SU1668974A1

SU1668974A1 - Multichannel stabilized electric power supply source

Info

Publication number: SU1668974A1
Application number: SU884459954A
Authority: SU
Inventors: Валерий Борисович Мальцев; Владимир Иванович Невзгодин; Дмитрий Владимирович Решетнев
Original assignee: Серпуховское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск им.Ленинского комсомола
Priority date: 1988-06-06
Filing date: 1988-06-06
Publication date: 1991-08-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в качестве источника электропитани различной радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретени вл етс уменьшение коэффициента пульсаций выходных напр жений. Устройство состоит из общего регул тора 1 переменного напр жени и N каналов стабилизации, включающих управл емые выпр мители 5.1...5.N, линейные стабилизаторы 7.1...7.N. Стабилизаци выходных напр жений стабилизаторов 7 осуществл етс благодар наличию цепи обратной св зи по напр жению. Введение дополнительной обратной св зи по току, включающей датчики тока 8.1...8.N, узлы 17.1...17.N сравнени по току и узел 19 усреднени сигналов управлени по току, обеспечивает поддержание минимального угла регулировани тиристоров управл емых выпр мителей 5.1...5.N, а следовательно, позвол ет уменьшить величину пульсаций выходных напр жений каналов. 1 ил.The invention relates to electrical engineering and can be used as a power source for various electronic equipment. The aim of the invention is to reduce the ripple ratio of the output voltages. The device consists of a common variable voltage regulator 1 and N stabilization channels, including controlled 5.1 ... 5.N rectifiers, 7.1 ... 7.N linear regulators. The stabilization of the output voltages of the stabilizers 7 is accomplished due to the presence of a voltage feedback circuit. The introduction of additional current feedback, including current sensors 8.1 ... 8.N, nodes 17.1 ... 17.N current comparisons and node 19 averaging current control signals, maintains the minimum control angle of thyristors controlled rectifiers 5.1 ... 5.N, and therefore allows to reduce the ripple value of the output voltages of the channels. 1 il.

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника электропитания различной радиоэлектронной аппаратуры.The invention relates to electrical engineering and can be used as a power source for various electronic equipment.

Целью изобретения является уменьшение коэффициента пульсаций выходных напряжений.The aim of the invention is to reduce the ripple coefficient of the output voltage.

На чертеже представлена схема многоканального стабилизированного источника электропитания.The drawing shows a diagram of a multi-channel stabilized power source.

Источник электропитания содержит регулятор 1 переменного напряжения, включенный между входными выводами и первичной обмоткой 2 силового трансформатора 3, к вторичным обмоткам 4.1-4.П (где η - число каналов выходного напряжения) которого подключены управляемые выпрямители 5.1-5.η на тиристорах, сглаживающие фильтры 6.1-б.п, линейные стабилизаторы 7.1-7.П, датчики 8.1-8.η тока. Линейные стабилизаторы 7.1-7.η включают регулирующие транзисторы 9.1-9.П, блоки 10.1-10.η управления регулирующими транзисторами 9.1-9.П, к переходам коллектор - эмиттер которых подключены датчики 11.1-11 .п напряжения, выходы датчиков 11.1—11. η напряжения соединены с входами формирователя 12 сигнала обратной связи, выход которого соединен с первым входом управления регулятора 1 переменного напряжения. К выходам датчиков 11.1-11.η напряжения подключены первые входы узлов 13.1—13.η сравнения по напряжению, к вторым входам которых подключены источники 14.1-14.η опорного напряжения, выходы узлов 13.1—13.η через усилители 15.1-15.η и формирователи 16.116.п импульсов управления соединены с управляющими входами управляемых выпрямителей 5.1-5.П, первые входы узловThe power supply contains an AC voltage regulator 1, connected between the input terminals and the primary winding 2 of the power transformer 3, to the secondary windings 4.1-4.P (where η is the number of output voltage channels) of which connected rectifiers 5.1-5.η on thyristors are connected, which smooth filters 6.1-bp, linear stabilizers 7.1-7.P, current sensors 8.1-8.η. Linear stabilizers 7.1-7.η include control transistors 9.1-9.P, control units 10.1-10.η control transistors 9.1-9.P, to the collector-emitter junctions of which are connected sensors 11.1-11 .p voltage, the outputs of the sensors 11.1— eleven. η the voltage is connected to the inputs of the driver 12 of the feedback signal, the output of which is connected to the first control input of the regulator 1 of the alternating voltage. The outputs of the voltage sensors 11.1-11.η are connected to the first inputs of the voltage comparison nodes 13.1-13.η, the second inputs of which are connected to the voltage sources 14.1-14.η, the outputs of the nodes 13.1-13.η through the amplifiers 15.1-15.η and drivers 16.116.p of control pulses are connected to the control inputs of controlled rectifiers 5.1-5.P, the first inputs of nodes

