SU1555699A1

SU1555699A1 - D.c. voltage stabilizer

Info

Publication number: SU1555699A1
Application number: SU874305653A
Authority: SU
Inventors: Юрий Васильевич Сушилин; Геннадий Алексеевич Москалев
Original assignee: Предприятие П/Я А-3483
Priority date: 1987-07-06
Filing date: 1987-07-06
Publication date: 1990-04-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в блоках питани устройств автоматики, св зи, вычислительной техники. Цель изобретени - повышение надежности устройства. В него введены элементы И, усилители мощности и трехфазный мост на оптоэлектронных ключах с нагрузкой в виде токоограничивающего резистора. С помощью оптоэлектронных ключей и логических элементов И формируют информационные сигналы длительностью 1/6 периода напр жени сети, необходимы дл раздельного управлени транзисторами трехфазного мостового выпр мител . Входные сигналы, поступающие на входы логических элементов И, стробируютс сигналом с блока управлени . Усилители мощности, вход каждого из которых подключен к выходам логических элементов И, имеют два выхода. 2 ил.The invention relates to electrical engineering and can be used in power supply units for automation devices, communications, and computer technology. The purpose of the invention is to increase the reliability of the device. The elements I, power amplifiers and a three-phase bridge on optoelectronic switches with a load in the form of a current-limiting resistor are introduced into it. Using optoelectronic switches and logic elements, And generate information signals with a duration of 1/6 of the mains voltage period, which are necessary for the separate control of the three-phase bridge rectifier transistors. The input signals to the inputs of the AND gates are gated with a signal from the control unit. Power amplifiers, the input of each of which is connected to the outputs of logic gates And, have two outputs. 2 Il.

Description

Изобретение относитс к электро- технике и может быть использовано в блоках питани устройств автоматики, св зи и вычислительной техники.The invention relates to electrical engineering and can be used in power supply units for automation devices, communications and computer technology.

Цель изобретени - повышение надежности стабилизатора напр жени посто нного тока.The purpose of the invention is to increase the reliability of a DC voltage regulator.

На фиг,1 представлена электрическа структурна схема стабилизатора напр жени посто нного тока; на фиг.2 - временные диаграммы вторичных напр жений трехфазного трансформатора и управл ющих импульсов, по сн ющие работу стабилизатора.Fig. 1 is an electrical block diagram of a DC voltage regulator; Fig. 2 shows timing diagrams of the secondary voltages of a three-phase transformer and control pulses explaining the operation of the stabilizer.

Стабилизатор напр жени посто нного тока содержит трехфазный мостовой выпр митель, анодна группа которого выполнена на диодах 1-3, а катодна группа - на транзисторах 4-9, трехфазный трансформатор 10, имеющий основную вторичную обмотку 11 и дополнительную вторичную обмотку 12, трехфазный мост на оптоэлектронных ключах 13-18 с токоограничивающим резистором 19, логические элементы И 20-25, усилители 26-31 мощности и компенсационный блок 32 управлени , входные выводы 33-34 которого подключены к выходу трехфазного мостового выпр ми тел , а выход 35 подключен к третьим входам логических элементов И 20-25.The DC voltage regulator contains a three-phase bridge rectifier, the anodic group of which is made on diodes 1-3, and the cathode group on transistors 4-9, a three-phase transformer 10 having a main secondary winding 11 and an additional secondary winding 12, a three-phase bridge optoelectronic switches 13-18 with a current-limiting resistor 19, logic elements AND 20-25, power amplifiers 26-31 and a compensation control unit 32, the input terminals 33-34 of which are connected to the output of a three-phase bridge-rectifier tel and output 35 Linked to the third inputs of logic elements AND 20-25.

Стабилизатор работает следующим образом.The stabilizer works as follows.

