SU798766A2

SU798766A2 - Current regulator

Info

Publication number: SU798766A2
Application number: SU792745013A
Authority: SU
Inventors: Сергей Митрофанович Бубнов
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6577
Priority date: 1979-04-04
Filing date: 1979-04-04
Publication date: 1981-01-23

Description

Изобретение относится к вторичным источникам электропитания и может быть использовано для стабилизации тока.The invention relates to secondary power supplies and can be used to stabilize the current.

По основному авт. св. № 462173 , известен стабилизатор тока, содержащий регулируемый инвертор, подключенный к нагрузке через выходной трансформатор и выпрямитель, и датчик выходного тока, соединенный с управляющим входом инвертора через вспомо- ’ гательный выпрямитель, орган сравнения и цепь обратной связи, выходной трансформатор выполне_н в виде двух раздельных сердечников, охваченных вторичной обмоткой, на одном из ко- 1 торых размещена первичная обмотка, а на другом - обмотка, соединенная со входом вспомогательного выпрямителя Γι'].According to the main author. St. No. 462173, a current stabilizer is known that contains an adjustable inverter connected to the load through an output transformer and a rectifier, and an output current sensor connected to the control input of the inverter through an auxiliary rectifier, a comparison organ and a feedback circuit, the output transformer is made in the form of two separate cores covered by the secondary winding, on one of which is the primary winding, and on the other - the winding connected to the input of the auxiliary rectifier Γι '].

Недостатком известного стабилиза- 2 тора тока является то, что в случае выхода из строя схемы управления скважностью импульсов инвертора и наличия короткого замыкания на выходе инвертора он может выйти из строя,по-2 скольку через инвертор начинают протекать недопустимо большие токи.Это происходит потому,что неуправляемый инвертор из источника тока превращается в источник напряжения,для кото- 3 рого режим короткого замыкания недопустим.A disadvantage of the known current stabilizer 2 is that in case of failure of the inverter pulse duty cycle control circuit and a short circuit at the inverter output, it may fail, because unacceptably large currents flow through the inverter. that an uncontrolled inverter from a current source turns into a voltage source, for which a short-circuit mode is unacceptable.

Кроме того, в тех случаях, когда сопротивление нагрузки изменяется в широких пределах в сочетании со значительными изменениями напряжения питающей сети, необходимо значительно изменять и скважность импульсов напряжения инвертора, что не всегда технически осуществимо.In addition, in cases where the load resistance varies widely, in combination with significant changes in the supply voltage, it is necessary to significantly change the duty cycle of the inverter voltage pulses, which is not always technically feasible.

Цель изобретения - повышение надежности стабилизатора и снижение требований к скважности генерируемых им импульсов.The purpose of the invention is to increase the reliability of the stabilizer and reduce the requirements for the duty cycle of the pulses generated by it.

Цель достигается тем, что в стабилизатор тока последовательно с первичной обмоткой выходного трансформатора инвертора включен конденсатор с величиной емкости, обеспечивающей резонанс напряжений в контуре, образованном этим конденсатором и первичной обмоткой выходного трансформатора.The goal is achieved by the fact that a capacitor is included in series with the primary winding of the inverter output transformer in the current stabilizer with a capacitance value that provides voltage resonance in the circuit formed by this capacitor and the primary winding of the output transformer.

На фиг. 1 показана принципиальная схема стабилизатора; на фиг. 2 - вариант выполнения стабилизатора тока.In FIG. 1 shows a schematic diagram of a stabilizer; in FIG. 2 is an embodiment of a current stabilizer.

Стабилизатор тока состоит из регулятора 1 напряжения,выходного трансформатора 2 инвертора,схемы 3 сравнения и обратной связи, выпрямителя 4 выходного напряжения инвертора, выпрямителя 5 напряжения обратной связи и конденсатора 6, включенного последовательно с выходным трансформатором инвертора. Кроме того, магнитопровода 7 и 8 выходного трансформатора 2 разделены на две магнитоиэолированные 5 части. На магнитопровод 7 намотана первичная обмотка 9, а на магнитопровод 8 - обмотка 10 датчика тока. Маг-, нитопроводы 7 и 8 совмещены и на них намотана вторичная обмотка 11, а обмотка 10 датчика тока нагружена на выпрямитель 5 напряжения обратной . связи. Схема 3 сравнения и обратной связи осуществляет сравнение напряжения обратной связи с каким-либо опорным напряжением и регулировку скважности импульсов инвертора.The current stabilizer consists of a voltage regulator 1, an inverter output transformer 2, a comparison and feedback circuit 3, an inverter output voltage rectifier 4, a feedback voltage rectifier 5 and a capacitor 6 connected in series with the inverter output transformer. In addition, the magnetic circuit 7 and 8 of the output transformer 2 are divided into two magnetoelectric 5 parts. The primary winding 9 is wound on the magnetic circuit 7, and the current sensor winding 10 on the magnetic circuit 8. Mag-, nitro wires 7 and 8 are combined and a secondary winding 11 is wound on them, and the winding 10 of the current sensor is loaded on the rectifier 5 of the reverse voltage. communication. The comparison and feedback circuit 3 compares the feedback voltage with any reference voltage and adjusts the duty cycle of the inverter pulses.

