SU851384A1

SU851384A1 - Dc voltage regulator

Info

Publication number: SU851384A1
Application number: SU792836866A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Константинович Тищенко; Виктор Иванович Шевченко; Станислав Сергеевич Галанов; Николай Ильич Дуплин; Сергей Иванович Орлов
Original assignee: Предприятие П/Я А-7677; Рязанский Радиотехнический Институт
Priority date: 1979-11-11
Filing date: 1979-11-11
Publication date: 1981-07-30

Description

(54) РЕГУЛЯТОР ПОСТОЯННОГО НАПЕ ЯЖЕНИЯ(54) PERMANENT REGULATOR REGULATOR

Изобретение относитс к преобразов тельной технике и может использоватьс в автономных системах электропитани дл стабилизации напр жени на нагрузке, причем входное напр жение может быть как выше, так и ниже нсмиинального выходного напр жени регул тора . Известны вольтореверсиные схемы регул торов, осуществл ищие подобное регулирование и состо щие из двухтакт ного преобразовател , управл емого выпр мител , включенного через фильтр между входом и выходом регул тора, измерительного органа и фазосдвигающего устройства 1 . Недостатками таких регул торов вл ютс повышенные потери в преобразователе и большие габариты дроссел и конденсатора фильтра вследствие того, что в течение полупериода работы преобразовател в регул торе присутствуют режимы вольтодобавки и вольтовычитани . Наиболее близкий к предлагаемому регул тор содержит регулируекый двухтактный преобразователь, управл емый выпр митель, включенный через фильтр между входом и выходом регул тора, фазосдвигающий блок, входы которого соединены с выходами измерительного органа напр жени и задающего генератора 2 Недостатком этого регул тора вл етс то, что дл организёщии паузы в двухтаистном преобразователе (дл исключени режима рекуперации при закрытых транзисторах преобразовател ) требуетс введение дополнительных силовых вентильных ключей, шунтирующих первичную обмотку трансформатора преобразовател , и сложного многоканального блока дл их управлени , что усложн ет схему регул тора и ухудшает его энергетические и массо-габаритные показатели. Цель изобретени - упрощение и улучшение энергетических и массо-габаритных показателей регул тора напр жени . Указанна цель достигаетс тем, что управл емый выпр митель в регул торе напр жени выполнен на двух парах противофазно управл емых прерывателей , входы одной из которых подключены к выходам зсщаюцего генератора , а второй - к выходам фазосдвигакхцего блока. Это позвол ет обеспечить регулирование выходного;напр жени за счетThe invention relates to a conversion technique and can be used in autonomous power supply systems to stabilize the voltage on the load, the input voltage can be either higher or lower than the nominal output voltage of the regulator. Voltage-reversing circuits of regulators are known that carry out such regulation and consist of a two-stroke converter, a controlled rectifier connected through a filter between the input and output of the regulator, the measuring unit and the phase-shifting device 1. The disadvantages of such regulators are the increased losses in the converter and the large dimensions of the throttle and filter capacitor due to the fact that during the half-life of the converter in the regulator there are boost and volt read modes. The regulator closest to the proposed one contains an adjustable push-pull converter, a controlled rectifier connected through a filter between the regulator input and output, a phase-shifting unit whose inputs are connected to the outputs of the voltage measuring unit and the master oscillator. 2 The disadvantage of this regulator is that for organizing a pause in a two-phase converter (to exclude the recovery mode with the converter's closed transistors), the introduction of additional power gate switches, w transformer primary transformer, and a complex multi-channel unit for their control, which complicates the regulator circuit and worsens its energy and mass-dimensional parameters. The purpose of the invention is to simplify and improve the energy and mass-dimensional parameters of the voltage regulator. This goal is achieved by the fact that the controlled rectifier in the voltage regulator is made on two pairs of antiphase controlled interrupters, the inputs of one of which are connected to the outputs of the secondary generator, and the second to the outputs of the phase shifter. This allows regulation of the output; voltage due to

изменени соотношени паузы и импульса преобразованного напр жени добавки (отбавки) , причем пауза образуетс без усложнени схемы, путем одновременного открыти прерывателей противоположных плеч выпр мител .changing the ratio of the pause and impulse of the transformed additive voltage (cutoff), with the pause being formed without complicating the circuit, by simultaneously opening the interrupters of the opposite arms of the rectifier.

