Устройство для управления регулятором напряжения Советский патент 1983 года по МПК H02P13/16 

.А-лЛ I

Изобретение относится к .электротехнике, в частности к преобразователям и регуляторам напряжения.

Известен регулятор переменного напряжения со звеном высокой частоты, содержащий модулятор, демодулятор и блок-управления с Зсщающим генератором Щ .

Недостаток данного устройства нцзкая надежность.

Наиболее близок к предлагаемому Ю регулятор напряжения, состоящий из схем сравнения и формирования. Схема сравнения содержит нуль-органы, генератор линейно-нарастающего и линейно падающего пилообразного напря- 15 жения, а также источник опорного напряжения, уровень которого определяет очередность работы нуль-органов. Схема формирования содержит 1К-.триггеры, входы которых через 20 логические элементы соединены с выходами нуль-органов, а выходы подключены к усилителям мощности, которые через трансформаторы связаны с силовой ячейкой на транзисторах. 25 Устройство обеспечивает регулирова- ние в двух зонах 2 ,

Недостатками известного регулятора являются сложность и невысокая надежность, так как устройство содержит ведомый генератор на базе усилителей мощности и 1К-триггеры на их входе, формирователь блокирующих импульсов и логические элементы на входе 1К-триггеров, которые обеспечивают нужную фазу работы последних по их 35 счетному входу при отсутствии напряжения на входах нуль-органов фазосдвигающих устройств.

Цель изобретения - упрощение и повышение надежности устройства уп- 40 равления регулятором напряжения. Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления регулятором напряжения .снабжено двумя элементами НЕ, один из выходов 45 задающего генератора подключен к клеммам питания усилителей мощности, ключевые элементы каждого из которых выполнены на базе ключей с двусторонней проводимостью, причем их уп- еп равляющие входы, один непосредственно, а второй через элемент НЕ, подключены к выходу соответствующего фазосдвигающего блока.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства управления регуля- тором напряжения; на фиг.2 - схема инверторной ячейки; на фиг.3-5 ременные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство управления регулятором 60 напряжения содержит усилители 1 и 2 ощности, выполненные на ключевых элементах 3 - 6, к клеммам питания оторых подключен один из выходов задающего генератора 7, причем уп 65

равляющие входы ключевых элементов 4 и б непосредственно, а 3 и 5. через элементы НЕ 8 и 9 подключены к выходам соответствующих фаз6сдвигающих блоков 10 и 11, синхронизирующие входы которых соединены с выходом задающего генератора 7, а управляющи входы - с задающим входом регулятора 12, при этом выходы 13 --16 усилителей 1 и 2 мощности подключены к управляющим входам транзисторов 17 20 силовой ячейки 21 (фиг.2), состоящей из двух пар противотактных ключей 17, 19 и 18, 20, выполненных на базе транзисторов, соединенных по мостовой схеме, в одну из диагоналей которой включена обмотка с.илового трансформатора 22.Позициями 23 48 на фиг. 3-5 обозначены сигналы на элементах схемы, в частности 23 выходные сигналы задающего генератора 7; 25, 29, 30, 34, 35, 40, 41 и 45 - выходные- сигналы фазосдвигающих блоков 10 и 11; 26, 27, 31, 36, 37, 42, 46 и 47 - выходные сигналы усилителей 1 и 2 мощности; 32, 38, 43 и 48 - сигналы на обмотке силового трансформатора 22.

Предлагаемое устройство работает следующим образом..

При входном задающем сигнале 24 равном нулю (Uu 0) на выходах фазосдвигающих блоков 10 и 11 формируется постоянный сигнал 25 равный логическому нулю. При этом ключевые элементы 4 и 6 усилителей 1 и 2 мощности, на управляющие входы которых поступает сигнал непосредственно с выходов фазосдвигающих блоков 10 и 11, разомкнуты, а ключевые элементы 3 и 5 замкнуты, так как поступающий на их управляющие входы сигнал с выходов фазосдвигающих блоков 10 и 11 через элементы НЕ 8 и 9 равен логической единице. В этом режиме ключевые элементы 3 и 5 всегда замкнуты, ключевые элементы 4 и 6 разомкнуты и на выходных обмотках 13 - 16 усилителей 1 и 2 мощности формируются сигналы 26 и 27, поступающие на входы транзисторов 17 - 20 инверторной ячейки 21, которые синфазны с сигналом 23, формируемым на выходе задающего генератора 7. При этом на обмотке силового трансформатора 22 формируется напряжение, совпадающее по фазе с напряжением задающего генератора 7.

