Способ ограничения одностороннего насыщения трансформатора импульсного преобразователя напряжения Советский патент 1988 года по МПК H02M3/335 

Q +

(Л

4ib

оо а ьо

ts3

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано в устройствах электропитания радиоэлектронной аппаратуры, содержащих импульсные преобразователи напряжения.

Цель изобретения - упрощение способа ограничения одностороннего насыщения трансформатора импульсного преобразователя напряжения за счет упрощения выГенератор 8 тактовых импульсов формирует прямоугольные импульсы с периодом следования Т и коэффициентом заполнения, близким к единице, которые поступают на первый вход логического элемента 2И 9 и с его выхода на вход триггера 10 при условии, что на выходе одно- вибратора 19 присутствует сигнал логической единицы. Триггер 10 переключается передним фронтом импульсов с выхода лоделения сигнала, пропорционального току 10 гического элемента 2И 9, на его выхо- намагничивания трансформатора.дах образуются две последовательности

На чертеже приведена схема импульсного преобразователя напряжения, реализующего предлагаемый способ.

прямоугольных импульсов с периодом 2Т, еле: дующие в противофазе относительно друг друга. Эти импульсы поступают на ,перСпособ ограничения одностороннего на- вые входы логических элементов 2И 11 и 12, сыщения трансформатора импульсного пре- на вторые входы которых поступают ко- образователя напряжения состоит в том, что для выделения сигнала, пропорционального току намагничивания трансформатора импульсного преобразователя напряжения, не менее одного раза в течение 20 ческих элементов 2И И и 12 форми- каждого такта работы преобразователя от- руются две последовательности импульсов ключают все обмотки трансформатора от источников и потребителей энергии на время.

роткие импульсы с уровнем логического нуля, формируемые одновибратором 13 по пе- редне.му фронту импульсов на выходе триггера 10. В результате на выходе логинеобходимое для выделения сигнала, пропорционального току намагничивания, и одположительнои полярности, следующие в противофазе и укороченные относительно двойного периода выходного напряжения генератора 8 тактовых импульсов на время

повременно подключают к одной из обмо- и.мпульса одновибратора 13. ток трансформатора датчик тока, напримерЭти импульсы управляют работой ключерезистор, через который пропускают ток на- вых элементов 4 и 5, которые подключают магничивания трансформатора, приведенный поочередно ,первичные обмотки к источнику к этой обмотке, и сигнал, который исполь- входного напряжения преобразователя. Та- зуют в качестве сигнала, пропорциональ- ким образом, на первичных обмотках 2 и 3 ного тбку намагничивания трансформатора трансформатора 1 формируется переменное

напряжение, которое трансформируется во вторичную обмотку 6 и поступает через выпрямитель 7 в нагрузку. При каждом

появлении уровня логического нуля на выпитания.

Преобразователь содержит трансформатор 1, первичные обмотки 2 и 3 которого подключены к входным выводам преобразователя через ключевые элементы 4 и 5, ходе одновибратора 13 ключевые элементы а вторичная обмотка б по.дсоединена к вы- 4 и 5 закрываются, а вспомогательный прямителю с емкостной нагрузкой 7, гене- ключевой элемент 15 открывается и под- ратор 8 тактовых импульсов, выходом под- ключает датчик 14 тока через диоды 16 ключенный к первому входу первого логи- и 17 к первичным обмоткам 2 и 3 транс- ческого элемента 2И 9, выход которого форматора 1. При этом через датчик 14 то- подсоединен к входу Т-триггера 10, выхода- 40 ка перетекает приведенный к первичной ми соединенного с первыми входами второго обмотке ток на.магничивания трансформатора 1.

Величину сопротивления датчика 14 тока выбирают такой, чтобы напряжение на

11 и третьего 12 логических элементов 2И, выходы которых соединены с управляющими входами ключевых элементов 5 и 4 соответственно. Первый одновибратор 13 вхо- нем и, следовательно, на первичной обмотдом подключен к входу триггера 10, а выходом к вторым входам логических элементов 2И 11 и 12. Резистивный датчик 14 тока, включенный между общей точкой первичных обмоток трансформатора 1 и выхоке было бы меньше входного напряжения преобразователя. В этом случае в течение времени импульса одновибратора 13 напряжение на вторичной обмотке 6 будет мень- ще напряжения на конденсаторе выпрямидом дополнительного ключевого элемента 15, - Диоды выпрямителя будут закрывход которого соединен с другими вывода-ты, а вторичная обмотка 6 будет отклюми первичных обмоток трансформатора 1 че--чена от нагрузки, т. е. через нее не бурез развязывающие диоды 16 и 17. Поро-дет протекать ток намагничивания. Следоваговое устройство 18 входом подключенотельно, во время закрытого состояния клюк датчику 14 тока, а выходом черезчей 4 и 5 весь ток намагничивания

второй одновибратор 19 - с вторым вхо-55 трансформатора 1 проходит через датчик 14

дом первого логического элемента 2И 9.тока. Так как к момен-су выключения клюПреобразователь работает следующимчевых элементов 4 и 5 величина тока наобразом.магничивания достигает амплитудного значеГенератор 8 тактовых импульсов формирует прямоугольные импульсы с периодом следования Т и коэффициентом заполнения, близким к единице, которые поступают на первый вход логического элемента 2И 9 и с его выхода на вход триггера 10 при условии, что на выходе одно- вибратора 19 присутствует сигнал логической единицы. Триггер 10 переключается передним фронтом импульсов с выхода ловые входы логических элементов 2И 11 и 12, на вторые входы которых поступают ко- ческих элементов 2И И и 12 форми- руются две последовательности импульсов

