Двухканальный источник питания Советский патент 1991 года по МПК H02M7/162 

рующие элементы 6 и 8 закрыты а коммутирующие элементы 5 it 7 открыты в течение части периода управления. Относительная длительность открытого состояния коммутирующих элементов 5 и 7 определяется величиной напряжения управления. При открытых коммутирующих элементах 5 и 7 ток протекает только по нагрузке 10. При

отрицательном напряжении управления в течение части периода управления открыты коммутирующие элементы 6 и 7, при этом ток протекает только через нагрузку 11. Устройство позволяет осуществлять симметричное инверсное регулирование тока в нагрузках, за счет чего достигается цель изобретения. 5 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может применяться в установках с инверсным регулированием тока в двух взаимосвязанных нагрузках. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения инверсного регулирования тока в нагрузках. Устройство может работать в трех режимах. При напряжении управления, равном нулю, коммутирующие элементы 5-8 закрыты и через включенные последовательно нагрузки 10 и 11 протекает один и тот же ток. При положительном напряжении управления коммути- 1. Ё Os СО СХ 00 Фиг.1

Изобретение относится к электротехнике и может применяться в установках с инверсным регулированием тока в двух взаимосвязанных нагрузках.

Цель изобретения - расширение функ- циональных возможностей путем обеспечения инверсного регулирования тока в нагрузках.

На фиг. 1 представлена блок-схема двухканального источника питания; на фиг. 2 - блок-схема одного из вариантов выполнения системы управления коммутирующими элементами; на фиг. 3-5 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Двухканальный источник питания содержит трехфазный индуктивно-емкостный преобразователь 1, вход которого образует входные выводы, а выход подключен к первичным обмоткам, соединенным по схеме звезда, согласующего трансформатора 2, два трехфазных мостовых выпрямителя 3 и 4, входами переменного тока подключенные к первым и вторым выводам соответственно вторичных обмоток согласующего трансформатора 2, две пары встречно-параллельно включенных коммутирующих элементов 5, 6 и 7, 8 (транзисторы или запираемые тиристоры), управляющие входы которых подключены к системе 9 управления, причем первая пара встречно-параллельных коммутирующих элементов 5 и 6 включена между выводами катодных групп выпрямителей 3 и 4, между выводами анодных групп которых включена вторая пара встречно-параллельно включенных коммутирующих элементов 7 и 8, а выходными выводами первого и второго каналов, к которым подключены нагрузки 10 и 11, являются выводы постоянного тока выпрямителей 3 и 4.

Система 9 управления(один из вариантов ее выполнения) содержит генератор 12 пилообразного напряжения, инвертирующий усилитель 13, включенный на выход генератора 12 пилообразного напряжения, два компаратора 14 и 15, первые входы которых подключены соответственно к выходу

генератора 12 пилообразного напряжения и к выходу инвертирующего усилителя 13, а на вторые входы компараторов через разделительные диоды 16 и 17 поступает сигнал управления, согласующие элементы 18-21, включенные между выходами компараторов и входными выводами коммутирующих элементов.

Диаграммы 22-28 на фиг. 3 поясняют работу устройства при величине сигнала управления на входе системы управления , диаграммы 29-35 на фиг. 4 поясняют работу устройства в режиме при Uy 0, а диаграммы 36-42 при Uy 0. На диаграммах 22, 29 и 36 показано напряжение Uy; на диаграммах 29, 37 и 30- напряжение Ui2 на выходе генератора 12 пилообразного напряжения; на диаграммах 24, 31 и 38 - напряжение Ui3 на выходе инвертирующего усилителя 13; на диаграммах 25, 32 и 39 - сигнал Usj на управляющих входах коммутирующих элементов 5,7; на диаграммах 26, 33 и 40 - сигнал Ue.s на управляющих входах коммутирующих элементов 6, 8 на диаграммах 27, 34 и 41 - ток Ио на нагрузке 10; на диаграммах 28, 35 и 42 - TOK JH на нагрузке 11.

Устройство работает следующим образом.

При с выходных выводов системы 9 управления на управляющие входы коммутирующих элементов 5-8 поступают сигналы отрицательной полярности, что обеспечивает надежное закрытие последних.

По нагрузкам 10 и 11 будет протекать один и тот же ток, величина которого определяется параметрами индуктивно-емкостного преобразователя 1 и согласующего трансформатора 2. Замыкание токов по нагрузкам 10 и 11 происходит по следующей цепи: вывода вторичной обмотки согласующего трансформатора 2 (+ вывод в рассматриваемый момент времени фазы с наибольшим током), вентиль катодной группы выпрямителя 3, нагрузка 10, два вентиля анодной группы выпрямителя 3, вторичные обмотки фаз b и с согласующего трансферматора 2, два вентиля катодной группы выпрямителя 4, нагрузка 11, вентиль анодной группы выпрямителя 4, - вывод ведущей фазы. В другие интервалы времени замыкание тока по нагрузкам 10 и 11 проходит аналогично (происходит чередование ведущей фазы). Временные диаграммы работы источника питания при приведены на фиг. 3.

