Устройство для управления преобразователем напряжения Советский патент 1984 года по МПК H02P13/16 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам управления преобразователями, которые могут быть использованы в качестве вторичньтх источников питания радиоэлектронной аппаратуры. Известно устройство для управления преобразователем напряжения, в которых усилители мощности импульсов управления, вьтполненные с транс форматорным выходом, питаются от ис точника напряжения Е ЗНедостатком известного устройства является то, что в усилителях мо ности трансформаторы управления не полностью используются по стали, наличие ограничительных резисторов в базовых цепях силовых транзисторо отсутствие форсировок на фронтах им пульсов управления приводит в целом к снижению КПД преобразователя и ув личению его габаритов и массы. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для управления преобразо вателем напряжения, содержащее датчик тока, вход которого предназначе для включения в силовую, цепь преобразователя, а выход соединен с входом управляемого источника тока, от рицательный вывод которого соединен с первыми контактами трех ключей, вторые контакты двух первых ключей соединены с концами первичных обмоток двух трансформаторов, второй кон такт третьего ключа соединен с катодами двух диодов, аноды которых соединены с началами обмоток размагничивания указанных трансформаторов, управляющие входы двух первых ключей соединены с выходами двух элементов К-НЕ, первые входы которых соединены с противофазными выходами счетного триггера, а вторые объединены и соединены с выходом широтно-импульсного модулятора и управляющим входом третьего ключа, вход триггера соединен с в.ыходом генератора импульсов и входом широтно-импульсного модулятора, а вторичные обмотки трансформаторов предназначены для подключения к управляющим входам преобразователя 21. Недостатком указанного устройства является отсутствие запирающих импульсов тока в момент запирания си ловых транзисторов в преобразователе, что приводит к вялому закрыванию и, как следствие, к увеличению динамических потерь мощности в силовых транзисторах, а при работе преобразователя с .цлительностью импульса, близкой к полупериоду, возможен аварийный режим Сквозного тока. Предположим, что включен первый управляющий ключ, ток стабилизатора тока будет протекать через первичную обмотку первого трансформатора и размагничивающую обмотку второго трансформатора, на интервале паузы, при включении второго управляемого ключа к стабилизатору тока подключается размагничивающая обмотка первого трансформатора и остается подключенной размагничивающая обмотка второго трансформатора, сердечник которого ухе насьш.ен, при этом практически весь ток будет протекать через размагничивакяцую обмотку второго трансформатора, так как она обладает наименьшим сопротивлением, т.е. во вторичной обмотке первого трансФорматора будет отсутствовать запи-, рающий импульс для сиЛовь х транзисторов, аналогичное происходит и со второй диагональю преобразователя, когда после работы третьего управляемого ключа включается второй управляемый ключ, т.е. устройство обладает низкой надежностью. Цель изобретения - повьимение надежности преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления преобразователем напряжения, содержащее датчик тока, вход которого предназначен для включения в силовую цепь преобразователя, а выход соединен с входом управляемого источника тока, отрицательный вывод которого соединен с первыми контактами трех ключей, вторые контакты двух первых ключей соединены с концами первичных обмоток двух трансформаторов, второй контакт третьего ключа соединен с катодами двух диодов, аноды которых соединены с началами обмоток размагничивания указанных трансформаторов, управляюшие входы двух первых ключей соединены с вьтходами двух элементов И-НЕ, первые входы которых соединены с противофазными выходами счетного триггера, а вторые объединены и соединены с выходом широтно-импульсного модулятора и управляющим входом третьего ключа, вход счетного триггера соединен с выходом генератора импульсов и входом широтно-импульсного модулятора, а вторичные обмотки трансформаторов предназначены для подключения к управляющим входам преобразователя, снабжено четырьмя дополнительными диодами и двумя дросселями, причем начало первичной обмотки каждого трансформатора соединено с катодами двух дополнительных диодов, анод одного из них соединен с первым выводом соответствующего дросселя и концом размагничивающей обмотки этого же трансформатора, а анод другого с концом размагничивающей обмотки другого трансформатора, вторые выводы дросселей соединены с положительным выводом управляемого источника тока. На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства управления преобразователем напряжения; на фиг. 2 диаграмма напряжений, поясняющая работу устройства. Устройство для управления преобразователем напряжения содержит выпрямитель 1, инвертор 2 и выходной выпрямитель 3, соединенные последовательно стабилизатор 4 тока, управляющий вход которого подключен к датчику тока инвертора 2, усилитель 5 мощности, выполненный в виде двух одинаковых параллельно соединенных цепочек, каждая из которых состоит из последовательно включенных дросселя 6(7), размагничивающей обмотки 8(9) одного трансформатора, диода 