Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное Советский патент 1988 года по МПК H02M5/257 

оо ю ел

00 QO

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти применение в источниках питания радиоэлектронной аппаратуры средств связи.

Цель изобретения - повышение надежности и уменьшение искажений выходного напряжения.

На фиг. 1 приведена функциональ- ная схема устройства; на фиг. 2 - пример выполнения распределителя импульсов; на фиг. 3 - функциональная схема силовой части устройства, выполненного по вольтодобавочной структуре; на фиг. 4,5 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство (фиг. 1) содержит входной 1 и выходной 2 фильтры, две однотактные силовые ячейки 3 и 4 и блок 5 управления. Каждгш одно- тактная силовая ячейка 3 включает узел 6 размагничивания, выполненный например, на симметричном ограничитле напряжения и подключенный параллельно первичной обмотке 7 высокочастотного трансформатора 8,и ключи 9-11 переменного тока, полностью управляемые. Первичная обмотка 7 вы- сокочастотного трансформатора 8 соединена последовательно с ключом 9 и подключена к выводам 12 и 13 входного фильтра 1. Средняя точка вторичной обмотки 14 соединена с выводом 15 выходного фильтра 2, а ее крайние выводы через ключи 10 и 11 подключены к выводу 16 выходного фильтра 2, соединенного с нагрузкой 17.

Блок 5 управления включает за- дающий генератор 18, Т-триггер 19, первый 20, второй 21 и третий 22 распределители импульсов, генератор 23 пилообразного напряжения, амплитудный детектор 24, вычитатель 25, выполненный на операционном усилителе, два компаратора 26 и 27 и логический элемент 2И-НЕ 28. Выход задающего генератора 18 соединен с входами Т-триггера 19 и генератора 23 пилообразного напряжения, к выходу которого подключены первые входы компараторов 26 и 27 и выход амплитудного детектора 24. Выход амплитудного детектора 24 соединен с инвертирующим входом вычитателя 25, прямой вход которого объединен с вторым входом компаратора 26 и образует вход 29 для подключения сигнала уп5

5

0 0 5

0 5 о 5

равления сигнала. Выход вычитателя 23 связан с вторым входом компаратора 27, Выход компаратора соединен с информационным входом 30 второго распределителя 21 и одним из входов логического элемента 2И-НК 28, другой вход которого подключен к выходу компаратора 26, связанному с информационным входом 30 первого распределителя 20. А выход элемента 2И-НЕ 28 соединен с информационным входом

30третьего распределителя 22. Первые синхронизируюшсие входы 31 распределителей 20 - 22 импульсов подключены к прямому выходу Т-триггера 19, а их вторые синхронизирующие входь

32 - к инверсному выходу Т-триггера 19.

Управляющие входаг ключей 9 подключены к парафазным выходам 33 и 34 соответственно третьего распределителя 22 импульсов, а управляющие входы ключей 10 и 11 соединены с парафазными выходами 33 и 34 второго 21 и первого 20 распределителей соответственно .

Распределитель 20 импульсов (фиг. 2) содержит два элемента 2И 35 и 36. Одни из выходов элемента 2И 35 и 36 объединены и образуют информационный вход 30 распределителя 20, второй вход элемента 2И 35 образует первый синхронизирующий вход 31 распределителя 20, а второй вход элемента 2И 36 - второй синхронизирующий вход 32. При этом выходы элементов являются парафазными выходами 33 и 34 распределителя 20 импульсов.

Для получения вольтодобавочной структуры средние точки вторичных обмоток 14 высокочастотных трансформаторов 8 (фиг. 3) подключены к выводу 12 входного фильтра 1, а крайние выходы обмоток 14 соответственно через ключи 10, 11 вторичных коммутаторов - к зажиму 15 выходного фильтра 2. Выводы 13 и 16 входного 1 и выходного 2 фильтров объединены. Распределители импульсов осуществляют передачу сигналов, поступающих на информационные входы 30, на управляющие входы ключей в соответствии с поступающими на первые

31и вторые 32 синхронизируюи/ле входы напряжения 43 и 44 (фиг. 4) с выходов Т-триггера 19. При этом с выходов 33 распределителей гО-2 импульсные последовательности 45-4/

поступают на управляющие входьт ключей 9-11 однотактной силовой ячейки 3, ас выходов 34 напряжения 48-50 - на управляющие входы ключей 9-11 однотактной силовой ячейки. Таким образом, напряжения с выходов компараторов 26 к 27 и элемента 2H-FiE 28 передаются через распределители 20-22 импульсов на одном такте задающего генератора 18 на управляющие входы ключей 9-11 однотактной силовой ячейки 3, а на другом такте- на управляющие входы ключей 9-11 однотактной силовой ячейки 4.