Напр жение дополнительной обмотки 12 (фиг.2а) через токоограничи- тельный резистор 19 подаетс на входы оптоэлектронных ключей 13-18, косл ел елThe voltage of the additional winding 12 (fig. 2a) through the current-limiting resistor 19 is supplied to the inputs of the optoelectronic switches 13-18,

&&

СОWITH

торые включены по трехфазной мосто- вой схеме, а напр жение основной об- мотки 11 подаетс на вход трехфазно- го мостового выпр мител .The latter are connected via a three-phase bridge circuit, and the voltage of the main winding 11 is fed to the input of the three-phase bridge rectifier.

Каждый оптоэлектронный переключатель , вход которого смещен в пр мом направлении и, следовательно, через излучающий диод протекает ток, форми рует на своем выходе информационный сигнал длительностью 1/3 периода на пр жени сети (фиг.26).Each optoelectronic switch, whose input is displaced in the forward direction and, consequently, a current flows through the radiating diode, forms at its output an information signal with a duration of 1/3 of the period on the network voltage (Fig. 26).

С момента пересечени фазных напр жений фаз а и с {фиг.2а) напр жение фазы а становитс больше напр жени фазы с, т.е.From the moment of intersection of the phase voltages of the phases a and c (fig. 2a), the voltage of phase a becomes greater than the voltage of phase c, i.e.

иаia

IL . С этогоIl. From this

момента на выходах оптоэлектронных ключей 13 и 17 по вл ютс сигналы логического О, которые поступают на входы логического элемента И 20 и формируют на его выходе сигнал логической 1, Когда фазное напр жение Uc становитс больше фазного напр жени UB, ключ 57 закрываетс , а ключ 18 открываетс . Закрытие ключа 17 приводит к по влению на его выходе сигнала логической 1, который поступает на один из входов логического элемента И 20, что приводит к по влению на выходе логического элемента И 20 сигнала логического О и окончанию формировани на выходе логического элемента И 20 сигнала логической 1. Поскольку пересечение фазных напр жений сети следует с частотой 1/6 периода напр жени сети длительность сигнала логической 1 на выходе логического элемента И 20 строго фиксирована и составл ет 1/3 периода напр жени сети.of the moment at the outputs of the optoelectronic switches 13 and 17 signals appear logical O, which arrive at the inputs of the logic element AND 20 and form a logical signal 1 at its output. When the phase voltage Uc becomes greater than the phase voltage UB, the key 57 closes and the key 18 opens. Closing key 17 results in the appearance of a logical 1 signal at its output, which is fed to one of the inputs of a logic element 20, which results in the appearance of a logical signal O at the output of a logical element I 20 and the formation of a logical signal at the output of a logical element 20 1. Since the intersection of the phase voltage of the network follows with a frequency of 1/6 of the period of the voltage of the network, the duration of the logical 1 signal at the output of the logic element 20 is strictly fixed and is 1/3 of the period of the network voltage.

Открытие ключа 18 приводит к по влению на его выходе сигнала логического О, который поступает на один из входов логического элемещга И 25. На другой вход этого элемента поступает сигнал логического О с выхода ключа 13, который продолжает оставатьс открытым. По вление сигналов логического О на входах логического элемента И 25 вызывает на выходе этого элемента сигнал логической 1.Opening the key 18 results in the appearance at its output of a logical O signal, which is fed to one of the inputs of the logical element I 25. The other input of this element receives a logical O signal from the output of the key 13, which continues to remain open. The occurrence of logical O signals at the inputs of a logical element AND 25 causes a logical 1 signal at the output of this element.

