SU987602A1

SU987602A1 - Stabilized voltage converter

Info

Publication number: SU987602A1
Application number: SU813335872A
Authority: SU
Inventors: Вадим Викторович Губанов; Александр Леонидович Виноградов; Виктор Васильевич Платонов; Сергей Георгиевич Иванов
Original assignee: Северо-Западный Заочный Политехнический Институт
Priority date: 1981-09-11
Filing date: 1981-09-11
Publication date: 1983-01-07

Description

Изобретение относится к электротрх— ' нике, а именно к вторичным источникам питания.The invention relates to electrical energy, in particular to secondary power sources.

Известны стабилизированные преобразователи напряжения Г1 1 и [2 ] .Known stabilized voltage converters G1 1 and [2].

Первое из . известных устройств содер- ⁵жит-инвертор и феррорезонасный стабилизирующий трансформатор [ 1 ] .The first of. The known devices contain a ⁵ -inverter and a ferroresonant stabilizing transformer [1].

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является стабили- _1Qзированный преобразователь напряжения, содержащий инвертор, входом соединенный с выходными клеммами, а первым выходом — с первым входом ферро резонансного стабилизатора напряжения, выходы _!5которого подключены к выходным клеммам, блок управления, выходом соединенный с управляющим входом инвертора измерительный блок, выход которого соединен с входом узла формирования управ>20 ляюшего сигнала, выходом соединенного с входом блока управления Г 2 ].The closest technical solution to the proposed one is a stabilized _1Q voltage converter containing an inverter connected to the output terminals with an input and the first output with a first input of a ferro-resonant voltage regulator, outputs _{! 5 of} which are connected to output terminals, a control unit connected to the output with the control input of the inverter measuring unit, the output of which is connected to the input of the node forming the control> 20 signal, the output connected to the input of the control unit G 2].

Недостатком известных устройств является существенное изменение КПД (уменьшение) и формы выходного напряжения при изменении входного напряжения и параметров нагрузки.A disadvantage of the known devices is a significant change in efficiency (decrease) and the shape of the output voltage when changing the input voltage and load parameters.

Цель изобретения - поддержание постоянства КПД и формы выходного напряжения при изменении входного напряжения и параметров нагрузки.The purpose of the invention is to maintain a constant efficiency and shape of the output voltage when changing the input voltage and load parameters.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированный преобразователь напряжения введен датчик сдвига фаз ⁴между током и напряжением, первый, второй и третий вход которого соединены соответственно с первым и вторым выходом инвертора и вторым входом феррорезонансного стабилизатора напряжения, причем узел формирования управляющего сигнала выполнен на широтно-импульсном модуляторе.This goal is achieved by the fact that a phase-shift sensor ⁴ between current and voltage is introduced into the stabilized voltage converter, the first, second and third input of which are connected respectively to the first and second output of the inverter and the second input of the ferroresonant voltage stabilizer, and the control signal generating unit is made at latitudinal pulse modulator.

На чертеже представлена блок-схема стабилизированного преобразователя напряжения.The drawing shows a block diagram of a stabilized voltage Converter.

Стабилизированный преобразователь содержит блок 1 управления инвертором, соединенный с блоком 2 широтно—импульс— ной модуляции, инвертор 3, первый выход которого соединен с первым входом феррорезонаясного стабилизатора 4 напряжения (ФСН 4).The stabilized converter comprises an inverter control unit 1 connected to pulse width modulation unit 2, an inverter 3, the first output of which is connected to the first input of the ferroresonant voltage stabilizer 4 (FSN 4).

