Способ управления многоячейковым многодиапазонным стабилизатором тока Советский патент 1989 года по МПК G05F1/569 H02M7/48 

Изобретение относится к электротехнике и силовой полупроводниковой преобразовательной технике и может быть использовано, в частности, в источниках электропитания кинопроекционных ксеноновых ламп.

Цель изобретения - повышение КПД и надежности работы многоячеикового многодиапазонного стабилизатора тока и упрощение его настройки.

На чертеже представлена функцио- , нальная схема устройства для реализации способа.

Устройство содержит источник 1 входного напряжения, п ячеек 2j (j 1, 2, ..., n), включенных по выходу параллельно на общую нагрузку 3. Каждая ячейка 2j включает в себя регулирующий элемент 4;, выключатель 5j регулирующего элемента 4j, трансформатор 6; выходного тока, выпрямитель 7 с измерительным резистором 8j, реле, имеющее обмотку 9: и нормально разомкнутый контакт 10-, а также предохранитель 11j .

Устройство включает в себя также усилитель 12 отрицательной обратной связи и сумматор 13 напряжений, пропорциональных выходным токам ячеек. Питание от источника 1 на ячейку 2, поступает через предохранитель 11;. На один вход усилителя 12 поступает напряжение уставки U мст , а другой вход подключен к выходу сумматора 13, выход усилителя 12 подключен к входам аналогового управления регулирующих элементов 4. всех ячеек. Каждая ячейка 2 j имеет также вход дискретного управления - отключения регулирующего эпемента 4 при поступлении сигнала U0 на вход выключателя 5 .

Предлагаемый способ управления осуществляют следующим образом.

При подключении стабилизатора к

источнику 1 питания, когда ток нагрузки 3 равен нулю, на выходе опера-, ионного усилителя 12 устанавливается максимальное значение напряжения отрицательной обратной связи. Так как выходной ток каждой ячейки 2j пропорционален величине напряжения отрицательной обратной связи (что легко выполнить, например, в преобразова- телях напряжения с индуктивным ограничением скорости изменения первичного тока), то выход на установившийся режим происходит при максимальном выходном токе каждой включенной ячейки 2J . В установившемся режиме изменение тока нагрузки вызывает пропорциональное изменение тока работающих ячеек 2: и сигналов, пропорциональных этим токам, поступающих на сумматор 13. Это приводит к изменению напряжения отрицательной обратной связи, за счет чего осуществляется стабилизация тока. Изменением напряжения UueT( можно увеличивать или уменьшать одновременно ток всех работающих ячеек 2i и, следовательно, изменять ток нагрузки 3. Однако изменение тока ячейки 2: желательно осуществлять в

ограниченных пределах, соответствующих ее оптимальным энергетическим ре жимам, например оптимальному КПД и рабочей частоте. При необходимости дальнейшего уменьшения тока нагрузки 3 на вход выключателя 5: подают сигнал U0, при этом регулирующий элемент 4: ячейки 2j выключается, обмотка 9: обесточивается и контакт 10: размыкается. В результате сигнал, пропор1О 15

20

25 0 Q .с 50

5

циональный выходному току ячейки 2:, отключается от входа сумматора 13. Несмотря на то, что ток нагрузки 3 стабилизатора уменьшается, уровень напряжения отрицательной обратной связи остается неэименным, поэтому оставшиеся в работе ячейки 2; продолжают функционировать в неизменных режимах Например, при работе параллельно на общую нагрузку 3 четырех ячеек 2-- , каждая из которых имеет выходной ток, регулируемый в пределах от 10 до 15 А, выходной ток регулируется от 40 до 60 А. При отключении одной ячейки 2: и переходе на следующий диапазон регулирования ток регулируется от 30 до 45 А, а при отключении двух ячеек 2: и переходе на следующий диапазон регулирования - от 20 до 30 А. Энергетический режим работающих ячеек 2; несмотря на значительное изменение тока нагрузки 3 при переключении диапазонов регулирования остается неизменным, чем обеспечивается повышение КПД.

Аналогичная ситуация сохраняется при выходе из строя одной ячейки 2j. При этом сгорает предохранитель 11: , неисправная ячейка 2. отключается от источника 1, обмотка 9: обесточивается и контакт 10; реле размыкается. Оставшиеся ячейки 2: продолжают работать без перегрузки в неизменных энергетических режимах, а ток нагрузки 3 уменьшается на 1/п от номинального значения. Этим предотвращается отказ стабилизатора при выходе из строя одной или нескольких ячеек, . т.е. повышается его надежность.

Таким образом, формируют первый сигнал, пропорциональный выходному току стабилизатора (либо сумме токов всех ячеек 2:), сравнивают его с напряжением уставки (вторым сигналом) и вырабатывают напряжение отрицательной обратной связи, величина которого пропорциональна разности между вторым и первым сигналами.

При подключении или, наоборот, отключении одной из ячеек 2j (оператором или вследствие аварии, когда сгорает предохранитель 1 1 j) для повышения надежности необходимо сохранить неизменными выходные токи работающих ячеек 2: . С этой целью изменяют коэффициент пропорциональности между суммарным выходным током ячеек 2j и первым сигналом, устанавливая его обрат51472890

но пропорциональным числу включенных ячеек.

Ячейки стабилизатора могут быть выполнены и на троены одинаково и независимо друг от друга.

ячеек, заключающийся в том, что ток каждой ячейки стабилизируют на уровне тока нагрузки, деленного на число ячеек5 отл.и чающийся тех, что, с целью повышения КПД путем обеспечения оптимальной загрузки каждой ячейки и упрощения, диапазон тока нагрузки устанавливают числом включенСпособ управления многоячейковым ю ных ячеек, а коэффициент деления автоматически изменяют с изменением числа-включенных ячеек.

Формула изобретения

многодиапазонным стабилизатором тока с параллельным по выходу включением

Изобретение относится к электротехнике и силовой полупроводниковой преобразовательной технике и может быть использовано ,в частности, в источниках электропитания кинопроекционных ксеноновых ламп. Цель - повышение КПД путем обеспечения оптимальной загрузки каждой ячейки и упрощения. Указанная цель достигается тем, что при стабилизации тока каждой из параллельно включенных по выходу ячейки на уровне тока нагрузки, деленного на число ячеек, диапазон тока нагрузки устанавливают числом включенных ячеек, а коэффициент деления автоматически изменяют с изменением числа включенных ячеек. Точно ток нагрузки устанавливают изменением опорного напряжения. При этом все ячейки могут быть выполнены и настроены одинаково. 1 ил.