В момент времени t, в соответ-- ствии с импульсом импульсной последовательности 47 замкнут ключ 9 однотактной силовой ячейки 3 и напряжение питающей сети 51 (фиг. 5) прикладывается к первичной обмотке 7. Напряжения 52 вторичной обмотки 14 через замкнутый ключ 10 прикладывается к выходному фильтру 2 и нагрузке 17. На интервале времени (фиг. 4, следующий такт) все ключи однотактной силовой ячейки 3 разомкнуты. Высокочастотный трансформатор 8 размагничивается током, протекающим по цепи первичная обмотка 7 - узел 6 размагничивания, номинальное напряжение которого выше максимального амплитудного значения напряжения питающей сети. В момент времени 1j2 замкнуты ключи 10 и 11 однотактной силовой ячейки 4, а ключ 9 ра- зомкнут в соответствии с сигналами на их управляющих входаос. Высокочастотный трансформатор 8 однотакт- ной силовой ячейки 4 закррочен.Напряжение 53 на его вторичной обмотке равно нулю. На интервале t включается ключ 9, а ключ 11 выключается . Первичная обмотка 7 однотактной силовой ячейки 4 подключается к питающей сети, и напряжение 53 вторичной обмотки 14 через замкнутый ключ 10 поступает на выходной фильтр 2 и нагрузку 17. В следующем такте высокочастотный трансформатор 8 однотактной силовой ячейки 2 размаг- ничивается,а работает однотактная силовая ячейка 1. На интервале времени t.

одновременно замкнуты ключи

9 и 11 однотактной силовой ячейки 3, и напряжение 52 вторичной обмотки 14 высокочастотного трансформатора 8 прикладывается к выходному фильтру через ключ 11 в полярности, противо

0

5

0

5

0

5

0

5

положной напряжению 51 питаюп1ей сети, тем самым осуществляется реверс напряжения 54 на входе выходного филь-г- ра 2 и выходного напряжения 55 относительно напряжения 51 питающей сети. В следующем такте промежуточной частоты аналогично работает однотактная силовая ячейка 4.

Силовая цепь устройства (фиг. 3), выполненная по вольтодобавочной схеме, работает аналогично (фиг. 2). Величина напряжения 56 на его выходном фильтре определяется алгебраической суммой напряжения 51 питающей сети и напряжения вторичной обмотки 14, подключаемой к выходному фильтру ключами 10 и 11. На нагрузке 17 действует напряжение 57.

Формула изобретения

1. Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное, содержапочй входной и выходной фильтры, первую однотактную силовую ячейку, содержащую высокочастотный трансформатор, первичная обмотка которого через первый ключ подключена к входному фильтру, вторичная обмотка высокочастотного трансформатора выполнена со средней точкой, а крайние выводы вторичной обмотки объединены через второй и третий ключи, общая точка которых и средняя точка вторичной обмотки формируют выходные выводы однотактной силовой ячейки, кроме того, блок управления содержит последовательно соединенные задающий генератор и фазосдвигающий блок, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности и уменьшения искажений выходного напряжения, введена вторая однотактная силовая ячейка, выполненная аналогично первой, выходные выводы которой включены параллельно вьгходным выводам

первой силовой однотактной ячейки, в блок управления введены Т--триггер, амплитудный детектор, первый компаратор, вычитатель. элемент 2И-НЕ и три распределителя умпульсов, фазосдвигающий блок выполнен в виде последовательно соединенных генератора пилообразного напряжения и первого входа второго компаратора, второй вход которого соединен с выводом для подключения сигнала управления и с прямым входом вычитателя, инперти 1Z

5J

34

Изобретение относится к преобразовательной технике. Цель изобретения - повышение надежности и уменьшение выходного напряжения. Регулирование напряжения в устройстве осуществляется изменением состояния однотактных силовых ячеек (ОСК). Каждая из ОСК работает на частоте выше частоты сети, которая задается задающим генератором.ОСК работают в противофазе. В первую часть периода высокочастотный трансформатор одной из ОСК размагничивается, а к обмоткам высокочастотного трансформатора другой ОСК приложено рабочее напряжение. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. (Л

3/

--Г- 12

в

/

0/3

37

/г

5

«7

4

Л7

ЪО

32

Фиг. 2

iS -

5

в ю

2

ё

1в

/7

Фиг.З

ЦЗиг