При очередном пересечении фазных напр жений, когда напр жение U6 становитс больше напр жени Ug,, ключ 13 закрываетс и на его выходе по вл етс сигнал логической 1, а ключ 14 открываетс . Ключ 18 продол™At the next intersection of phase voltages, when the voltage U6 becomes greater than the voltage Ug, the key 13 closes and a logical 1 signal appears at its output, and the key 14 opens. Key 18 continue ™

5five

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

жает оставатьс открытым. Закрытие ключа 13 приводит к по влению на выходе логического элемента И 25 сигнала логического О, т.е. к окончанию формировани сигнала логической 1, длительность которого строго фиксирована моментами пересечени фазных напр жений сети и составл ет 1/6 периода напр жени сети.It remains open. Closing key 13 results in the appearance at the output of a logical element AND 25 of a logical O signal, i.e. by the end of the formation of the logical 1 signal, the duration of which is strictly fixed by the moments of intersection of the phase voltages of the network and is 1/6 of the period of the network voltage.

Сигнал логической 1 с выхода логического элемента И 20 поступает на вход усилител 26 мощности, который управл ет транзистором 4 трехфазного мостового выпр мител . Открытие транзистора 4 происходит тогда, когда его переход коллектор - эмиттер смещен в пр мом направлении в течение 1/3 периода напр жени сети. Однако сам транзистор 4 находитс в открытом состо нии только 1/6 периода напр жени сети.A logical 1 signal from the output of the logic element I 20 is fed to the input of a power amplifier 26, which controls the three-phase bridge-rectifier transistor 4. The opening of transistor 4 occurs when its collector-emitter junction is displaced in the forward direction during 1/3 of the mains voltage period. However, the transistor 4 itself is in the open state of only 1/6 of the period of the network voltage.

Сигнал логической 1 с выхода логического элемента И 25 поступает на вход усилител 27 мощности, который управл ет транзистором 5, включенным в то же плечо, что и транзистор 4. Транзистор 5 открываетс после закрыти транзистора 4 в следующие 1/6 периода напр жени сети.The logical 1 signal from the output of the logic element 25 is fed to the input of the power amplifier 27, which controls the transistor 5 connected in the same arm as the transistor 4. The transistor 5 opens after closing the transistor 4 in the next 1/6 period of the network voltage.

Происходит точное распределение тока нагрузки между транзисторами 4 и 5, Так как два транзистора каждого плеча катодной группы трехфазного мостового выпр мител смещены в пр мом направлении в течение 1/3 периода напр жени сети, то пор док их включени по отношению друг к другу безразличен.The load current between the transistors 4 and 5 is precisely distributed, since the two transistors of each cathode group's three-phase bridge rectifier arms are shifted in the forward direction during 1/3 of the mains voltage period, the order of their switching relative to each other is indifferent.

Аналогично работают пары транзисторов 6 и 7 и 8 и 9 трехфазного мостового выпр мител .Similarly, pairs of transistors 6 and 7 and 8 and 9 of a three-phase bridge rectifier operate.

Сигналы логического О с выходов ключей 14, 18 и 14, 16 дл пары транзисторов 6 и 7 трехфазного мостового выпр мител поступают соответственно на входы логических элементов И 21 и 23, на выходах которых формируютс сигналы логической 1, Эти сигналы через усилители 28 и 29 мощности управл ют транзисторами 6 и 7.The logic signals O from the outputs of the keys 14, 18 and 14, 16 for a pair of transistors 6 and 7 of a three-phase bridge rectifier, respectively, arrive at the inputs of logic elements And 21 and 23, at the outputs of which logical signals 1 are formed. These signals through power amplifiers 28 and 29 drive the transistors 6 and 7.

Сигналы логического О с выходов ключей 15-18 дл пары транзисторов 8 и 9 трехфазного мостового выпр мител поступают соответственно на входы логических элементов И 22 и 24. Сигналы логической 1 с выхода логических элементов И 22 и 24 через уси лители 30 и 31 управл ют транзистора ми 8 и 9.The logic signals O from the outputs of the switches 15-18 for a pair of transistors 8 and 9 of a three-phase bridge rectifier, respectively, arrive at the inputs of the logic elements AND 22 and 24. The signals of the logical 1 from the output of the logic elements AND 22 and 24 through the amplifiers 30 and 31 control the transistor mi 8 and 9.