При Uy 0 система 9 управления формирует (фиг. 4) на управляющих входах коммутирующих элементов 5 и 7 практически прямоугольное переменное напряжение. Частота этого переменного напряжения определяется частотой пилообразного напряжения генератора пилообразного напряжения, а длительность положительной части этого напряжения зависит от величины Uy. Сигналы положительной полярности, поступающие на управляющее входы коммутирующих элементов 5 и 7, обеспечивают открытие последних, а отрицательной полярности - закрытие их. На управляющие входы коммутирующих элементов 6 и 8 поступают сигналы отрицательной полярности, что обеспечивает их постоянное закрытие. Открытие коммутирующих элементов 5 и 7 приводит к тому, что среднее значение тока в нагрузке 10 увеличится на величину yl, где у- относительная продолжительность сигнала положительной полярности на управляющих входах коммутирующих элементов 5 и 7, I - значение тока в нагрузках 10 и 11 при закрытых коммутирующих элементах, а среднее значение тока в нагрузке 11 уменьшится на эту же величину. Действительно, при открытых коммутирующих элементах 5 и 7 положительные полуволны токов вторичных обмоток согласующего трансформатора 1 замыкаются по цепи вентиля катодной группы выпрямителя 3: нагрузка 10; коммутирующий элемент 7; вентили анодной ггуппы выпрямителя 4, а отрицательные полуволны токов вторичных обмоток трансформатора 2 - по цепи: вентили катодной группы выпрямителя 4; коммутирующий элемент 5; нагрузка 10; вентили анодной группы выпрямителя 3. Следовательно, в течение действия положительного сигнала на управляющих входах коммутирующих элементов 5 и 7 нагрузка 11 обесточивается, а по нагрузке 10 протекает ток, равный удвоенному значению тока в нагрузках при закрытых коммутирующих элементах, так как при открытых коммутирующих элементах 5 и 7 все фазы вторичной обмотки согласующего трансформатора 2, питаемого от индуктивно-емкостного преобразователя 1, подключается нагрузка.10 параллельно при

дйухполупериодном аыпрямлении, что при0 водит к увеличению коэффициента выпрямления по току с 1, 3, 5 (при закрытых коммутирующих элементах) до 2, 7. В течение действия отрицательного сигнала на управляющих входах коммутирующих эле5 ментов 5 и 7 они закрыты и ток по нагрузкам 10 и 11 протекает так же, как и при . Изменяя величину Uy 0, можно изменять, а следовательно, осуществлять инверсное регулирование тока в нагрузках (увеличение тока в нагрузке 10 и уменьшение в нагрузке 11).

При у 1 (Uy 0) ток в нагрузке 10 максимальный, равный 2-, а ток в нагрузке 11 отсутствует.

5ьсли Uy 0,то система 9 управления обеспечивает подачу переменного сигнала прямоугольной формы (фиг. 5) на управляющие входы коммутирующих элементов б и 8, а на управляющие входы коммутирующих эле0 ментов 5 и 7 - отрицательного сигнала. При этом коммутирующие элементы 5 и 7 постоянно закрыты, з коммутирующие элементы 6 и 8 работают в широтно-импульс- ном режиме с относительной

5 продолжительностью включенного состояния у (изменяется при изменении Uy 0). Это обеспечивает инверсное регулирование тока з нагрузках (увеличение тока в нагрузке 11 с одновременным уменьшением

0 на это же значение тока в нагрузке 10), так как положительные полуволны тока вторичных обмоток трансформатора 2 (при включенных коммутирующих элементах 6 и 8) замыкаются по цепи: вентили катодной

5 группы выпрямителей 3: коммутирующий элемент 6; нагрузка 11; вентили анодной группы выпрямителя 4, а отрицательные полуволны - по цепи: вентили катодной группы выпрямителя 4; нагрузка 11, комму0 тирующий элемент 8, вентили анодной группы выпрямителя 3. В течение отключенного состояния коммутирующих элементов б и 8 замыкание тока по нагрузкам осуществляется аналогично тому, как при .

5 При у 1(Uy 0) ток в нагрузке 11 максимальный, равный 2-1, а ток в нагрузке 10 отсутствует.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществлять симметричное 0 инверсное регулирование тока в нагрузках в двух квадрантах, что существенно расширяет функциональные возможности двухкэ- нального источника питания.

5Формула изобретения

Двухкзнальный источник питания, содержащий трехфазный индуктивно-емкостный преобразователь, вхо д которого образует входные выводы, а выход подключен к первичным обмоткам, Соединенным по схеме звезда, согласующего трансформатора, два трехфазных мостовых выпрямителя, входами переменного тока подключенные к первым и вторым выводам соответственно вторичных обмоток согласующего трансформатора, две пары встречно-параллельно включенных коммутирующих элементов, управляющие входы которых подключены к выходам системы управления, отличающийся тем, что, с целью расширения

Он

22

Фиг, 2

23°К

О

2k

U,

13

0

функциональных возможностей путем обеспечения инверсного регулирования токов в нагрузках, первая пара встречно-параллельно включенных коммутирующих элементов включена между выводами катодных групп выпрямителей, между выводами анодных групп которых включена вторая пара встречно-параллельно включенных коммутирующих элементов, а выходными выводами гтервого и второго каналов источника питания использованы выводы постоянного тока соответствующих выпрямителей.

Фиг.З

На

29

30

О

% О

J/ %

О

32

%,7 О

33 %

о

3fO О

УН

J

г

Фиг Л

J6

37 u%

38

ЯЬ

40

U

4/ %0

ft 3H

г

Фиг. 5