Устройство для управления двухтактным преобразователем напряжения Советский патент 1991 года по МПК H02M7/515 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Целью изобретения является повышение надежности и КПД.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит последовательно включенные генератор 1 тактовых импульсов, делитель 2 частоты, счетный триггер 3 с противофазными выходами, соединенный с входами формирователей 4.1 и 4.2 паузы, в состав которых входят последовательно соединенные коммутатор 5,реверсивный счетчик 6, дешифратор 7, компаратор 8, О- триггер 9, счетчик 10 и дешифратор 11. Выходы дешифраторов 11 каждого формирователя 4,1 и 4.2 подключены через элементы И-НЕ 12, выходы которых - к управляющим входам инвертора 13, соединенного через трансформатор 14 и выпрямитель 15 с выходным фильтром 16. Блок 17 управления подключен к входам элементов И-НЕ 12.1 и 12.2. Датчик 18 состояния трансформатора 14 через пороговый элемент 19 соединен с входами коммутаторов 5. На чертеже обозначены также тактовые входы 20.1 и 20.2, синхронизирующие входы 21.1 и 21.2, входы 22.1 и 22.2 коррекции, вхдоды 23.1 и 23.2 блокировки, выходы 24.1 и 24.2 формирователей 4.1 и 4.2, выходы 25.1 и 25.2 блокировки и выходная клемма 26 преобразователя.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает импульсы высокой частоты, После делителя 2 частота импульсов понижается, поступает на вход счетного триггера 3, выходные импульсы которого через элементы И-НЕ 12.1 и 12.2 поступают на управляющие входы инвертора 13. С трансформатора 14 переменное напряжение поступает на выпрямитель 15, после чего фильтруется и через выходную клемму 26 поступает на нагрузку. Поддержание выходного напряжения на заданном уровне осуществляется с помощью блока 17 управления путем изменения длительности импульсов, поступающих на вторые входы элементов И-НЕ 12.1 и 12.2 и на входы инвертора 13. Блок 17 управления изменяет длительность управляющего импульса при неизменном фиксируемом положении переднего фронта. В процессе регулирования выходного напряжения изменяется положение заданного фронта.

При отсутствии асимметрии в работе трансформатора 14 формирователи 4.1 и 4.2 не влияют на работу преобразователя. С

выходов 24.1 и 24.2 на третьи входы элементов И-НЕ 12.1 и 12.2 поступает Г в течение всего полупериода. Формирователи 4.1 и 4.2 устанавливаются в исходное состояние.

В исходном состоянии на выходах блокировки 25.1 и 25.2, которые являются выходами младших разрядов дешифраторов 7, появляются разрешающие сигналы, которые поступают на входы блокировки 23.1 и

0 23.2 другого формирователя 4,2 и 4.1. Реверсивный счетчик 6 каждого формирователя 4.1 и 4.2 по установочному входу с помощью первого коммутатора 5 устанавливается в режим прямого счета. Коммута5 тор 5 работает следующим образом. В исходном состоянии на его втором входе присутствует сигнал, устанавливающий реверсивный счетчик 6 по установочному входу в положение прямого счета. Если на

0 выходе блокировки 25.1 и 25.2 присутствует разрешающий сигнал, то сигнал, приходящий на вход коррекции 22.1 и 22.2 проходит на первый выход коммутатора 5 и далее поступает на счетный вход реверсивного

5 счетчика 6. При этом, если сигнал, приходящий на вход 22.1,22.2 коррекции, находится в противофазе с сигналом, приходящим с счетного триггера 3 на синхронизирующие входы 21.1, 21.2, то на втором выходе ком0 мутатора 5 появляется сигнал, устанавливающий реверсивный счетчик 6 в режим обратного счета (вычитания). Если сигнал, приходящий на вход коррекции совпадает по фазе с сигналом, приходящим со счетно5 го триггера 3 на синхронизирующий вход, то на втором выходе коммутатора 5 появляется сигнал, устанавливающий реверсивный счетчик 6 в положение прямого счета (сложения). Если на входе блокировки 25.1,25.2

0 присутствует запрещающий сигнал, то сигналы, приходящие на вход коррекции 22.1, 22.2, на первый выход коммутатора 5 не проходят и реверсивный счетчик 6 своего состояния не меняет.