Обеспечение необходимой стабилизации напр жени на нагрузке произво- дитс блоком 32 управлени . Дл этого его выход подключен к вторым выходам усилителей 26-31 мощности,The provision of the necessary voltage stabilization at the load is carried out by the control unit 32. For this, its output is connected to the second outputs of power amplifiers 26-31,

В известном стабилизаторе напр - жение каждой фазы дополнительной об мотки трехфазного трансформатора од повременно подаетс в течение полу- периода напр жени сети на базы двух транзисторов, включенных в разные плечи трехфазного мостового выпр мител .In the known stabilizer, the voltage of each phase of an additional winding of a three-phase transformer is once again supplied during a half-period of network voltage to the bases of two transistors connected to the different shoulders of a three-phase bridge rectifier.

Наличие отпирающего сигнала на базе транзистора, смещенного в обрат ном направлении, снижает надежность работы транзисторов трехфазного мостового выпр мител и, следовательно, самого стабилизатора.The presence of an unlocking signal based on a transistor biased in the reverse direction reduces the reliability of operation of the three-phase bridge rectifier transistors and, therefore, the stabilizer itself.

Кроме того, форма сигнала управлени транзисторами трехфазного мостового выпр мител определ етс формой напр жени дополнительной обмотки трехфазного трансформатора, что увеличивает потери мощности рассеивани на управл ющих переходах транзисторов .In addition, the shape of the transistor control signal of a three-phase bridge rectifier is determined by the form of the voltage of the additional winding of the three-phase transformer, which increases the power dissipation at the control transitions of the transistors.

Предлагаемый стабилизатор напр жени посто нного тока осуществл ет управление транзисторами трехфазного мостового выпр мител только в моменты времени, когда к их переходу коллектор - эмиттер приложено напр жение в пр мом направлении.The proposed DC voltage regulator controls the three-phase bridge rectifier transistors only at the times when a voltage in the forward direction is applied to their collector-emitter junction.

Длительность отпираемого напр жени на базах транзисторов трехфазного мостового выпр мител определ етс временем пребывани в открытом состо нии транзисторов и равна 1 /3 периода напр жени сети. Длительности включени каждого транзистора од0The duration of the unlocked voltage on the bases of the transistors of the three-phase bridge rectifier is determined by the time in the open state of the transistors and is equal to 1/3 of the period of the network voltage. The duration of each transistor od0

5five

00

5 б5 B

00

5five

00

5five

ного плеча трехфазного мостового выпр мител идентичны и синхронизированы с. напр жением питающей сети, что позвол ет не только повысить надежность стабилизатора, но и снизить мощность рассеивани на управл ющих переходах транзисторов и расширить возможности наращивани транзисторов в каждом плече трехфазного мостового выпр мител .The three-phase bridge rectifier is identical and synchronized with. mains voltage, which not only improves the reliability of the stabilizer, but also reduces the power dissipation at the control junctions of the transistors and expands the capacity of the transistors in each arm of the three-phase bridge rectifier.

Claims

Invention Formula

A DC voltage regulator containing a three-phase bridge rectifier, each arm of the cathode group of which consists of two transistors connected in parallel, a three-phase transformer with an additional and main secondary windings, the last of which is connected to the input of a three-phase bridge rectifier, and a compensation a control unit connected by an input to output pins, characterized in that, in order to increase reliability, logic gates And, power amplifiers and a three-phase bridge are introduced into it on opto-electronic switches with a load in the form of a current-limiting resistor, the input of which is connected to the additional secondary winding of a three-phase transformer, and the outputs of each pair of optoelectronic switches are connected and connected to the power amplifier, the first output of which is connected to the base of that three-phase transistor rectifier, which is biased for a working pair of optoelectronic switches in the forward direction, and the second outputs of the power amplifiers are combined and connected to the output of the control unit occurrence.

(Th / y /

IM and MSC)

Shg.1