SU750682A1

SU750682A1 - Dc-to-ac voltage converter

Info

Publication number: SU750682A1
Application number: SU772541725A
Authority: SU
Inventors: Константин Дмитриевич Шмелев
Original assignee: За витель
Priority date: 1977-11-04
Filing date: 1977-11-04
Publication date: 1980-07-23

Description

Изобретение относится к электротехнике и касается устройств, преобразующих постоянное напряжение источника питания в переменное напряжение на нагрузке, отличное по абсолютной величине, и, в частности, к источникам питания с промежуточ-⁵ным преобразованием напряжения и с последовательным ключевым регулирующим элементом для регулирования среднего тока нагрузки. 'The invention relates to electrical engineering and relates to devices that convert a constant voltage of a power source to an alternating voltage at a load, excellent in absolute value, and, in particular, to power supplies with an intermediate ⁵ voltage conversion and with a serial key control element for regulating the average load current . ''

Известны схемы импульсного стабилизатора постоянного напряжения, описанные в литературе £1J , в которых питание стабилизатора осуществляется от источника постоянного напряжения 25 В. Полная схе-_|5ма импульсного стабилизатора включает в себя полупроводниковый ключ, включенный последовательно в цепь нагрузки через дроссель фильтра, модулятор длительности импульсов запуска ключа, самовоэбуждающийся мультивибратор, усилитель сигнала рассогласования в цепи обратной связи, выходной фильтр и делитель выходного напряжения.Known circuit switching regulator DC voltage as described in the literature £ 1J, in which the stabilizer is supplied by the DC voltage of 25 V. The full scheme _{| 5} mA switching regulator includes a semiconductor switch connected in series in the load circuit via the filter choke duration modulator key trigger pulses, self-excited multivibrator, feedback signal error amplifier, output filter and output voltage divider.

Однако в таком виде схема не может быть использована для питания металлогалогенной пампы - во-первых, необходим выход по переменному току, во-вторых, выходное напряжение должно быть порядка 100-2 00 В.However, in this form, the circuit cannot be used to power the metal halide pump - firstly, AC output is required, and secondly, the output voltage must be on the order of 100-2 00 V.

Наиболее близким по своей технической сущности является устройство, описанное в литературе £2] , которое выполнено на основе преобразователя постоянного тока в переменный и полупроводниковыми ключами, включаемыми на его выходе.The closest in its technical essence is the device described in the literature £ 2], which is made on the basis of a DC-AC converter and semiconductor switches included at its output.

Это устройство позволяет осуществлять широтно—импульсную модуляцию напряжения на нагрузку с одновременной его трансформацией.This device allows pulse-width modulation of the voltage to the load with its simultaneous transformation.

Существенным недостатком такого преобразователя является то, что при использовании в качестве, как силовых, так и вспомогательных тиристоров получается довольно сложная схема управления целой системы и низкий КПД на повышенных : частотах порядка 20-50 кГц.A significant drawback of such a converter is that when using both power and auxiliary thyristors, a rather complex control scheme of the whole system and low efficiency at high frequencies are obtained: frequencies of the order of 20-50 kHz.

Цепью изобретения является повышение^ КПД'преобразователя при использовании в качестве полупроводниковых ключей транзисторов. _& The chain of the invention is to increase the efficiency of the converter when transistors are used as semiconductor switches. _&

Это достигается за счет того, что пре- 5 образователь постоянного напряжения в переменное, содержащий полупроводниковый инвертор с задающим генератором, полупроводниковые ключи, включенные на выходе инвертора встречно-параллельно и гене- ¹⁰ратор управления, снабжен формирователями импульсов, сумматором, модулятором импульсов запирания ключей и ждущим мультивибратором, причем, входы формирователей подключены к выходам ключей, а ¹⁵выходы формирователей к сумматору, один из входов модулятора импульсов соединен с выходом генератора, а второй вход через ждущий мультивибратор соединен со вторым выходом генератора управления. ²⁰Преобразователь для питания металлогалогенной лампы, структурная схема которого показана на фиг. 1, состоит из первичного источника 1 постоянного напряжения, подключенного непосредственно ²⁵ко входам преобразоьателя 2 напряжения, состоящего из усилителя мощности 3 и задающего генератора 4, генератора управления 5 (например, самовозбуждающегося мультивибратора). Выход преобразо- ³⁰ватепя 2 напряжения подключен к соответствующим входам электронных ключей (транзисторов) 6 и 7, которые через формирователи импульсов 8 и 9 подключены к раздельным входам, сумматора 10 ³⁵ напряжения обеих полярностей. Выход сумматора 10 соединен с одним из электродов металлогалогенной лампы 11, другой же ее электрод подключен к блоку зажигания 12. 40This is achieved by the fact that the pre-forming 5 DC to AC inverter comprising a semiconductor master oscillator, semiconductor switches included in the inverter output antiparallel gene- and ¹⁰ control Rathore, provided with pulse shapers, adder, pulse modulator key lock and a monostable multivibrator, and, connected to the input of the output key, and outputs formers ¹⁵ to the adder, one input of the pulse modulator connected to the generator output and Auto second input via a monostable multivibrator connected to the second output of the control generator. ^{20 A} converter for supplying a metal halide lamp, the block diagram of which is shown in FIG. 1, consists of a primary DC voltage source 1 connected directly ²⁵ to the inputs of a voltage converter 2, consisting of a power amplifier 3 and a master oscillator 4, a control generator 5 (for example, a self-excited multivibrator). Yield ³⁰ vatepya converted voltage 2 is connected to respective inputs of the electronic switches (transistors) 6 and 7, which through pulse shapers 8 and 9 are connected to separate inputs of the adder 10 the voltage ³⁵ of both polarities. The output of the adder 10 is connected to one of the electrodes of the metal halide lamp 11, while the other electrode is connected to the ignition unit 12. 40

