Устройство для управления параллельно соединенных по выходу @ преобразовательных ячеек Советский патент 1983 года по МПК H02P13/16 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника вторичного электропитания большой мощности.

Известно устройство для управлени параллельно соединенных по выходу N преобразовательных ячеек, обеспечивающее коммутацию соседних фаз со сдвигом во времени T/N, где Т - период повторения импульсных

процессов в одном фазовом канале, N - число фаз многофазного стабилизатора напряжения lj

К недостаткам указанного устройст следует .отнести низкую надежность

и повышенное значение пульсации выхоного напряжения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для управления параллельно соединенных по выходу N преобразовательных ячеек, состоящее из генератора синхронизирующих импульсов, основного делителя частоты, с коэффициентом деления равным N, осйовного сдвигового регистра-распределителя с числом выходов по числу преобразовательных ячеек, усилителя обратной связи по напряжению и М элементов И 2 .

К недостаткам этого многофазного стабилизётора постоянного напряжения следует отнести низкую точность поддержания выходного напряжения (нестабильность) при плавном изменеНИИ сопротивления нагрузки, а также значительную величину перерегулирования и большую длительность переходного процесса в выходном напряжении устройства при скачкообразном изменении сопротивления нагрузки. Причиной указанных недостатков является то, что для автоматического распределения тока нагрузки между каналами стабилизатора в известном устройстве, кроме отрицательной обратной связи по напряжению, введены местные отрицательные обратные связи по току и цепи суммирования сигналов отрицательной обратной связи по току и по напряжению, а, как известно, действия отрицательной обратной связи по напряжению и отрицательной обратной связи по току на выходное сопротивление стабилизатора резко противоположны. Кроме того, обеспечение устойчивой работы известного стабилизатора постоянного напряжения

является весьма сложной задачей, так как он представляет собой многоконтурную систему автоматического регулирования.

К недостаткам этого устройства следует также отнести его низкую эксплуатационную надежность, в результате того, что число широтноимпуль-сных модуляторов, формирователей пилообразного напряжения, датчиков тока, усилителей сигнала отрицательной обратной связи по току и цепей суммирования сигналов отрицательной обратной связи по току и по напряжению равно числу преобразова тельных ячеек, что служит причиной возникновения несимметрии в регулировании многофазного стабилизатора постоянного напряжения по значению коэффициента заполнения импульсов управления в отрицательных каналах, а также приводит к перегрузке некоторых каналов стабилизатора и снижению его надежности, вследстви разброса параметров элементов указанных узлов многофазного стабилизатора постоянного напряжения. I

Целью изобретения является повышение надежности и улучшение качества выходного напряжения многофазного стабилизатора постоянного напряжения при воздействии различных дестабилизирующих,факторов.