роткие импульсы с уровнем логического нуля, формируемые одновибратором 13 по пе- редне.му фронту импульсов на выходе триггера 10. В результате на выходе логивые входы логических элементов 2И 11 и 12, на вторые входы которых поступают ко- ческих элементов 2И И и 12 форми- руются две последовательности импульсов

положительнои полярности, следующие в противофазе и укороченные относительно двойного периода выходного напряжения генератора 8 тактовых импульсов на время

и.мпульса одновибратора 13. Эти импульсы управляют работой ключепоявлении уровня логического нуля на выходе одновибратора 13 ключевые элементы 4 и 5 закрываются, а вспомогательный ключевой элемент 15 открывается и под- ключает датчик 14 тока через диоды 16 и 17 к первичным обмоткам 2 и 3 транс- форматора 1. При этом через датчик 14 то- ка перетекает приведенный к первичной обмотке ток на.магничивания трансформатора 1.

нем и, следовательно, на первичной обмотке было бы меньше входного напряжения преобразователя. В этом случае в течение времени импульса одновибратора 13 напряжение на вторичной обмотке 6 будет мень- ще напряжения на конденсаторе выпрями - Диоды выпрямителя будут закрыния, то амплитуда импульсов напряжения на датчике 14 тока пропорциональна амплитуде тока намагничивания трансформатора 1.

Если в течение какого-либо рабочего такта амплитуда тока намагничивания пре- - высит заданную пороговую величину, то и амплитуда напряжения на датчике 14 превысит порог срабатывания порогового устройства 18, а передний фронт его входного сигнала запустит одновибратор 19. На выходе одновибратора 19 появится сигнал логического нуля. Логический нуль на выходе одновибратора 19 появится с некоторым запаздыванием по отношению к переднему фронту импульса на выходе тактового генератора 8, равным сумме запаздываний 5 на переключение в одновибраторе 13, элементе 11 или 12, ключевом элементе 4 или 5, пороговом устройстве 18 и одновибраторе 19.

На выходе элемента 9 в течение времени запаздывания будет присутствовать

10

Если причина, вызвавшая увеличение тока намагничивания, кратковременна, например случайное совпадение частоты и фазы пульсации входного напряжения с частотой и фазой работы преобразователя, то после ее исчезновения преобразователь будет работать при одинаковой длительности рабочих тактов. Если же эта причина постоянна, например разное падение напряжения на ключевых элементах 4 и 5, то описанный процесс изменения длительности рабочих тактов станет периодическим, так что и в этом случае не наступит одностороннего насыщения трансформатора 1.

Формула изобретения

Способ ограничения одностороннего насыщения трансформатора импульсного преобразователя напряжения путем выделения сигнал логической единицы, поэтому триг- 20 сигнала, пропорционального току намагничи- гер 10 успеет переключиться в новое ус-вания трансформатора, сравнения его с затойчивое состояние. Длительность этого устойчивого состояния будет определяться не

периодом Т импульсов тактового генераданным сигналом, пропорциональным максимально допустимому fOKy намагничивания, и формированию управляющего воздействия, тора, а длительностью сигнала логического 25 корректирующего режим перемагничивания нуля на выходе одновибратора 19. Так кактрансформатора, отличаюи(ийся тем, что,

эта длительность определяет длительностьс целью упрощения, на время, необходитакта, следующего за тактом, в течениемое для выделения сигнала, пропорцио налькоторого величина тока намагничивания пре-ного току намагничивания, все обмотки

высила заданную величину, то выбирая еетрансформатора отключают от источников

больщей чем Т, можно уменьшить ток на- ЗО и потребителей энергии не менее одного ра- магничивания до заданного уровня. Вслед-за В течение каждого такта работы прествие того, что период работы преобразователя постоянен и равен 2Т, длительность следующего такта насыщающего сердечник трансформатора 1 будет меньше

образователя и одновременно подключают к одной из обмоток датчик тока, через который пропускают ток намагничивания трансформатора, приведенный к данпредыдущего, так как часть его времени 35 ной обмотке, и используют сигнал с дат- займет такт перемагничивания в сторону,чика тока в качестве сигнала, пропорциопротивоположную насыщению, что также уменьщает величину тока намагничивания.

нального току намагничивания трансформатора.

Если причина, вызвавшая увеличение тока намагничивания, кратковременна, например случайное совпадение частоты и фазы пульсации входного напряжения с частотой и фазой работы преобразователя, то после ее исчезновения преобразователь будет работать при одинаковой длительности рабочих тактов. Если же эта причина постоянна, например разное падение напряжения на ключевых элементах 4 и 5, то описанный процесс изменения длительности рабочих тактов станет периодическим, так что и в этом случае не наступит одностороннего насыщения трансформатора 1.

Формула изобретения

образователя и одновременно подключают к одной из обмоток датчик тока, через который пропускают ток намагничивания трансформатора, приведенный к дан ной обмотке, и используют сигнал с дат- чика тока в качестве сигнала, пропорционального току намагничивания трансформатора.

Изобретение относится к преобразовательной технике. Целью изобретения является упрощение. На каждом полупериоде работы преобразователя полуобмотки 2 и 3 трансформатора 1 при помощи ключей 4 и 5 одновременно отключаются от источника питания и подключаются через диоды 16 и 17 и ключ 15 к датчику тока 14. Напряжение датчика тока 14, пропорциональное величине тока намагничивания трансформатора 1, сравнивают с пороговой величиной и в случае превыщения корректируют длительности управляющих импульсов, поступающих на ключи 4 и 5 с. логических элементов 11 и 12. 1 ил.