SU904155A2 - Статический преобразователь напр жени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к преобразо вательной технике и может быть испол зовано в качестве источника питани  радиоэлектронной аппаратуры, устройств автоматики и промышленной электроники , в частности, в транзисторных и тиристорных ститических преобразовател х . По основному авт.св. № 655047 известен статический преобразователь напр жени , содержащий силовые ключи , св занные с блоком управлени , генератор пилообразного напр жени , состо щий из интегрирующей КС-цепи, подключенной к выпр мителю, соединен ному со вторичной обмоткой выходного трансформатора, и транзистор, переход эмиттер-коллектор которого подключен параллельно конденсатору RC-цепи, который в свою ечередь, подключен к первому входу порогового элемента, выходом соединенным со вхо дом блока управлени  и со вспомогательной -цепочкой из двух последовательно соединенных резисторов, один из которых зашунтирован диодом, и конденсатора, соединенного с базой транзистора генератора пилообразного напр жени , а также источник опорно го напр жени , св занный со вторым входом порогового элемента СИ. Выходное напр жение такого преобразовател  стабилизировано по среднему значению, что приводит к стабили5 .ации амплитудного значени  рабочей индукции в сердечнике выходного транзистора. Однако стабилизаци  г тлитудного значени , индукции не гарантирует защйту от возникновени  режима одностороннего подмагничивани  сердечника, при котором через транзисторы преобразовател  протекгиот экстра-токи, что снижает надежность устройства. Дл  исключени  этого режима либо снижают амплитудное значение индукции в сердечнике, либо ввод т воздушный зазор в сердечник , либо используют материалы с пологими петл ми гистерезиса . Во всех этих случа х возрастают габариты трансформатора. Цель изобретени  - повьлиение надежности . Поставленна  цель достигаетс  тем, что -в преобразователь введен элемент суммировани , первый вход которого подключен к выходу датчика тока подмагнивани , включенного в первичную и вторичную обмотки выодного трансформатора, второй вход;. к источнику опорного напр жени , а выход - к второму входу порогового элемента.. .

На фиг.1 показана электрическа  схема устройства с мостовым1усили- 5 телем мощности ;на фиг. 2 - временные диаграммы в характерных точках схемы.

Преобразователь содержит силовые ключи. 1, выходной Ю трансформатор 2, параллельно нагрузке 3 подключен выпр митель 4, генератор 5 пилообразного напр жени , состо щий из интегрирующей КС-цепи на резисторе 6 н конден- 15 саторе 7 и синхронизирующего транзистора 8, переход эмиттер-коллектор которого подключен параллельно конденсатору, который подключен через резистор 9 к первому)входу 20 порогового элемента 10, выходом подключенным со входом блока 11 управлени  и со вспомогательной цепочкой из двух последовательно соедииненных резисторов 12 и 13, один 25 из которых зашунтирован диодом 14, и конденсатора 15, соединенного с базой синхронизирукадего транзистора генератора пилообразного напр жени . Второй вход порогового элемента под- ,,, ключей к выходу суммирующего элемента 16 на резисторах 17 и 18,первый вход которого подключен к источнику 19 опорного напр жени , а второй к выходу датчика 10 тока намагничивани , состо щему из выпр мител  21, выход которого зашунтирован резистотором 22 ,а вход подключен к выходной рбмотке токового трансформатора 23, первичные обмотки которого включена последовательно с первичной и вторич-40 ной обмотками выходного трансформатора 2 .

На фиг. 2 прин ты следующие обозначени : 24-выходное напр жение генератора 5 пилообразного напр жени  45 25-напр жение источника 2б-напр жение выпр мител  21; 27-выходное напр жение порогового элеме 1та10; 28-уровень переключени  синхронизирующего транзистора В генератора 5 JQ пилообразного напр жени  ; 29-напр жение на конденсаторе 15; 30-напр жение на нагрузке 3; t -момент одключени  порогового элемента; tg-момент включени  синхронизирую- « щего транзистораВ генератора 5; tg-момент выключени  порогорого элемента 10; ti.-момент выключени  синхронизирующего транзистора 8 генератора 5, tb-момвнт включени  порогового элемента 10 при возникнове- НИИ Подмагничивани .

На фиг. 1 показан вариант схемы, когда пол рность напр жени  выпр  1ител .21 противоположна пол рностиеточника 19 опорного напр жени  и 65

генератора 5 пилообразного напр жени . Если же пол рность выпр мител 

21та же, что и источника 19 и геliepaTOpa 5, то подключение последних двух элементов должно помен тьс  местами, т.е. источник 19 опорного напр жени  должен быть подключен к резистору 9, а генератор 5 пилообразного напр жени  - к узлу суммировани .

Преобразователь работает следующим образом.