Поставленная цель достигается тем,что устройство для управления параллельно соединенных по выходу fl преобразовательных ячеек, состоящее из генератора синхронизирующих импульсов, основного делителя частоты с коэффициентом деления, равным V, выход которого соединен с информационным входом основного сдвигового регистра-распределителяJ число выходов которого равно числу преобразовательных ячеек, усилителя обратной связи по напряжению,.выход которого соединен с первым входом широтно-импульсного модулятора, фор-, мирователь пилообразного напряжения и М элементов И, снабжено дополнителным делителем частоты, Т-триггером, дополнительным- сдвиговым регистромраспределителем с числом выходов, равным M(N- 1), где М - коэффициент деления дополнительного делителя частоты, причем дополнительный делитель частоты соединен с выходом генератора синхронизирующих импуль-со a выход - с входом основного делителя частоты и тактовым входом основного сдвигового регистра-распределит ля, причем тактовый вход дополнитель ного сдвигового регистра-распределителя соединен с выходом генератора синхронизирующих импульсов, информационный вход - с выходом Т-триггера, счетный вход которого соединен с выходом широтно-импульсного модулятора а выход - с первым входом первого элемента И, первый выход основного регистра-распределителя соединен , со вторым входом первого элемента И и через формирователь пилообразного напряжения с вторым входом; широт но-импульсного модулятора, -а -и выход - с первым входом -го элемент И, второй вход i -го элемента Mjcoetflvi нен с М (Г- 1) выходом дополнительно го сдвигового регистра-распределите Л выход каждого элемента И предназначен для соединения с входом cooTBfet ствующей преобразовательной ячейки. На фиг. 1 приведена схема устройства для управления параллельно соединенных по выходу N преобразователь ных ячеек для случая, когда N «. М З; на фиг. 2 - временные (з иаграммы, поясняющие его работу. Устройство СОСТОИТ из npeo6pia3OBa teльныx ячеек 1 - Ч, генератора синхронизирующих импульсов 5, дополнительного делителя частоты 6, основного делителя частоты 7 с коэффициентом деления, равным четырем основного сдвигового регистра-распре делителя 8, с числом выходом, равным четырем, усилителя обратной связи 9,широтно-импульсного модулятора 10,формирователя пилообразного напр жения 11, Т-триггера 12, дополнитель ного сдвигового регистра-распределителя 13, с числом выходов, равным St и четырех элементов И 14, - 17. На фиг. 2 представлены временные . диаграммы напряжений предлагаемог о устройства для случая N k, М 3, где V 5 напряжение на выходе генератора синхронизирующих импульсов, . V - напряжение на выходе дополнительного делителя частоты, V - напряжение на выходе основного делителя частоты;У, ,V6R(.,,.V,,RC.13 напряжение на первом, втором, третьем и четвертом выходах основного сдвигового регистра-распределителя; VQ напряжение на выходе усилителя об6 2 ратной связи;Vf напряжение на выходе формирователя пилообразного напряжения; V 40, - напряжение на выходе широтно-импульсногб модулятора, напряжение на выходе триггера iRQlV 6RQiV 4RGn напряжение на третьем, шестом и девятом выходах дополнительного сдвигового регистра-распределителя, 16 17 напряжения на выходе соответствующих элементов И. Устройство работает следующим образом. Генератор синхронизирующих импуль сов 5 работает в режиме непрерывной , генерации импульсных сигналов с периодом следованияТ/12,где Т - период повторения импульсных процессов в каждой преобразовательной ячейке стабилизатора. Импульсы с выхода генератора синхронизирующих импульсов поступают на вход дополнительного делителя частоты 6, с коэффициентом деления, равным трем, и на тактовый вход дополнительного сдвигового регистрараспределителя 13. Импульсы с выхода дополнительного делителя частота 6, имеющих период следования Т/4, поступают на вход основного делителя частоты 7 с коэффициентом деления, равным четырем, и на тактовый вход основного сдвигового регистра-распределителя В. На информационный вход основного сдвигового регистра-распределителя поступает импульсное напряжение с коэффициентом заполнения, равнымТ/Ч , и перио дом, равным Т, сформированное на выходе основного делителя частоты. Указанное включение генератора синхро: низирующих импульсов, основного и до- полнительного делителей частоты, основного сдвигового регистра распределителя позволяет получить на выходах основного сдвигового регистра-распределителя импульсные напряжения с частотой следования, равной Т, с коэффициентом заполнения, равнымJ, и сдвинутые относительно друг друга на t. Полученное на первом выходе основного сдвигового регистра-распределителя напряжения используется для формирования пилообразных импульсов в формирователе пилообразного напряжения 11. Кроме того, полученные на первом, втором, третьем и четвертом выходах основного сдвигового регист .ра-распределителя напряжения поступают на второй вход элементов И 14 - 17, ограничивая, максимальный коэффициент заполнения на входе преобразовательных ячеек величиной, равной-. Напряжение, снимаембе с нагрузки стабилизатора, поступает на вход усилителя обратной связи 9, в состав которого входит истрч- ; Ник опорного напряжения и усилитель .Сигнала рассогласования. Сигнал с выхода усилителя обратной связи 9 поступает на второй вход широтноимпульсного модулятора 10,.на первый вход которого подано пилообразное напряжение с выхода формирователя пилообразного напряжения 11. На вых де широтно-импульсмого модулятора ТО формируются импульсы, модулированные по длительности, с периодо следования, равным - Т, которые поступают на вход Т-триггера 12. Т-триггер 12 изменяет свое состо ние по заднему фронту импульсов поступающих на его вход Импульсное напряжение с выхода Т- триГгера 12 поступает на первый вход, элемента И 14, и на информационный вход допо нительного сдвигового регистра-распределителя 13. На выходах дополнив тельного сдвигового регистра формируются импульсные напряжения, йдентйчные напряжению на выходе Т-тригreii) 12, но сдвинутые относительно друг друга на rsT. 62 Импульсное напряженеи с третьего выхода допрлнительного..регистрараспределителя 13 - поступает на первый вход элемента И 15, импульсное напряжение с шестого выхода указанного регистра поступает на первый вход элемента И 16, импульсное напряжение с девятого выхода регистра поступает на первый вход элемента и 17. Выходы 1, 2, А, 5у 7 и 8 дополнительного сдвигового регистра-распр(гделителя 13 - не используются. На выходе элементов И формируются модулированные по ширине импульсы. сдвинутые относительно друг друга на Т, причей длительность импульсов может изменяться от О до Т. Изменение длительности импульсов в зависимости выходного напряжения на выходе элемента И, 14 происходит непрерывно-во времени, а на.выходах элементов И 15 - 17 дискретно во времени, величина квантования по времени равна j Т.. |- ;. . - ... , Таким образом, максимальная нессимметрия в регулировании устройства для управления параллельно соединенных по выходу преобразовательных ячеек (максимальная разница между длительностями управляющих импульсов навходах 2,,3 и 4 ячеек относительно импульсов управления на входе 1-й преббразов||Тельной ячейки) по значению коэффициентов заполнения для М 3, 4, равна - .

Vf

ir,

fffe

./ Vfo

VfZ

JJfffjy

%

( Vfs

VT

ф1/. 2