17.1-17.0 сравнения по току соединены с выходами датчиков 8.1-8..η тока, вторые входы соединены с источниками 18.1-18.П опорного напряжения, выходы узлов 17.1—17.η подключены к входам узла 19усреднения сигналов управления по току, выход которого соединен с вторым входом управления регулятора 1 переменного напряжения.17.1-17.0 current comparisons are connected to the outputs of current sensors 8.1-8..η, the second inputs are connected to sources 18.1-18. P of the reference voltage, the outputs of the nodes 17.1-17.η are connected to the inputs of the averaging node 19 of the current control signals, the output of which connected to the second control input of the AC voltage regulator 1.

Источник электропитания работает следующим образом.The power source operates as follows.

Напряжения вторичных обмоток 4.1-Voltages of secondary windings 4.1-

4.п силового трансформатора 3 поступают на входы управляемых тиристорных выпрямителей 5.1-5.Π, где выпрямляются, и после этого подаются на фильтры 6.1-б.п, где Сглаживаются, и далее подаются на коллекторы регулирующих транзисторов 9.1-Э.п.4.p of the power transformer 3 are fed to the inputs of controlled thyristor rectifiers 5.1-5.Π, where they are rectified, and then fed to 6.1-bp filters, where they are Smoothed, and then fed to the collectors of control transistors 9.1-Э.п.

Блоки 10.1-10.П управления сравнивают значения выходных напряжений соответствующих линейных стабилизаторовBlocks 10.1-10. P control compare the output voltage values of the respective linear stabilizers

7.1- 7.η с заданными и в функции сигнала рассогласования задают базовые токи соответствующих регулирующих транзисторов7.1- 7.η with the given and in the function of the error signal set the base currents of the corresponding control transistors

9.1- Э.п, причем увеличение выходного напряжения линейного стабилизатора 7.1-7.Π приводит к уменьшению базового тока соответствующего регулирующего транзистора9.1- E.p., and an increase in the output voltage of the linear stabilizer 7.1-7.Π leads to a decrease in the base current of the corresponding control transistor

9.1- 9.п, а уменьшение напряжения - к увеличению тока, при этом падение напряжения на регулирующем транзисторе 9.1-Э.п возрастает при уменьшении базового тока.9.1- 9.p, and a decrease in voltage leads to an increase in current, while the voltage drop at the control transistor 9.1-E.p increases with a decrease in the base current.

Изменение напряжения на выходе линейного стабилизатора 7.1-7.Π определяется параметрами блока 10.1-10.η управления, является весьма малым, в связи с чем изменение напряжения на входе линейного стабилизатор 7..1—7.η практически равно изменению напряжения на соответствующем регулирующем транзисторе 9.1Э.п.The change in voltage at the output of the linear stabilizer 7.1-7.Π is determined by the parameters of the control unit 10.1-10.η, is very small, and therefore the change in voltage at the input of the linear stabilizer 7..1—7.η is almost equal to the change in voltage at the corresponding control transistor 9.1E.p.