Принцип действия устройства иллюстрируется диаграммами, показанными на фиг. 2.The principle of operation of the device is illustrated by the diagrams shown in FIG. 2.

При подключении напряжения постоянного тока от источника 1 напряжения ⁴⁵возбуждается преобразователь 2 напряжения. При этом частота работы усилителя мощности 3 задается генератором 4 и выбирается в пределах 10-50 кГц (фиг. 2а) в зависимости от мощности нагрузки, 50 типа магнито про во да. Одновременно возбуждается генератор управления 5 (типа мультивибратора), задающий максимально возможную длительность открытого состояния ключей 6 и 7 (фиг. 26), каждый ⁵⁵из которые рассчитан на положительную или отрицательную полярность выходного напряжения преобразователя 2 напряжения.By connecting a DC voltage from voltage source 1 ⁴⁵ is excited inverter 2 voltage. In this case, the frequency of operation of the power amplifier 3 is set by the generator 4 and is selected in the range of 10-50 kHz (Fig. 2a) depending on the load power, 50 type of magneto wire. At the same time, the control generator 5 (such as a multivibrator) is excited, setting the maximum possible duration of the open state of the keys 6 and 7 (Fig. 26), each ⁵⁵ of which is designed for positive or negative polarity of the output voltage of the voltage converter 2.

Один из выходов генератора 5 подключен к модулятору 13 импульсов запирания ключей 6 и 7, а другой выходной сигнал Ug генератора 5 запускает ждущий мультивибратор 14 (фиг. 2г). В модуляторе импульсов происходит формирование импульса отпирания ключей 6 и 7. Изменяя длительность импульса с выхода ждущего мультивибратора 14, можно в широких пределах менять сроднее значение тока через металлогалогенную пампу 12. Пачка импульсов как положительной, так и отрицательной полярности формируется в импульсы прямоугольной формы в формирователях 8 и 9 соответственной полярности (фиг. 2д) и через сумматор 10 поступает для возбуждения (питания, фиг. 2е) пампы 11. Возбуждение лампы 11 произойдет после подачи одного или серии импульсов 20-50 кВт со схемы зажигания 12 автоматически после подачи напряжения питания Εή (или вручную через кнопку).One of the outputs of the generator 5 is connected to the modulator 13 of the pulse locking keys 6 and 7, and the other output signal Ug of the generator 5 starts the waiting multivibrator 14 (Fig. 2d). In the pulse modulator, the unlocking pulse of keys 6 and 7 is formed. By varying the pulse duration from the output of the waiting multivibrator 14, it is possible to widely change the average current value through the metal halide pump 12. A packet of pulses of both positive and negative polarity is formed into rectangular pulses in the formers 8 and 9 of the corresponding polarity (Fig. 2e) and through the adder 10 is supplied to excite (power, Fig. 2e) of the pump 11. Excitation of the lamp 11 will occur after applying one or a series of pulses 2 0-50 kW from ignition circuit 12 automatically after applying the supply voltage Εή (or manually via the button).

Описываемый преобразователь для питания металлогалогенной лампы может найти самое широкое применение в кинопроекционной и осветительной аппаратуре при съемках документальных фильмов и др.The described converter for supplying a metal halide lamp can find the widest application in film projection and lighting equipment when shooting documentaries, etc.

Создание подобных источников питания позволяет прежде всего широко применять для указанных цепей металлогалогенные лампы, обладающие в 2-5 раз большей · световой отдачей на единицу потребляемой мощности (лм/Вт), чем применяемые для этой же цели другие газоразрядные осветительные приборы.The creation of such power sources makes it possible, first of all, to widely use metal halide lamps for these circuits, which have a 2–5 times greater light output per unit of power consumption (lm / W) than other gas-discharge lighting devices used for the same purpose.