5 В случае появления асимметрии в работе трансформатора 14 на выходе датчика 18 магнитного состояния появляется сигнал, превышающий пороговое значение порогового элемента 19. В качестве датчика маг0 нитного состояния может быть использован Пояс Роговского. С выхода порогового элемента 19 импульс асимметрии поступает на входы 22.1, 22.2 коррекции формирователей 4.1, 4.2. Начинается процесс

5 запоминания необходимости проведения сокращения длительности управляющего импульса того плеча инвертора 13, при работе которого обнаружена проявляющаяся асимметрия, т.е. первый коммутатор 5 того формирователя 4.1 или 4.2, на входе 22,1

или 22.2 коррекции которого импульс асимметрии совпадает по фазе с синхронизирующим сигналом, поступающим со счетного триггера 3 на вход 21.1 или 21.2 синхронизации, пропускает сигнал асимметрии на счетный вход реверсивного счетчика 6, и он изменяет первоначальный код на 1, при этом изменяется код времязадающего дешифратора 7. Если асимметрия возникла в канале формирователя 4.1, то на выходе младшего разряда дешифратора 7, являющегося также выходом 25.1 блокировки, появляется сигнал, запрещающий подачу импульсов асимметрии на реверсивный счетчик б формирователя 4.2. В этот полупериод работы причины появления асимметрии не скомпенсированы. В следующий полупериод работы работает другое плечо преобразователя - формирователь 4.2 подает на третий вход элемента И-НЕ 12.2 сигнал 1 в течение полупериода работы и не влияет на работу преобразователя. При неравенстве кодов на первых и вторых входах компаратора 8 присутствует сигнал, который, поступая на установочный вход D-триг- гера 9, с приходом на синхронизирующий вход D-триггера 9 импульса со счетного триггера 3 переводит D-триггер 9 в состояние, при котором он формирует на выходе разрешающий сигнал, поступающий на установочный вход счетчика 10 и разрешающий ему счет тактовых импульсов, приходящих на его счетный вход с генератора 1. Когда на первых и вторых входах компаратора 8 коды станут равны, то на его выходе появится сигнал, который, поступая на установочный вход D-триггера 9, переводит его в состояние, при котором на его выходе появляется сигнал, поступающий на установочный вход счетчика 10 и переводящий счетчик 10 в исходное состояние и запрещающий ему счет тактовых импульсов до тех пор, пока на синхронизирующем входе D-триггера 9 не появится следующий синхроимпульс со счетного триггера 2. С приходом переднего фронта импульса со счетного триггера 3 на синхронизирующий вход формирователя 4 канала, в работе которого ранее была обнаружена асимметрия, D-триггер 9 по установочному входу включает в работу счетчик 10, который с тактовой частотой импульсов, поступающих на тактовый вход формирователя 4 и счетный вход счетчика 10 с генератора 1, изменяет код дешифратора 11. На третьем входе элемента И-НЕ 12 по переднему фронту импульса образуется пауза на время периода генератора 1. После прохождения этого периода код дешифратора 11 становится идентичным коду времязадающего дешифратора 7. Компаратор 8 сравнивает эти коды и при равенстве на его выходе появляется сигнал, поступающий на установочный вход D-триггера 9 для прекращения счета счетчи- 5 ком 10 и установки счетчика 10 в исходное состояние. После этого на третьем входе элемента И-НЕ 12 появляется сигнал Г и подается импульс для включения в работу первого плеча инвертора 13. Прекращение

10 прохождения импульса происходит по команде с блока 17 управления.

