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

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам управ ления преобразователями, которые могу быть использованы в качестве вторкчных источников питания радиоэлектронной аппаратуры. Известны устройства для управления Преобразователем напряжения, в котоt HX усилители мощности импульсов упра ления, выполненные с трансформатор выходом, запитаны от источника на фяжения til. I Недостатком этих устройств являет Ья то, что в усилителях мощности Т сШсформаторы управления работают по; неполной петле гистерезиса, напряже|ние, тарнсформируемое во вторичные ОФ1ОТКИ, завьЕиено в 2-3 раза ив базовые цепи включены дополнительно резисторы из-за разброса вольт-амперных х49актеристик базо-эмиттерных перехрдов силовых транзисторов. Кроме тог4, наличие в базах силовых транзисторов ограничительных резисторов привбдит в целом к снижению КПД преобразователя и увеличению его габаритов и массы. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для управления преобразовате л&м напряжения, содержащее два двухв;}:одовых элемента И-НЕ, выходы котоpjfcix подключены к усилителю .мощности, вторые входы объединены и соединены о широтно-импупьсным модулятором, а первые входы подключены соответственно к прямому и инверсному выходам Триггера уп.рвлзления, вход которого подключен к выходу задающего генератора, датчик тока инвертора 1:21. Недостатком известногоустройства является усилитель мощности, питающийся от источника напряжения, что приводит к необходимости из-за разбн роса вольт-амперных характеристик базо-эмиттерных переходов силовьзх .транзисторов, завышать в 2-3 раза напряжение вторичных обмоток трансформаторов управления и включать ограничительные резисторы в базовые цепи силовых транзисторов. Трансформаторы управления не полностью испол по стали, что увеличивает их массогабариты. Отсутствие форсировок ка фронтах игтульсов управления обус лавливает дополнительные динамические потери в силовых транзисторах. Цель изобретения - повышение КПД. Поставленная цель достигается тем что устройство, содержащее задающий генератор, соединенный с входом триг гера, усилитель мощности импульсов управления, управляющие входы которого соединены с выходами двухвходов элементов н-НЕ, первые- входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера, вторые входы объединены и подключены к выходу широтно-импульснрго модулятора, датчик тока инвертора, дополнительно снабжено стабилизатором тока, управляющий вход которого соединен с выходом датчика тока, а усилитель мощности выполнен в виде двух диодов, трех управляемых ключей и двух трансформаторов управления с первичными и размагничивающими обмотками, каждая из которых соединена последовательно с первичной обмоткой другого трансформатора, при. этом концы размагничивающих обмоток объединены и подключены к положительному зажиму стабилизатора тока, а концы первичных обмоток через первый и второй управляемые ключи объединены и подключены к отрицательному зажиму стабилизатора тока, к которому через третий управляемьлй ключ подключены катоды диодов, аноды которых соединены с общими точками соединения размагничивающих и первичных обмоток разноименных трансформаторов управления, причем управляющий. вход третьего ключа подключен к выходу широтно-импульсного модулятора, а управляющие входы первого и второго ключей предназначены для подключения к выходу соответствующих элементов И-НЕ. На фиг.1 представлена функциональная схема устройства управления преобразователем напряжений на фиг.2 диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства. Устройство для управления преобразователем напряжения содержит выпрямитель 1, инвертор 2 и выходной выпрямитель 3, соединенные последовательно, стабилизатор 4 тока, усилитель 5 мощности, выполненный из двух диодов б и 7, трех полностью управляемых ключей 8-10, двух трансформаторов управления с первичными обмотками 11 и 12 и размагничивающими обмотками 13 и 14, причем каждая из двух последних соединена последовательно с первичной обмоткой другого трансформатора, при этом концы размагничивающих обмоток 13 .и 14, концы первичных обмоток 11 и.12 через управляемые ключи 8 и 10 объединены и предназначены для подключения к отрицательному стабилизатора 4 тока, к которому через управляемый ключ 9 подключены катоды диодов 6 и 7, а аноды соединены с общими точками соединения размагничивающих и первичных обмоток разноименных трансформаторов управления, задающий генератор 15, соадикенный с входом триггера 16, два элемента И-НЕ 17 и 18, первые входы которых соответственно подключены к прямому и инверсному выхбдам триггера 16, зторые входы объединены и подключены к выходу широтно-импульсного модулятрра 19 и управляющему входу ключа 9,i а выходы соединены с управля щими входами ключей 8 и 10. На фиг,2 обозначены напряжение 20 задающего генератора 15, напряже ние 21 прямого выхода триггера 16,напряжение 22 инверсного вахода триггера 16, напряжение 23 широтно-импульсного модулятора 19, напряжение 24 элемента И-НЕ 17, напряжение 25 элемента И-НЕ 18, Устройство работает следующим об разом. Входное напряжение ceTiOUgy посту пает на выпрямитель 1, затем преобр зуется высокочастотным инвертором 2 в переменное, выпрямляется выпрям телем 3 и поступает в нагрузку. Величина тока стабилизатора 4 задается величиной нагрузки инвертора 2. С увеличением тока нагрузки соответ ственно увеличивается и ток стабили затора 4. Широтно-импульсньай модуля тор 19 осуществляет регулировку и стабилизацию выходного напряжения, а на интервале паузы логическим нулем 23 включает управляемый ключ 9 усилителя 5 мощности, подключающий к стабилизатору 4 тока через разделительные диоды б и 7 размагничивающие обмотки 13 и 14 трансфор маторов управления. Задающий генера тор 15 импульсами 20 переключает триггер 16, Импульсы 24 и 25 с выходов элементов И-НЕ 17 и 18 логиче КИМ нулем включают управляемые ключ 8 и 10,которые соответственно подключают к стабилизатору 4 тока последовательно соединенные первичную и размагничивающую обмотки разноиме ных трансформаторов 11и14и12и Пусть включен управляемый ключ 8, тогда ток стабилизатора 4 протекает через первичную обмотку 11 первого трансформатора и размагничивающую обмотку 14 второго трансформатора , при этом во вторичных обмотках первого трансформатора формируются импульсы, открывающие силовые транзисторы одной диагонали инвертора 2, а во втором трансформаторе - запирающие импульсы для второй диагонали, По истечении рабочего полупериода выключаютсяключи 8 и 9, при этом размагничивающая обмотка 14 остается подключенной к стабилизатору 4 тока и сердечник второго трансформатора замагничивается, что позволяет в следующий рабочий полупериод, при включении ключа 10, формировать во вторичных обмотках его импульсы с форсировкой переднего фронта, Аналогичншм образом замагничивается и первый трансформатор, когда выключается ключ 10 и включается ключ 9, Таким образом, предлагаемое устройство для управления преобразователем напряжения отличается от про тотипа тем, что в усилителе мощности трансформаторы управления работают по полной петле гистерезиса. Это позволяет формировать форсированные импульсы управления для силовых транзисторов, облегчая режим их включения и выключения, уменьшая тем самым . потери при переключениях. Стабилизатор тока позволяет управлять силовыми транзисторами независимо от разброса вольт-амперных характеристик базоэмиттерного перехода и без ограничительных резисторов в базовых цепях, что повышает КПД преобразователя.

