31, сравниваетс на компараторе 28 с пилообразным напр жением 46. Если напр жение 47 ниже пилообразного напр жени 46 по уровню, то на выходе компаратора 28 формируетс напр жение импульсной последовательности 49, равное логическому нулю и наоборот, если напр жение 47 выше пилообразного напр жени 46, на выходе компаратора 28 сигнал иьшульсной последовательности 49, равный логической единице . Одновременно напр жение 47 поступает на пр мой вход вычитател 27, на инвертирующий вход коттэрого поступает с выхода амплитудного детектора 26 посто нное напр жение, уровень которого равен амплитуде пилообразного напр жени 46. Напр жение 48 с выхода вычитател 27 поступает на вход ко таратора 29 и сравниваетс с линейно-измен ющимс пилообразным напр жением 46. Причем, если уровень напр жени 48 ниже пилообразного напр жени 46, на выходе компаратора 29формируетс сигнал 50, равный логической единице, а если уровень сигнала 48 вьте пилообразного напр жени 46, сигнал 50 равен логическому нулю, С выхода первого компаратора 28 сигнал 49 подаетс на информационный вход 52 первого распределител 22 и на один из входов логического элемента 2И-НЕ 30, на другой вход которого приходит с выхода второго компаратора 29 сигнал импульсной последовательности 50, поступающий одновременно на информационньо вход 32 распределител управл ющих импульсов 23. Сформированный на выходе элемента 2И-НЕ 30 сигнал импульсной по- 5 следовательности 51 подаетс на информационный вход 32 распределител 24 управл ющих импульсов. Распредели-, тели 22-24 управл ющих импульсов осуществл ют передачу сигналов, поступа0

5

0

информационные входы 32,

На управл ющие входы ключей 13, 15 и 16 однотактных силовых чеек 3 и 4, в соответствии с поступающими на синхронизирующие входы 33, 34, напр жени ми 52 и 53 с выходов Т-триггера 21 . При этом импульсные последовательности 56-58 парафазных выходов 35 распределителей управл ющих импульсов 22-24 поступают на управл ющие

входы ключей 15, 16 и 13 однотактной силовой чейки 3 а с парафазных выходов 36 напр жени 61-63 - на управл - к цие входы ключей 15, 16 и 13 одно- . тактной силовой чейки 4. Таким обра- зом, напр жени с выходов компараторов 28 и 29 и элемента :2И-НЕ 30 передаютс через распределители 22-24 управл ющих импульсов на одном такте задающего генератора 19 на управл ющие входы ключей 15, 16 и 13 одной однотактной силовой чейки 3, а на другом такте - на управл к цие входы

ключей 15, 16 и 13 другой однотактнойj ный трансформатор 9 однотактной си

20

25

силовой чейки 4.

Напр жени 54 и 55 частоты питающей сети с выхода датчика 8 поступают на синхронизируклцие входы 33 и 34 расп1)еделнтелей 6 и 7 импульсов. На информационный вход 32 распределител 6 импульсов подаетс напр жение 53 с инверсного выхода Т-триггера 21, а на информационный вход 32 распределител 7 импульсов - напр жение 52 с пр мого выхода Т-триггера 21. Распределители 6 и 7 импульсов осуществл ют передачу сигналов, поступающих на информационные входы 32, на входы

37 и 38 ключей 18 однотактных силовых,., вольтоотбавки. чеек 3 и 4 в соответствии с поступающими на синхронизирующие входы 33 и 34 напр жени ми 54 и 55.

В момент времени t, в соответствии с напр жени ми 57 и 58 замкнуты ключи 16 и 13 однотактной силовой чейки 3 и напр жение 66 питающей сети приложено к силовой обмотке высокочастотного трансформатора 9. Напр жение 69 промежуточного вывода II поступает на выходной фильтр 2. На интервале

ловой чейки 4 размагничиваетс . Н пр жение 70, приложенное к нагрузк в этом случае выше напр жени 66 пи тающей сети. Так осуществл етс ре регулировани напр жени вверх от пр жени питающей сети, т.е. режим вольтодобавки.