Таким образом, длительность управляющего сигнала первого плеча становится меньше длительности управляющего сигна5 ла второго плеча на величину периода работы генератора 1.

Если асимметрия не устранилась и компенсация не произошла, то в конце следующего такта появляется сигнал на выходе

0 порогового элемента 19, под действием которого происходит дальнейшее увеличение паузы еще на величину длительности периода работы генератора 1, пока не произойдет симметрирование трансформатора 14.

5При компенсации причин появления

асимметрии в течение всего времени работы преобразователя происходит формирование различных по длительности управляющих сигналов.

0Если асимметрия возникает во втором

полупериоде работы, то коммутатор 5 переводит реверсивный счетчик в режим вычитания и длительность паузы уменьшается. Если асимметрия, возникшая во втором

5 полупериоде работы, оказывается слишком большой, то длительность паузы, формируемой формирователем 4,1, уменьшается до нуля, а затем пропадает сигнал блокировки с формирователя 4.1 и начинает увеличи0 ваться пауза, формируемая формирователем 4.2 до получения симметричного режима работы трансформатора 14.

При небольшой асимметрии, образующейся за один такт работы, токи, протекаю5 щие через ключи инвертора, не успевают возрасти до значительной величины. Поэтому при достаточно малом периоде работы генератора 1 можно полностью осуществить симметричный режим работы транс0 форматора 14. Этим повышается надежность работы преобразователя и КПД преобразования.

Формул а изобретения 5 Устройство для управления двухтактным преобразователем напряжения, состоящим из последовательно включенных инвертора, выпрямителя и фильтра, содержащее генератор тактовых импульсов, дат- чик магнитного состояния трансформатора

инвертора, подключенный к входу порогового элемента, счетный триггер с двумя противофазными выходами, первым входом соединенный с первым входом первого элемента И-НЕ, вторым входом - с первым входом второго элемента И-НЕ, выходы обоих элементов И-НЕ предназначены для подключения к управляющим входам инвертора, вход блока импульсно-фазового управления предназначен для подключения к выходу фильтра, выход соединен с объединенными вторыми входами элементов И-НЕ, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и КПД, оно снабжено делителем частоты и двумя фор- мирователями фазы, оба элемента И-НЕ снабжены дополнительным входом, выход генератора тактовых импульсов через делитель частоты соединен с входом счетного триггера, каждый формирователь паузы со- держит коммутатор, состоящий из двух ключей, реверсивного счетчика, дешифратора, компаратора, D-триггера и двух дешифраторов, объединенные входы ключей подключены к выходу порогового элемента, выход

первого ключа соединен с первым счетным входом реверсивного счетчика, выход второго ключа - с вторым счетным входом реверсивного счетчика, управляющий вход первого ключа подключен к первому выходу счетного триггера, управляющий вход второго ключа - к выходу младшего разряда первого дешифратора, входы первого дешифратора соединены с выходами старших разрядов первого дешифратора, другого формирователя паузы первые входы компаратора соединены с выходами старших разрядов первого дешифратора, установочный вход D-триггера соединен с выходом компаратора, а тактовый вход - с соответствующим выходом счетного триггера, счетчик импульсов счетным входом подключен к выходу генератора тактовых импульсов, установочным входом - к выходу D-триггера, второй дешифратор входами подключен к выходам счетчика импульсов, выходом младшего разряда - к дополнительному входу соответствующего элемента И-НЕ, а выходами старших разрядов - к вторым входам компаратора.

Изобретение относится к электротехниэлектропитания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является повышение надежности и КПД. Последовательно включенные генератор 1 тактовых импульсов, делитель 2 частоты, счетный триггер 3 с противофазными выходами задают рабочую частоту преобразователя. Блок 17 управления регулирует фазу спада импульса управления. Фронт импульса управления задерживается формирователями паузы 4.1, 4.2, которые по сигналу датчика 18 состояния трансформатора 14 уменьшают на фиксированную величину длительность импульса управления того плеча преобразователя, в котором возникла асимметрия ре