10(11), включенного в прямом направлении, первичной обмотки 12(13) другого трансформатора и управляемого ключа 14(15), причем дроссели 6 и 7 предназначены для подключения к поло жительному зажиму стабилизатора 4 тока а управляемые ключи 14 и 15 к отрицательному, с которым через управляемый ключ 16 соединены катоды диодов 17 и 18, а их аноды подключены к обшим точкам соединений размагничивающих обмоток 8 и 9 и ано дов диодов 10 и 11, а к общим точкам соединений;катодов диодов 10 и 11 и начал первичных обмоток 12 и 13 подключены катоды-диодов 19 и 20, аноды которых соединены с концами размагни чивающих обмоток 9 и- 8 соответствующих трансформаторов управления и дросселей 7 и 6, задающий генератор 21,соединенньй с выходом триггера 22,два логических элемента И-НЕ 23 и 24, первые входы которых соответственно подключены к прямому и инверсному выходам триггера 22, вторые входы объединены и подключены к выходу широтно-импульсного модулятора 25 и управляющему входу ключа 16, а выходы соединены с управляющими входами ключей 14 и 15. На фиг. 2 обозначено: 26 - напряжение задающего генератора 21; 27 напряжение прямого выхода триггера 22; 28 - напряжение инверсного выхода триггера 22; 29 - напряжение широтно-импульсного модулятора 25; 30 напряжение логического элемента И-НЕ 23; 3 - напряжение логического элемента И-НЕ 24. Устройство работает следунмцим образом. Входное напряжение сети поступает на выпрямитель 1, затем преобразуется высокочастотным инвертором 2 в переменное, выпрямляется выпрямителем 3 и поступает в нагрузку. Величина тока стабилизатора 4 задается величиной нагрузки инвертора 2, с увеличением тока нагрузки соответственно увеличивается и ток стабилизатора 4. |Широтно-импульсный модулятор 25 на интервале паузы логическим О 29 включает управляемый ключ 16, усилителя 5 мошности, подключающий через разделительные диоды 17 и 18 размагничивающие обмотки 8 и 9 трансформаторов управления к дросселям 6 и 7, каждый из которых представляет собой самостоятельный источник тока, по величине равный половине тока стабилизатора 4. Задающий генератор импульсами 26 переключает триггер 22. Импульсы 30 и 31 с выходов элементов И-НЕ 23 и 24 логическимвключают управляемые ключи 14 и 15. Пусть включен управляемый ключ 14, тогда половина тока стабилизатора 4 протекает по цепи дроссель , размагничиваганая обмотка 8 второго трансформатора, диод 10 и первичная обмотка 12 первого трансформатора, вторая половина тока через дроссель 7, диод 19 и первичную обмотку 12, при этом во вторичных обмотках первого трансформатора формируются импульсы, oткpывaюQ иe силовые транзисторы одной диагонали инвертора 2, а во втором трансформаторе формирую гся запирающие импульсы для второй диагонали;по окончаний рабочего полупериода выключается ключ 14 и включается ключ 16, при этом независимо от магнитного состояния сердечников трансформаторов половина тока стабилизатора 4 протекает через дроссель 6, размагничивающую обмотку 8 второго трансформатора и диод 17, вторая половина тока - через дроссель 7, размагничивающую обмотку первого трансформатора и диод 18, тем самьм обеспечивается надежное формирование запираюших импульсов тока во вторичных обмотках трансформаторов. Аналогичные образом работает усилитель 5 мощности по окончании второго рабочего полунериода, когда включается ключ 16 и выключается ключ 15. Применение предлагаемого устройства позволяет обеспечить надежное формирование запираюших импульсов тока, что приводит к быстрому рассасыванию неосновных носителей в базоэмиттерных переходах силовых транзисторов и., следовательно, к быстрому их запиранию, последнее позволяет уменьшить динамические потери мощности в силовых транзисторах и исключить аварийный режим Сквозного тока, повьшает надежность устройства.

УСТРОПСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее датчик тока, вход которого предназначен для включения в силовую цепь преобразователя, а выход соединен с входом управляемого источника тока, отрицательный.вывод которого соединен с первыми контактами трех ключей, вторые контакты двух первых ключей соединены с концами первичных обмоток двух трансформаторов, второй контакт третьего ключа соединен с катодами двух диодов, аноды которых соединены с началами обмоток размагничивания указанных трансформаторов, управляющие входы двух первых ключей соединены с выходами двух элементов И-НЕ, первые входы которых соединены с противофазными выходами счетн.ого триггера, а вторые объединены и соединены с выходами широтно-импульсного модулятора и управляющим входом третьего ключа, вход счетного триггера соединен с выходом генератора импульсов и входом широтно-импульсного модулятора, а вторичные обмотки трансформаторов предназначены для подключения к управляюшим входам преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности преоб- разователя,оно снабжено четырьмя дополнительными диодами и двумя -дрос0 CZ селями, причем начало первичной обмотки каждого трансформатора соединено с катодами двух дополнительных диодов, анод одного из них соединен с первым выводом соответствуюцего дросселя и концом размагничивающей обмотки этого же трансформатора, а анод другого - с концом размагничивающей обмотки обмотки другого транс форматора, вторые выводы дросселей оо соединены с положительным выводом управляемого источника тока. СП