На фиг. 1 представлена структурна схема предлагаемого регул тора напр жени на фиг. 2 - эпюры напр жени , Ьо сн клцие принцип его работы.FIG. 1 shows the structural scheme of the proposed voltage regulator in FIG. 2 - stress plots, L o l klcie principle of its operation.

Регул тор содержит двухтактный преобразователь 1 с блоком 2 управлени , включенный параллельно входу регул тора 3. Вторична обмотка 4 преобразовател 1 включена через прерыватели 5-8, выполненные. Например ,- на диодно-транзисторных цепочках , и фильтр 9 между входом регул тора 3 и его выходом 10. Прерыватели 5 и 8 управл ютс противофазно и подключены к выходам задакадего генератора 11, прерыватели 6 и 7 также управл ютс противофазно и подключены к выходам фазосдвигакыего блока 12, входы которого соединены с задающим генератором 11 и измерительны органом выходного напр жени регул тора 13. Блок 2 управлени преобразователем соединен с выходами задающего генератора 11 и фазосдвигающего блока 12.The controller contains a push-pull converter 1 with a control unit 2 connected in parallel with the input of the controller 3. The secondary winding 4 of the converter 1 is connected via interrupters 5-8, which are made. For example, on diode-transistor circuits, and a filter 9 between the input of the regulator 3 and its output 10. The circuit breakers 5 and 8 are controlled out of phase and connected to the outputs of the generator 11, the breakers 6 and 7 are also controlled out of phase and connected to the outputs of the phase shift unit 12, the inputs of which are connected to the master oscillator 11 and the measuring unit of the output voltage of the regulator 13. The converter control unit 2 is connected to the outputs of the master oscillator 11 and the phase shifter 12.

При входном напр жении регул тора , равном выходному и, Ugj,,y,сигнал рассогласовани на выходе измерительного органа 13 отсутствует. Сдвиг фаз между напр жени ми задающего генератора 11 и фазосдвигающего устройств-а. 12 отсутствует (см. фиг. 2а , где Ug и UQ-напр жение на базах транзисторов 5-8 соответственно- UQ - напр жение обмотки 4) . Транзисторы преобразовател 1 закрыты , ток нагрузки регул тора протекает через поочередно открываемые прерыватели 5 и 7, 6 и 8, причем ток одновременно протекает через обе половины обмотки 4, что не позвол ет преобразователю 1 работать в режиме рекуперации .энергии из вторичной цепи в первичную.When the input voltage of the regulator is equal to the output and, Ugj ,, y, the error signal at the output of the measuring element 13 is absent. The phase shift between the voltages of the master oscillator 11 and the phase shifter-a. 12 is absent (see Fig. 2a, where Ug and UQ voltage at the bases of transistors 5-8, respectively, UQ is winding voltage 4). The transistors of converter 1 are closed, the regulator load current flows through alternately opened breakers 5 and 7, 6 and 8, and the current simultaneously flows through both halves of winding 4, which does not allow converter 1 to work in recovery mode from the secondary to the primary circuit.

При отклонении входного напр жени в сторону меньше выходного на выходе измерительного органа 13 по вл етс сигнал рассогласовани , что вызывает по вление некоторого фазового сдвига между напр жени ми задающего генератора 11 и фазосдвигающего блока 12 (фиг. 2б). В зтом случае в интервале времени t, открыт один из транзисторов преобразовател 1 и на обмотке 4 наводитс напр жение идо5. Ток нагрузки протекает через одну из половин обмотки 4 и прерыватели 5 и 6 С во вторую половину периода через прерыватели 7 и 8). Преобразователь 1 в этом случае работает в режиме управл емого инвертора, а регул тор - в режиме вольтодобавки. На вход фильтра 9 поступает суммаWhen the input voltage deviates to the side less than the output at the output of the measuring body 13, the error signal appears, which causes the appearance of some phase shift between the voltages of the master oscillator 11 and the phase-shifting unit 12 (Fig. 2b). In this case, in the time interval t, one of the transistors of the converter 1 is open and the voltage ido5 is induced on the winding 4. The load current flows through one of the half windings 4 and the breakers 5 and 6 C in the second half of the period through the breakers 7 and 8). In this case, converter 1 operates in the controlled inverter mode, and the controller in the boost mode. The input of the filter 9 is the sum

входного напр жени и напр жени добавки Удое (U(t, - Ugy + идс,5. ) .input voltage and voltage of the additive Udoy (U (t, - Ugy + ids, 5.).