Датчики 11.1-11.п напряжения измеряют фактические значения падений напряжения на регулирующих транзисторах 9.1-Э.п, формирователь 12 сигнала обратной связи выбирает из выходных сигналов датчиковSensors 11.1-11.p voltage measure the actual values of voltage drops on the control transistors 9.1-EP, the driver 12 of the feedback signal selects from the output signals of the sensors

11.1- 11.п напряжения минимальный сигнал и подает его на соответствующий вход регулятора 1 переменного напряжения, где происходит сравнение сигнала обратной связи с заданным значением и регулирование переменного напряжения на первичной обмотке 2 силового трансформатора 3 в функции сигнала рассогласования. При этом изменение сигнала обратной связи приводит к такому изменению переменного напряжения, при котором компенсируется изменение сигнала обратной связи,11.1-11.p voltage is the minimum signal and feeds it to the corresponding input of the AC voltage regulator 1, where the feedback signal is compared with the set value and the AC voltage is regulated on the primary winding 2 of the power transformer 3 as a function of the error signal. Moreover, a change in the feedback signal leads to such a change in the alternating voltage at which the change in the feedback signal is compensated,

Результирующее изменение сигнала обратной связи определяется соответствующими параметрами регулятора 1 переменного напряжения и является незначительным, поэтому величина сигнала обратной связи поддерживается практически постоянной.The resulting change in the feedback signal is determined by the corresponding parameters of the AC voltage regulator 1 and is insignificant, therefore, the magnitude of the feedback signal is kept almost constant.

В качестве сигнала обратной связи выбирается минимальный из выходных сигналов датчиков 11.1-11.η напряжений. Этот сигнал соответствует .падению напряжения на регулирующем транзисторе 9.1-Э.п наиболее нагруженного канала, так как оно уменьшается за счет увеличения падения напряжения на внутреннем сопротивлении блока питания. При этом датчики 11.1-11.η напряжения остальных каналов измеряют повышенные значения падений напряжения на регулирующих транзисторах 9.1-Э.п.As the feedback signal, the minimum of the output signals of the voltage sensors 11.1-11.η is selected. This signal corresponds to the voltage drop across the control transistor 9.1-E.p of the most loaded channel, since it decreases due to an increase in the voltage drop across the internal resistance of the power supply. In this case, the voltage sensors 11.1-11.η of the remaining channels measure the increased values of the voltage drops at the control transistors 9.1-E.p.

Измеренное значение напряжения сравнивается узлами 13.1- 13.п сравнения по напряжению с значением напряжения первого источника 14.1-14.п опорного на пряжения и усиливается усилителем 15.115.п. Сигналы из усилителей 15.1-15.η через формирователи 16.1-16.η управляющих импульсов поступают на управляющие электроды тиристоров выпрямителей 5.1-5.η соответствующих каналов, уменьшая падение напряжения на регулирующих транзисторах 9.1-9.η менее нагруженных каналов до номинального значения. При этом напряжение на выходах всех каналов имеет значение, равное максимальному.The measured voltage value is compared by the nodes 13.1--13p for comparing the voltage with the voltage value of the first source 14.1-14.p of the reference voltage and is amplified by the amplifier 15.115.p. The signals from the amplifiers 15.1-15.η through the control pulse generators 16.1-16.6.η are fed to the control electrodes of the thyristors of the rectifiers 5.1-5.η of the corresponding channels, reducing the voltage drop across the control transistors 9.1-9.η of the less loaded channels to the nominal value. In this case, the voltage at the outputs of all channels has a value equal to the maximum.

Для уменьшения коэффициента пульсаций выходного напряжения менее нагруженных каналов при сохранении допустимого отклонения напряжения на их выходе и максимального коэффициента полезного действия датчики 8.1 -8.η тока измеряют значения токов в соответствующих каналах. Измеренные напряжения, пропорциональные значениям токов загрузки каналов, сравниваются узлами 17.1-17.η сравнения по току с значениями напряжения вторых источников 18.1-18.П опорного напряжения и сигналы рассогласования подаются на соответствующие входы узла 19 усреднения сигналов управления по foку. Узел 19 усреднения реализует функциюTo reduce the ripple coefficient of the output voltage of less loaded channels while maintaining the permissible deviation of the voltage at their output and the maximum efficiency, current sensors 8.1 -8.η measure current values in the corresponding channels. The measured voltages proportional to the values of the channel loading currents are compared by current comparison nodes 17.1-17.η with the voltage values of the second sources 18.1-18. The reference voltage and the mismatch signals are supplied to the corresponding inputs of the foil averaging node 19. Node 19 averaging implements the function

Y = yi - max (у 1, уг,... y_n)- mln (yi. уг,... уп) ¹⁼¹ п-2 где yi - сигнал рассогласования соответствующего канала, пропорциональный току его загрузки, полученный с выходов узловY = yi - max (y 1, yy, ... y _n ) - mln (yi. Yy, ... yn) ^{1 = 1} p-2 where yi is the mismatch signal of the corresponding channel, which is proportional to the load current obtained from node outputs

17.1-17.η сравнения по току;17.1-17.η current comparisons;

п>2 - количество каналов выходного напряжения.n> 2 is the number of channels of the output voltage.