Ток нагрузки 12 пропорционален току вторичной обмотки 11. Этот ток Згсоздает в магнитопроводе 8 20 магнитный поток Ф. Если магнитопроводы 7 и 8 работают на линейном участке кривой намагничивания, то поток Ф будет пропорционален току 3₂, а, следовательно, и ЭДС Е обмотки 25 10 будет пропорционален току Таким образом, постоянное напряжение пропорционально току нагрузки . Напряжение и через схему сравнения и схему 3 отрицательной обратной свя- эд зи регулирует скважность импульсов инвертора так, что ток в нагрузке 12 остается постоянньюя.The load current 12 is proportional to the current of the secondary winding 11. This current 3 creates a magnetic flux F. In the magnetic circuit 8 20. If the magnetic circuits 7 and 8 operate on a linear portion of the magnetization curve, the flux F will be proportional to the current 3 ₂ , and, therefore, the EMF E of the winding 25 10 will be proportional to the current. Thus, the constant voltage is proportional to the load current. The voltage and through the comparison circuit and the negative feedback circuit 3 controls the duty cycle of the inverter pulses so that the current in the load 12 remains constant.

Кроме того, в данной схеме осуществляется еще и параметрическая стабилизация тока, что достигается введением конденсатора 6.In addition, in this circuit, parametric stabilization of the current is also carried out, which is achieved by the introduction of a capacitor 6.

Рассмотрим эквивалентную схему трансформатора инвертора, (фиг. 2), на которой ^инвертор показан как источник напряжения прямоугольной формы с амплитудой Е, конденсатор 6 - как емкостное сопротивление Xq, первичная обмотка 9 трансформатора 2 - как индиктивное сопротивление Х^, а нагрузка 12 стабилизатора тока - как активное сопротивление R_H, приведенное к первичной обмотке трансформатора.Consider the equivalent circuit of the inverter transformer, (Fig. 2), in which the ^ inverter is shown as a rectangular voltage source with amplitude E, the capacitor 6 as capacitive resistance Xq, the primary winding 9 of transformer 2 as an indicative resistance X ^, and the load 12 of the stabilizer current - as the active resistance R _H , reduced to the primary winding of the transformer.

Из эквивалентной схемы видно, что конденсатор 6 и первичная обмотка 9 образуют последовательный колеба тельный контур, индуктивность кото рого зашунтирована приведенным сопротивлением нагрузки R^. Вследствие фильтрующего действия этого контура · имеет смысл рассмотреть свойства схемы по первой гармонике питающего.It can be seen from the equivalent circuit that the capacitor 6 and the primary winding 9 form a series oscillatory circuit, the inductance of which is shunted by the reduced load resistance R ^. Due to the filtering action of this circuit, it makes sense to consider the properties of the circuit according to the first harmonic of the supply.

трансформатора прямоугольного напряжения инвертора.rectangular voltage transformer inverter.

Входное сопротивление схемы т ⁴ (Ik- Xc)iInput impedance of circuit t ⁴ (Ik- Xc) i

Ч - 14H - 14

Входной ток (по первой гармонике) ₃₈3ί-Λ.4Χ<_________ где U - амплитуда первой гармоники напряжения инвертора.Input current (at the first harmonic) ₃₈ 3ί-Λ.4Χ <_________ where U is the amplitude of the first harmonic of the inverter voltage.

Напряжение на нагрузке r’_h _ц‘ . V_____________The voltage at the load r ' _h _C '. V_____________

Ток в приведенной нагрузке = ^ц« - 'а 'The current in the reduced load = ^c "- 'a'

Таким образом, из проведенного анализа следует, что при выполнении . условия Х_ь = Х_с, т.е. при резонансе, ток в нагрузке не зависит от ее сопротивления и равенThus, from the analysis it follows that when executed. conditions X _b = X _s , i.e. at resonance, the current in the load does not depend on its resistance and is equal to

- и . U * 4’ .- and. U * 4 ’.