На интервале времени t одновре менно включены ключи 15 и 13 однотактной силовой чейки 3. В этом с чае напр жение, приложенное к выхо ному фильтру 2, ниже напр жени 66 питающей сети и осуществл етс реж

Claims

Формула изобретени

35

40

Устройство дл регулировани на пр жени , содержащее входной и вых ной фильтры с общей точкой, две о нотактные силовые чейки, кажда и которых содержит четьфе ключа, выс кочастотный трансформатор с силово обмоткой и обмоткой размагничивани при этом первый вывод силовой обмо ки подключен через первый ключ к о щей точке фильтров, и блок управле ключами, включающий триггер, от личающеес тем, что, с ц лью снижени массы и габаритов при сохранении высоких технико-экономи ческих показателей, введены два ра пределител импульсов, датчик пол ности выходного напр жени , силова

времени ключи 13, 15 и 16 однотактной силовой чейки 3 разомкну- .ты, а ключ 18 замкнут в соответствии с поступающим на его управл ющий вход напр жением 59,

В этом такте высокой частоты на интервале времени , высокочастотный трансформатор 9 однотактной силовой чейки 3 размагничиваетс током,

45

Устройство дл регулировани на пр жени , содержащее входной и вых ной фильтры с общей точкой, две о нотактные силовые чейки, кажда и которых содержит четьфе ключа, выс кочастотный трансформатор с силово обмоткой и обмоткой размагничивани при этом первый вывод силовой обмо ки подключен через первый ключ к о щей точке фильтров, и блок управле ключами, включающий триггер, от личающеес тем, что, с ц лью снижени массы и габаритов при сохранении высоких технико-экономи ческих показателей, введены два ра пределител импульсов, датчик пол ности выходного напр жени , силова

протекающим по цепи: обща точка филь- обмотка каждого из высокочастотных

тров, диод, включённый с ним последовательно ключ 18 в соответствии с действующим на его управл ющем входе напр жеиием 59, обмотка 17 размагничивани , вывод 14 силовой обмотки, промежуточный вывод 1 J, вмходно й фильтр 2, В м;омент времени t замкнуты ключи 16 и 15 одиотактной силовой чейки 4 в соответствии с напр жени ми 61 и 72 на их управл ющих входах. Высокочастотньй трансформатор 9. однотактной силовой чейки А закорочен . Напр жение питающей сети 66 поступает без изменений на выходной фильтр
2. На интервале t выключаетс ключ 15, а включаетс ключ 13 однотактной силовой чейки 4. К выходному фильтру 2 приложено напр жение 69, снимаемое с промежуточного вьтода 11. Б следующем такте работает однотакт- на силова чейка 3, а высокочастотный трансформатор 9 однотактной си

ловой чейки 4 размагничиваетс . Напр жение 70, приложенное к нагрузке, в этом случае выше напр жени 66 питающей сети. Так осуществл етс режим регулировани напр жени вверх от напр жени питающей сети, т.е. режим вольтодобавки.

На интервале времени t одновременно включены ключи 15 и 13 однотактной силовой чейки
3. В этом случае напр жение, приложенное к выходному фильтру 2, ниже напр жени 66 питающей сети и осуществл етс режим

вольтоотбавки.

Формула изобретени

Устройство дл регулировани напр жени , содержащее входной и выходной фильтры с общей точкой, две од- нотактные силовые чейки, кажда из которых содержит четьфе ключа, высокочастотный трансформатор с силовой обмоткой и обмоткой размагничивани , при этом первый вывод силовой обмотки подключен через первый ключ к общей точке фильтров, и блок управлени ключами, включающий триггер, отличающеес тем, что, с целью снижени массы и габаритов при сохранении высоких технико-экономических показателей, введены два распределител импульсов, датчик пол рности выходного напр жени , силова

обмотка каждого из высокочастотных

трансформаторов содержит два промежуточных вывода, при этом вторсэй вывод и первый промежуточный вьтод силовой обмотки подключены через второй и третий ключи к входному фильтру, второй промежуточный вывод силовой обмотки подключен к выходному фильтру, а обмотка размагничивани черед четвертый ключ подключена между вторым выводом силовой обмотки и общей точкой входного и выходного фильтров, гфичем управл ющие входы четвертого ключа каждой силовой чейки соединены с выходами соответствующего распределител импульсов, синхронизируюу уч

8

щие входы которого подключены к па- рафазным выходам датчика пол рности выходного напр жени , информационный вход ка дого распределител импульсов соединен с одним из дополнительных выводов блока управлени , образованных выходами триггера.

«tl

Фие.2

.J

фиг. 5