При появлении задающего сигреша 28, на выходах фазосдвигающих блоков 10 и 11 формируются сигналы 29 и 30, длительность которых определяется амплитудой задающего сигнала. При появлении на части временного интервала, несущей частоты на выходе фазосдвигающих блоков 10 и 11 логической единицы, осуществляется встречный сдвиг последовательностей, снимаемых с усилителей 1 и 2 мощности, на величину этого интервала. Это приводит, как видно из сопоставления импульсов 31 CL и (f, к синфазному вклю чению на части временного интервала несущей частоты транзисторов 18 и 19 в первый полупериод и транзисторов 17 и 20 - во второй, что обусловливает исключение обмотки силово го трансформатора 22 из цепи протекания тока. Величина напряжения 32 на нагрузке уменьшается на величину напряжения, трансформируемого обмот кой в эти части периода. Возрастание напряжения управления Ujj- приводит к дальнейшему встре ному сдвигу управляющих последовательностей на выходах усилитед.ей 1 и 2 мсяцности, что вызывает увели;чение длительности исключенного сос тояния обмотки трансформатора 22,. вследствие чего осуществляется регу лирование напряжения. Определенный сигнал управления Uy (импульсы 33) приводит к встречнфму сдвигу управляющих последовательностей 36 и 37 на выходе усилит лей 1 и 2 мощности на угол, равный четверти периода напряжения задающе го генератора 7. Из сопоставления сигналов 36 и 37 видно, что в один |Полпериод питающего напряжения замк нуты транзисторы 17 и 20,- в другой транзисторы 18 и 19, что вызывает исключение обмотки силового трансформатора 22 из цепи протекания ток .в течение всего периода питающего напряжения. Величина напряжения 38, трансформируемого обмоткой, равна . нулю. Дашьнейшее возрастание сигнала 3 управления приводит .к увеличению длительности сигналов 40 и 41, соот ветствующих включенному состоянию ключевых элементов 4 и 6, и соответ ственно, к встречному сдвигу управ-ляющих последовательностей 42 О, и О транзисторов 17 - 20, формируемых усилителями 1 и 2 мсяцности, на угол больший, четверти периода:. Приэтом транзисторы, замыкаясь по циклу 17, 20-17, 18-18, 19-19, 20, начинают формировать на обмотке трансфо жлатора 22 сигнал 43, фаза которого противоположна фазе питающего напряжения., . При дальнейшем увеличении напряжения управления (фиг. 5, сигнал 44) и достижении им определенного значения на выходах фазосдвигающих блоков 10.и 11 снова формируется постоянный сигнал (импульсы 45) по амплитуде равный логической единице. . При этом ключевые элементы 4 и б, усилителей 1 и 2 мощности, на управляющие входы которых поступает сигнал непосредственно с фазосдвигающих блоков 10 и 11, замкнуты, а ключевые элементы 3 и 5 разомкнуты, так как поступающий на их управляющие входы сигнал с фазосдвигающих блоков 1-0 и 11 через .элементы НЕ 8 и 9 равен нулю. В этом режиме ключевые элементы 4 и 6 всегда замкнуты, Ключевые элементы -3 и 5 разомкнуты, а на выходных обмотках 13 - 16 усилителей 1 и 2 мощности формируются сигналы 46 и 47, поступающие на входы транзисторов 17 - 20 инверторной ячейки 21. При этом на обмотке силового трансформатора 22 формируедся сигнаш 48 в противофазе с питающим напряжением задающего генератора 7 . Таким образом, предлагаемое устройство является более простым и надежным при сохранении высокой точ ности и бцстродействия при регулировании напряжения в широком диапазоне.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ.УПРАВЛЕНИЯ ;РЕГУЛЯТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее усилители мсяцности, выходы KOTOI%IX предназначены для подключения к управляющим входам противотактных ключей инвертора, а также фазосдвиГсцощие блоки, синхронизирующие входы которых сое цинены с выходом згшакхцего генератора, а управляющие входы с задающим ыкоясял регулятора, о тличающееся тем, что, с целью упрс цёния и повышения надежности, оно снабжено двумя элементами НЕ, один из выходов задгиощего гене- ратора подключен к клеммам питания усилителей мощности, ключевые элементы каждого из которых выполнены на базе ключей с двусторонней проводимостью, причем lyc упЁ авляющие входы, один непосредственно, а .второй (П через элемент НЕ, подключены к выходу соответствующего фазосдвигающего блока.

г/

0-0

.2

т

5

м ffj