Функция позволяет усреднить сигналы с выходов узлов 17.1-17.П сравнения. ,обеспечивая, таким образом, точность регулирования и оптимальную стратегию управления, при этом отбрасывая из них наибольший и наименьший.The function allows you to average the signals from the outputs of the nodes 17.1-17. P comparison. , thus ensuring accuracy of regulation and an optimal control strategy, while discarding the largest and smallest of them.

В соответствии с данной функцией управляющее воздействие подается на второй вход регулятора 1 переменного напряжения до тех пор, пока не выполнится условиеIn accordance with this function, the control action is applied to the second input of the AC voltage regulator 1 until the condition

Y(yi)^Y(yibon.Y (yi) ^ Y (yibon.

Регулятор 1 переменного напряжения дополнительно изменяет напряжения вторичных обмоток 4.1-4.η силового трансформатора 3. которые поступают на входы тиристорных выпрямителей 5.1-5.П, что приводит к изменению угла регулирования тиристоров выпрямителей 5.1-5.п.The AC voltage regulator 1 additionally changes the voltages of the secondary windings 4.1-4.η of the power transformer 3. which are fed to the inputs of thyristor rectifiers 5.1-5.P, which leads to a change in the angle of regulation of the thyristor rectifiers 5.1-5.p.

Источник поддерживает на заданном уровне падение напряжения на регулирующих транзисторах 9.1-9.η всех каналов, что обеспечивает минимальные потери энергии в линейных стабилизаторах 7.1-7.п. за счет чего обеспечивается максимальный КПД источника, а также поддерживает в заданных пределах угол регулирования тиристоров выпрямителей 5.1-5.η каналов, обеспечивающий минимальный коэффициент пульсации напряжения всех каналов.The source maintains at a given level the voltage drop across the control transistors 9.1-9.η of all channels, which ensures minimal energy loss in the linear stabilizers 7.1-7.p. whereby the maximum efficiency of the source is ensured, and it also maintains, within specified limits, the regulation angle of the thyristors of rectifiers 5.1-5.η channels, which ensures the minimum voltage ripple coefficient of all channels.

Claims

Claim

A multichannel stabilized power supply containing an AC voltage regulator, the input of which is connected to the input terminals, and the output to the primary winding of a power transformer made with η secondary windings, each connected to a controlled thyristor rectifier, a smoothing filter and a linear stabilizer with sequential regulating transistor, η voltage sensors connected in parallel to the power terminals of the regulating transistors linear stabil of the corresponding channel generators, a feedback signal shaper whose output is connected to the first input of the AC voltage regulator and the inputs are connected to the outputs of the voltage sensors, the control input of each of the controlled rectifiers is connected to the output of the corresponding control pulse shaper connected in series with the corresponding amplifier and voltage comparison unit, the first input of which is connected to the output of the corresponding first reference voltage source. and the second input - with the output of the corresponding voltage sensor, characterized in that, in order to reduce the ripple coefficient of the output voltages, η current sensors, η current comparison nodes and an averaging node for current control signals, the output of which is connected to the second control input of the AC voltage regulator, are introduced into it , the inputs of the averaging node for current control signals are connected to the outputs of the current comparison nodes, each current sensor is connected between the output of the linear voltage stabilizer and the output terminals of the corresponding channel Ala, the first inputs of the current comparison nodes are connected to the outputs of the corresponding current sensors, and the second inputs are connected to the outputs of the corresponding second reference voltage sources, while the averaging node of the current control signals implements the function

Υ = Σ yi-max (yi , y2, ... yn) -t1p ^ 1, v2, ... y _n) 1 = 1.

where yi is the signal at the l-input of the averaging node g of the current control signals.