Предлагаемое изобретение позволяет защитить от перегрузки инвертор в случае замыкания со стороны нагрузки стабилизатора и выхода из строя его схемы отрицательной обратной связи. Кроме того, оно позволяет уменьшить пределы изменения скважности импульсов выходного напряжения инвертора при одновременном изменении напряжения питающей сети и при сопротивлении нагрузки.The present invention allows to protect the inverter from overload in the event of a short circuit on the load side of the stabilizer and the failure of its negative feedback circuit. In addition, it allows you to reduce the limits of the change in the duty cycle of the pulses of the output voltage of the inverter while changing the voltage of the supply network and with load resistance.

Claims

The invention relates to secondary power supplies and can be used to stabilize the current. According to the main author. St. W 462173 is a known current regulator, which contains an adjustable inverter connected to the load via an output transformer and rectifier, and an output current sensor connected to the control input of the inverter through an auxiliary rectifier, reference unit and feedback circuit, the output transformer is n in the form of two separate cores covered by the secondary winding, on one of which the primary winding is located, and on the other - the winding connected to the input of the auxiliary rectifier and Dl. A disadvantage of the known current stabilizer is that in the event of failure of the control circuit of the sk pulses of the importance of the inverter pulses and short circuits at the inverter output, it may fail, as unacceptably large currents begin to flow through the inverter. an inverter from a current source is converted to a voltage source for which a short circuit is not acceptable. In addition, in cases where the load resistance varies over a wide range in conjunction with significant changes in the supply voltage, the duty cycle of the inverter voltage must also be significantly changed, which is not always technically feasible. The purpose of the invention is to increase the reliability of the stabilizer and reduce the requirements for the duty cycle of the pulses generated by it. The goal is achieved by the fact that a capacitor is connected to the current regulator in series with the primary winding of the output transformer of the inverter with the capacitance providing a resonance: apr in the circuit formed by this capacitor and the primary winding of the output transformer. FIG. 1 is a schematic diagram of a stabilizer; in fig. 2 shows an embodiment of a current stabilizer. The current stabilizer consists of a voltage regulator 1, an inverter output transformer 2, a comparison and feedback circuit 3, an inverter output voltage rectifier 4, a feedback voltage rectifier 5 and a capacitor 6 connected in series with the inverter output transformer. In addition, the magnetic core 7 and 8 of the output transformer 2 is divided into two magnetically insulated parts. The primary winding 9 is wound on the magnetic conductor 7, and the current sensor winding 10 is wound on the magnetic conductor 8. Magnet lines 7 and 8 are combined and secondary winding 11 is wound on them, and winding 10 of the current sensor is loaded on rectifier 5 of the feedback voltage. The comparison and feedback circuit 3 compares the feedback voltage with any reference voltage and adjusts the duty cycle of the inverter pulses. The load current 12 is proportional to the current ii of the secondary winding 11. This current starts the magnetic flux F. in the magnetic circuit 8. If the magnetic circuits 7 and 8 operate on a linear part of the magnetization curve, then the flux F will be proportional to the current and, consequently, the EMF E of the winding 10 will be proportional current 3j. Thus, a constant voltage is proportional to the load current 3r. The voltage U, through a comparison circuit and a negative feedback circuit 3, controls the duty cycle of the inverter so that the current in the load 12 remains constant. In addition, in this scheme, the parametric current stabilization is also achieved, which is achieved by the introduction of capacitor 6. Consider the equivalent circuit of the inverter transformer (Fig. 2), in which the HF inverter is shown as a source of rectangular voltage with amplitude E, capacitor 6 - as the capacitance of the primary winding 9 of the transformer 2 - as indicative resistance X, and the load 12 of the current regulator current - as the active resistance R, reduced to the primary winding of the transformer. From the equivalent circuit it can be seen that the capacitor 6 and the primary winding 9 form a series oscillatory circuit, the inductance of which is shunted by the reduced load resistance Cc. Due to the filtering effect of this circuit, it makes sense to consider the properties of the circuit according to the first harmonic of the supply transformer of a rectangular invertor inverter. Input resistance of the circuit 2 rXbyc- dT uliu-X i m-CJ4 Input current (first harmonic), .. I (VU where and is the amplitude of the first harmonic of the inverter voltage. Voltage at the load R,, .1гн and "(- ) The current in the reduced load Thus, from the analysis performed, when the condition X Xj. Is fulfilled, i.e. at resonance, the current in the load does not depend on its resistance and the proposed invention equals the inverter in the case of side of the stabilizer load and the failure of his circuit of negative feedback. In addition to oh, it allows to reduce the limits of changing the duty ratio of the pulses of the output voltage of the inverter while simultaneously changing the supply voltage and when the load resistance is resisted.The formula of the current stabilizer according to the main bus St. 462173, that, in order to increase its reliability and reduce the duty cycle of the generated pulses, a capacitor is introduced in series with the primary winding of the transformer. Sources of information taken into account in the examination. 1. USSR author's certificate 462173, cl. G 05 F 1/56, 1974.

Hs