e

Фа&.1

2

- t

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее задающий генератор, соединенный с входом триггера, усилитель мощности импульсов управления, управляющие входы которого соединены с выходами двухвходовых элементов И-НЕ, первые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходги триггера, вторые входы объединены и подключены к выходу широтно-импульсного модулятора, датчик тока инвертора, отличающееся тем. что, с целью повьгиения КПД, оно снабжено стабилизатором тока, управляющий вход которого соединен с выходом датчика тока, а усилитель мощности выполнен в виде двух диодов, трех управляемых ключей и двух трансформаторов управления с первичными и размагничивающими обмотками, каждая из которых соединена последовательно с первичной обмоткой другого трансформатора, при этом концы размагничивакндих обмоток объединены и подключены к положительному зажиму стабилизатора тока, а концы первичных обмоток через первый и второй управляемые ключи объединены и подключены |к отрицательному зажиму стабилизатора iтока,к которому через третий управляСО емый ключ подключены катоды диодов, аноды которых соединены с общими точками соединения размагничивакяцих и первичных обмоток разноименных трансформаторов управления, причем управлякяций вход третьего ключа подключен к выходу широтно-импульсного дулятора,а управляющие входы первого и второго ключей предназначены для подключения к выходу соответствующих элементов И-НЕ.

i

.г