После включени  соответствующих ключевых элементов 1 на нагрузке 3 по вл етс  переменное напр жение, которое детектируетс  вьтр мителем 4 и подаетс  на генератор 5 пилообразного напр жени . В некоторый момент (t)синхронизирующий транзистор 8 этого генератора выключаетс  и начинаетс  нарастание выходного генератора 5 по закону, близкому к линейному.

После переключени  ключевых элеме тов 1 по цеп м первичной и вторичной обмоток трансформатора 2 протекают токи, которые создают в сердечнике трансформатора 23 датчика 20 намагничившмцего тока встречные магнитные пол . Разность их в выходной обмотке этого трансформатора создаст ток, пропорциональный току намагничивани  трансформатора 2. Выпр митель 21 детектирует этот ток и на резисторе

22создаетс  унипол рное напр жение, пропорциональное намагничивающему току трансформатора 2. Элемент 16

сукодаровани  подает алгебраическую сумму напр жени  резистора 22 и источника 19 на вход порогового элемента 10. Так как в случае, изображенном на фиг. 1 ,они имеют разную пол рность, то элемент 16 суммировани  подает на вход порогового элемента 10 их разность.

Claims (2)

1. В момент ц пилообразное напр жение 24 достигает величины сумква этих напр жени  25 и 26, пороговый элемент формирует на своем выходе импульс напр жени  27, который вызывает переключение блока 11 управлени  и силовых ключей 1. Одновременно с. этим начинаетс  процесс зар да конденсатора 15. В момент t. , когда напр жение 29 конденсатора 15 достигает уровн  28 сра&атывани  транзистора 8, включаетс  синхронизирующий транзистор 8 генератора 5 и начинаетс  спад пилообразного напр жени . В момент tj пилообразное напр жение 24 оказываетс  равным напр жений 25 и 26 и пороговый элемент 10 выключаетс . Начинаетс  разр д конденсатора 15. В момент tf, запираетс  синхронизирующий транзистор 8 генератора 5 и.начинаетс  нарастание пи лообразного напр жени . Если имеет место подмагничивание, то нарастающий ток намагничивани  снижает сумму напр жений 25 и 26 и момент ts равенства их пилообразному напр же нию 24 наступает раньше, чем при от сутствии подмагничивани . Поэтому момент переключени  силовых ключей также наступает раньше, при этом сокращаетс  длительность импульса напр жени , прекращаетс  намагничивание сердечника трансформатора-2. В последующий полупериод ток намаг ничивани  спадает и длительность его оказываетс  близкой к нормальной величине. Сердечник выводитс  в режим симметричного перемагничивани . Чувствительность устройства к отклонению режима перемагничивани  от нормального может быть сделана очень высокой, так как датчик 20 намагничивающего тока позвол ет легко согласовать его сигнал с уров н ми напр жений опорного источника 19 и генератора 5. Поэтому предлагаемое устройство преп тствует процессу намагничивани , начина  с самых ранних стадий его развити . Если пол рность выпр мител  11 совпадает с пол рност ми опорного источника 19 и генератора 5, то сумма напр жений 24 и 26 генератора 5 и выпр мител  21 возрастает в слу чае пода агиичивани  быстрее, чем в нормальном процессе. Поэтому возникающее подмагничивание также вызове более ранее переключение силовых ключей 1. На низких частотах, где процессы подмагничивани  происход т много медленнее, высока  чувствительность устройства к возникновению подмагни чивани  может оказатьс  не об зател ной. В этом случае вместо датчика тока намагничивани  можно использовать датчик тока первичной обмотки трансформатора
2. 2.Схема преобразова тел  в этом случае оказываетс  несколько проще. Это обсто тельство весьма полезно в случае многоканального выхода, когда трансформатор 2 имеет не одну, а несколько вторнчйых обмоток. При построении датчика намагничивающего тока каждой из этих обмоток должна соответствовать отдельна  обмотка на датчике. В случае же датчика тока первичной обмотки в него заводитс  только цепь этой обмотки . Использование предлагаекюго преобразовател  практически нсключает режим подмагничивани  трансформатора и тем самым повышает надежность устройства, так как полностью исключаетс  протекание в схеме экстратокоЕ и коммутаци  силовых ключей преобразовател  всегда происходит при номинальных токах. Отпадает необходимость во введении воздушного зазора в сердечник. Все это приводит к сокращению габаритов выходного трансформатора и преобразовател  в целом. Формула изобретени  Статический преобразователь напр жени  по авт. св. 655047, отличающийс  тем, что, с целью повьлпени  надежности за счет уменьшени  подмагничивани  выходного трансформатора , в него введен элемент суммировани , первый вход которого подключен к выходу датчика тока подмагничивани , включенного в первичную и вторичную обмотки и выходного трансформатора, второй вход подключен к источнику опорного напр жени , а выход - к второму &ходу порогового элемента. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 655047, кл. Н 02 М 7/515, 1976.