Claims

FIELD OF THE INVENTION The invention relates to electrical engineering and relates to devices that convert a constant voltage of a power source to an alternating voltage on a load, from personal in absolute value, and, in particular, to a power source with an intermediate voltage conversion and with a consistent key regulating element for adjusting the average load current. Known DC voltage regulator circuits are described in the literature Llj, in which the stabilizer is powered from a 25 V constant voltage source. The complete circuit of a pulse stabilizer includes a semiconductor switch connected in series to the load circuit through a filter choke, module a key pulse duration torch, a self-driving multivibrator, a mismatch signal amplifier in a feedback circuit, an output filter, and an output voltage divider. However, in this form, the circuit cannot be used to power the metal-halogen lamp — firstly, an alternating current output is necessary, and secondly, the output voltage must be of the order of 100–200 V. It is closer to its technical essence the device described in the lithium, which is made on the basis of a dc-to-pen converter, is a genic one and semiconductor switches, which are output at its output. This device allows for pulse-width modulation of the voltage to the load while simultaneously transforming it. A significant disadvantage of such a converter is that, when used as both power and auxiliary thyristors, an ovno complex control circuit of the whole system and low efficiency in the superconductor are obtained; frequencies of the order of 2O-5O kHz. 375 The circuit of the invention is to increase the efficiency of the converter when using transistors as semiconductor switches. This is due to the fact that the converter is a constant voltage to variable, which contains an inverter with a master oscillator, butt. wiring switches connected at the inverter's output oppositely in parallel and the control generator are equipped with a pulse shaper, an adder, a key locking pulse modulator and a waiting multivibrator, and the shaper inputs are connected to the key outputs, and the shader codes to the adder, one of the inputs The mode of the pulse pulse is connected to the generator output, and the second input is connected to the second control generator output via a standby multivibrator. A converter for powering a metal halide lamp whose structural diagram is shown in FIG. 1, consists of a primary constant voltage source 1 connected directly to the inputs of a voltage converter 2, consisting of a power amplifier 3 and a master oscillator 4, a control oscillator 5 (for example, a self-excited multivibrator). The output of the voltage converter 2 is connected to the corresponding inputs of electronic switches (transistors) 6 and 7, which are connected to separate inputs through pulse shaper 8 and 9 and connected to the separate inputs, from the mmator 10, of each of them. The output of the sum of the device 10 is connected to one of the electrodes of the metal halide lamp 11, while the other electrode is connected to the ignition unit 12. The operation of the device is illustrated by diagrams, shown in FIG. 2. When the DC voltage is connected from the voltage source 1, the voltage converter 2 is energized. At the same time, the frequency of operation of power amplifier 3 is set by generator 4 and selected within 10-5 O kHz (Fig. Depending on the load power, type of magnetic circuit. At the same time, control generator 5 (type of multivibrator) is excited, setting the maximum open state duration of the keys 6 and 7 (Fig. 26), each of which is designed for positive or negative polarity of the output voltage of the voltage converter 2 One of the OUTPUTS of the generator 5 is connected to the modulator of the 13 locking pulses of the keys 6 and 7, and the other This signal Ug of generator 5 triggers standby multivibrator 14 (Fig. 2d). In a pulse modulator, a pulse is generated by unlocking keys 6 and 7. By varying the pulse duration from the output of the standby multivibrator 14, the average current through the metal halide lamp can be varied over a wide range 12. A bundle of pulses of both positive and negative polarity is formed into rectangular pulses in the formers 8 and 9 of the corresponding polarity (Fig. 2d) and through the adder 10 is supplied to energize (power, fig. 2e) the lamp 11. The lamp 11 will be energized after supplying one or a series of pulses of 20-5 kW from the ignition circuit 12 automatically after applying the supply voltage (or manually through the button). The described converter for powering a metal halide lamp can find the widest application in film projection and lighting equipment for filming documentaries, etc. Creating such power sources makes it possible, first of all, to widely use metal-lamp lamps having 2-5 times more light output for unit of power consumed (LM / WT), than other gas discharge lighting devices used for the same purpose. Claims of a DC / AC converter containing a semiconductor inverter with a master oscillator, semiconductor switches connected to the inverter output counter-alternately, a control generator, characterized in that, in order to increase its efficiency when using transistors as semiconductor switches , it is equipped with a pulse shaper, an adder, a pulse modulator to lock the keys and a waiting multivibrator, and the shaper inputs are connected to the key outputs, and one of modulation pulses torus inputs connected to the output control generator and its second vhor

575О6826

through the waiting multivibrator ooecinen1. Eectronics (translations) 1973, No. 17,

cx5 is the second output of the control generator. with. 44.

Sources of information, inverters with latitude - width of the pulse taken into account during the examination of the 5 th ,: M .; Energy, 1968, p. 1-8.

2. Senoler A.S. and ar. Thyristor

t t