В интервоше времени tg оба транзистора преобразовател 1 закрыты и напр жение на обмотке 4 из первичной , цепи не наводитс . Ток нагрузки протекает через обе половины обмотки 4 и прерыватели 5 и 7 (во вторую половину периода через прерыватели б и 8). При этом весь ток, отбираемый oi источника, отдаетс только в нагрузку и напр жение на входе фильтра 9 равно входному (Уф Ugx ) In the interval tg, both transistors of transistor 1 are closed and the voltage on the winding 4 from the primary circuit is not induced. The load current flows through both halves of the winding 4 and the interrupters 5 and 7 (in the second half of the period through the interrupters b and 8). In this case, all the current taken by the source oi is applied only to the load and the voltage at the input of the filter 9 is equal to the input (UV Ugx)

При отклонении входного напр исени в сторону больше выходного напр жени на выходе измерительного органаWhen the input voltage deviates to the side more than the output voltage at the output of the measuring body

5 13 по вл етс сигнал рассогласовани обратного (по отношению к режиму вольтодобавки) знака, что вызывает некоторый фазовый сдвиг между напр жени ми задающего генератора 11 и 5 13 a reverse mismatch signal appears (relative to the boost state) sign, which causes some phase shift between the voltages of the master oscillator 11 and

0 фазосдвигающего устройства 12 (фиг. 2в При этом в интервале времени t, ток нагрузки протекает через одну из половин обмотки 4 и прерыватели 5 и 6 фо вторую половину периода - через0 phase-shifting device 12 (Fig. 2c) In the time interval t, the load current flows through one of the winding halves 4 and the interrupters 5 and 6 during the second half of the period through

5 прерыватели 7 и 8) . Преобразователь 1 работает в режиме рекуперации энергии из вторичной цепи в первичную, а регул тор - в режиме вольтовычитани . На вход фильтра при этом поступает разница входного напр жени и напр жени добавки идоЪ. (U( Ug - идб5. ) 5 breakers 7 and 8). Converter 1 operates in the mode of energy recovery from the secondary to the primary circuit, and the regulator operates in the voltage readout mode. At the same time, the input voltage of the filter is the difference between the input voltage and the additive voltage. (U (Ug - idb5.)

В интервале времени t оба транзистора преобразовател 1 закрыты. Напр жение на обмотке 4 отсутствует, ток нагрузки протекает через обе по ловины обмотки 4 и прерыватели 5 и 7 (во вторую половину периода - через прерыватели 6 и 8.) . Напр жение на входе фильтра равно входному (UA In the time interval t, both transistors of the converter 1 are closed. The voltage on the winding 4 is absent, the load current flows through both half of the winding 4 and the interrupters 5 and 7 (during the second half of the period through the interrupters 6 and 8.). The input voltage of the filter is equal to the input (UA

UBX)- UBX) -

0 Амплитуда пульсаций на входе фильтра в два раза меньше, чем в известной вольтореверейвной схеме, поскольку в течение полупериода, происходит сложение входного напр жени с напр жением0 The amplitude of the pulsations at the input of the filter is two times less than in the known volt-recovery circuit, since during the half-period, the input voltage is added to the voltage

5 добавки идоБ. или вычитание. Регулирование выходного напр жени осуществл етс путем изменени соотношени паузы и импульса преобразованного напр жени добавки Кдсй.5 iodob supplements. or subtraction. Regulation of the output voltage is carried out by changing the ratio of the pause and the pulse of the converted voltage of the additive Cdc.

л Выполнение управл емого выпр мител на двух парах прерывателей не измен ет суммарной установленной мощнрсти прерывателей выпр мител (по сравнению с известным техническим решением ) , поскольку ток нагрузки вl Execution of a controlled rectifier on two pairs of interrupters does not change the total installed power of the rectifier interrupters (as compared with the known technical solution), since the load current is

любой момент времени протекает через два прерывател . Кроме того, при использовании в качестве прерывателей транзисторов возможно использование дл их управлени трансформаторов тока , что позвол ет обеспечить оптимальные режимы работы прерывателей и снизить потери на их управление.any moment of time flows through two breakers. In addition, when using transistors as breakers, it is possible to use current transformers for their control, which allows for optimal operation of breakers and reducing their control losses.

Claims

1. Authors certificate of the USSR 612366, cl. H 02 M 7/537, 1976.

2. Authors certificate of the USSR 611278, cl. H 02 M 3/335, 1975.