Первый и второй выход инвертора 3 и второй вход ФСН 4 соединены соответственно с первым, вторым,-и третьим входа ми. датчика 5 сдвига фаз (ДСФ 5) между током и напряжением на входе ФСН 4. Выход ДСФ 5 соединён с входом измерительндго блока 6, выходом соединенного с управляемым,входом блока 2 широтно-импульсной модуляции.The first and second output of the inverter 3 and the second input of the FSN 4 are connected respectively to the first, second, third inputs. a phase shift sensor 5 (DSF 5) between the current and voltage at the input of the FSN 4. The output of the DSF 5 is connected to the input of the measuring unit 6, the output is connected to a controlled input of the pulse-width modulation unit 2.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Постоянное напряжение подается на инвертор 3, работой которого управляет блок 1 управления, совместно с блоком ' широтно-импульсной модуляции. При подаче управляющих сигналов на инвертор он начинает преобразовывать постоянное напряжение в переменное прямоугольное, которое поступает через датчик ДСФ 5 на вход ФСН 4. ФСН 4 преобразует прямоугольное напряжение в синусоидальное стабилизированное напряжение. При этом максимальный коэффициент полезного действия и минимальное искажение синусоидальной формы выходного напряжения при определенных параметрах нагрузки . будут иметь место, когда ФСН 4\ находится в оптимальном режиме резонан- са, что соответствует минимальному входному току ФСН 4 и сдвигу фаз между током и напряжением на входе ФСН 4 , равным приблизительно нулю. Этот оптимальный режим нарушается при изменениях напряжения на входе ФСН 4 и параметров нагрузки. Каждому конкретному параметру нагрузки (величина и харак-₄₀тер реактивности) соответствует входное напряжение, при котором ФСН 4 находится в оптимальном режиме. ! Это свойство всегда наблюдается в •нелинейных резонансных контурах. При {Нарушении режима резонанса ФСН 4, вызванного изменением входного напря—, жения, либо изменением параметров нагрузки происходит сдвиг фаз между током и напряжением на входе ФСН 'зультате этого сдвига фаз на ДСФ 5 происходит изменение напряжения, которое подается измерительного блока 6. Это к изменению напряжения на управляемом входе блока 2 широтно-импульсной моду_: ляции, который воздействует на ширину.A constant voltage is supplied to the inverter 3, the operation of which is controlled by the control unit 1, together with the pulse width modulation unit. When the control signals are supplied to the inverter, it begins to convert the direct voltage into alternating rectangular voltage, which is fed through the DSF 5 sensor to the input of the FSN 4. FSN 4 converts the rectangular voltage into a sinusoidal stabilized voltage. Moreover, the maximum efficiency and minimal distortion of the sinusoidal shape of the output voltage at certain load parameters. will occur when the FSN 4 \ is in the optimal resonance mode, which corresponds to the minimum input current of the FSN 4 and the phase shift between the current and the voltage at the input of the FSN 4, which is approximately zero. This optimal mode is violated by changes in the voltage at the input of the FSN 4 and the load parameters. Each specific load parameter (characteristic quantity and reactivity ter ₄₀₎ corresponds to the input voltage at which FAT 4 is optimally. ! This property is always observed in nonlinear resonant circuits. When {Violation of the resonance mode of FSN 4, caused by a change in the input voltage, voltage, or by changing the load parameters, a phase shift between the current and voltage at the input of the FSN occurs. As a result of this phase shift on the DSF 5, a voltage change occurs, which is supplied to measuring unit 6. This a change in voltage at the controlled input of block 2 of a pulse-width modulation _: radiation that affects the width.

импульсов прямоугольного напряжения .pulses of rectangular voltage.

4. В ревыходе величины на вход приводит4. In the output, the input leads

687602 4 генерируемого инвертором, и следовательно, и на величину напряжения первой гармоники на входе ФСН 4. Причем это изменение величины напряжения производится таким образом, что угол фаз между током и напряжением приближался к нулю, т.е. чтобы ФСН 4 работал в оптимальном режиме, соответствующий максимальному КПД, И минимальному искажению синусои10 дельной формы выходного напряжения.687602 4 generated by the inverter, and therefore, by the voltage of the first harmonic at the input of the FSN 4. Moreover, this change in the voltage value is performed in such a way that the phase angle between the current and voltage approaches zero, i.e. so that FSN 4 operates in the optimal mode, corresponding to the maximum efficiency, and to the minimum distortion of the sinusoidal form of the output voltage.

Поэтому основные потери мощности в ФСН 4, обусловленные потерями в сердечниках электромагнитных элементов, не увеличиваются, так как магнитная индукция в этих сердечниках практически остается постоянной. Кроме того, не происходит увеличения потребляемой реактивной мощности ФСН 4 совместно с нагрузкой, так как угол сдвига фаз между напряжением и током на входе ФСН 4 поддерживается постоянным. Все это позволяет поддерживать на высоком уровне КПД при изменениях входного напряжения и параметров нагрузки.Therefore, the main power losses in FSN 4, due to losses in the cores of electromagnetic elements, do not increase, since the magnetic induction in these cores remains almost constant. In addition, there is no increase in the consumed reactive power of the FSN 4 together with the load, since the phase angle between the voltage and current at the input of the FSN 4 is kept constant. All this allows you to maintain a high level of efficiency with changes in input voltage and load parameters.

Форма выходного напряжения близка к синусоидальной и остается практически неизменно^ при изменениях входного • напряжения и параметров нагрузки, так как ФСН 4 при этих изменениях находится 30 в оптимальном резонансном режиме.The shape of the output voltage is close to sinusoidal and remains almost unchanged ^ with changes in the input voltage and load parameters, since FSN 4 with these changes is 30 in the optimal resonant mode.

Предлагаемое изобретение позволяет при изменении входного напряжения и параметров нагрузки поддерживать КПД и форму выходного напряжения.The present invention allows, when changing the input voltage and load parameters, to maintain the efficiency and shape of the output voltage.

Claims

1. USSR author's certificate No. 248789, cl. Q OS F 1/45, 1968.

L0