Способ централизованной дискретной стабилизации напряжения Советский патент 1979 года по МПК G05F1/14 H02M7/12 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в блоках питания радиоаппаратуры; в тех случаях, когда требуется стабилизация напряжения на нескольких нагрузках постоянного тока, гальванически несвязаннь1х между собой и запитываемых от одного источни ка электроэнергии.

Известен способ, при котором напряжение на каждой нагрузке стабилизируется отдельно и независимо 1,21 .

Недостатком такого способа является сложность его реализации.

Известен также способ стабилизации с централизованным регулированием наНряжёния на выходе одного из каналов и последующим перераспределением избыточной энергии между всеми остальными каналами с помощью частотного преобразователя

Такой способ практически неприменим при высоких (измеряемых в сотнях вольт) напряжениях каналов.

Из известных способов стабилизации наиболее близким является «Способ регулирования напряжения 4 на нескольких нагрузках, запитываемых от одного выходного источника электроэнергии, основанный на.

изменении длительности включения регулирующих органов, передающих энергию к каждой из нагрузок и на сдвиге начала включенного состояния в каждой из г1оследующих нагрузок на-минимальный интервал проводимости предыдущей. Известный способ, рещая задачу повьтЩения коэффициента мощности установки, может быть эффективно применен только для инерционных (например, тепловых) нагрузок, так как сопровождается очень больщими пульсациями выходного напряжения, особенно при повыщенном числе нагрузок. Кроме того, при высокой частоте переключений использование способа связано с усложНением тиристорных ключей в каждом из каналов.

Целью изобретения является уменьщение

5 пульсации выходных напряжений особенно при больщом числе нагрузок и упрощение реализ,ации за счет обеспечения естественного выключения регулирующих органов, выполненных на базе тиристоров.

0

Для этого известный способ дополняют двумя операциями - осуществляют кратковременные отклонения напряжения входного источника переменного тока в конце полупериодов напряжения плтания и с началом

периода регулирования все регулирующие органы включают одновременно. Кратковременные отклонения напряжения входного источника позволяют осуществить естественное выключение тиристорных регулирующих органов, упрощает их выполнение. Одновременные включения всех регулирующих органов, длительность включенного состояния которых регулируется независимо, позволяет уменьщить пульсации до значений, характерных для обычного импульсного регулирования.

На фиг. 1 - блок-схема установок для реализации способа; фиг. 2 - графики работы; фиг. 3 - графики напряжений трехканального источника питания; фиг. 4 - принципиальная электрическая схема для реализации способа.

Схема содержит источник 1 входного напряжения, ключевой элемент 2, например, тиристорный, силовой трансформатор 3, вторичную обмотку 4 трансформатора, являющуюся входом первого канала, выпрямитель 5, регулирующий тиристор 6, фильтр 7, нагрузку 8, блок 9 сравнения. Элементы 5 и 9 относятся к первому каналу. Остальные два (элементы 10-13) не отличаются по построению от первого, генератор 14 пилообразного напряжения.

Напряжение входного источника (представляющего собой инвертор, фиг. 2, или промыщленную сеть) при переходе через нуль кратковременно отключается с помощью ключа 2 (см. Up, фиг. 2) на время, достаточное для запирания тиристорного ключа 6. к шйл-йПри этом переменное U,a затем выпрямленное UiS напряжение подают к нагрузке в виде отдельных импульсов, число которых регулируют с помощью обратной связи. В последней используется элемент сравнения, сигнал на выходе которого равен разности задающего напряжения на одной из выходных обмоток генераторов Ufi-n напряжения, прямо пропорционального выходному Uin. При U/f-и н 0,т.е. (n-U 1 тиристор 6 открыт, фиг. 2 и напряжение на нагрузке UIH повыщается и наоборот. На фиг. 2 напряжение больщей наглядности приведено в другом масщтабе, чем

JtS и U(T.

Пусть нам необходимо стабилизировать напряжения на выходе трех источников, UiH, Шн и УЗН (см. фиг. 3). Период рёгулирования Т выбирается, исходя из наименьщего входного напряжения и наибольщей нагрузки по всем каналам. Пусть номинальные величины напряжений UIH, UZH и Uj равны и соответствуют подаче семи импульсов в нагрузку (см. фиг. 3). Если Uin UiHeon равенство опорного и измеряемого напряжений наступит раньще, количество импульсов в первой нагрузке уменьщится и напряжение UIH уменьшится. Если же напряжение на какой-либо нагрузке уменьщится, допустим , то,наоборот,число импульсов в этой нагрузке увеличивается. При практической реализации (фиг. 4) предлагаемого способа значительно упрощается выполнение регулирующих ключевых элементов в каждом канале из-за отсутствия узла принудительного запирания основного тиристора. Вся система обратной связи в каждом из каналов может быть выполнена

JJ только на одном транзисторе. Задержка во включении тиристорного ключа на входе достаточно просто реализуется за счет задержки управляющего импульса. К особенностям ГПН относится синхронизация его по входному напряжению к наличию «п (по числу

5 каналов) выходных обмоток.

Примеры конкретного выполнения схем, реализующих данный способ, могут быть самыми, разнообразными. Так, при одинаковых выходных напряжениях целесообразно подавать на вход прямоугольные импульсы, а

при различных - может быть использована . промыщленная сеть, модулированная с высокой частотой. Чем выще частота модуляции, тем меньще габариты фильтров. Вполне понятно, что при достаточной длительности

5 естественного нуля во входном напряжении отпадает необходимость во введении ключа 2, Дискретность стабилизации проявляется в том, что нестабильность выходного напряжения может быть отработана с некоторым допуском, «щагом квантования, определяе0 мым длительностью входных импульсов.

Формула изобретения

Способ централизованной дискретной стабилизации напряжения нескольких гальванически несвязанных источников постоянного тока путем изменения на периоде регулирования длительности включения регулирующих органов, передающих энергию к нагрузке от входного общего источника питания переменного тока, отличающийся тем, что, с целью уменьщения пульсации выходных напряжений особенно при больщом числе нагрузок и упрощения реализации регулирующих органов в конце полупериодов напряжения питания источника переменного тока, осуществляют кратковременные отключения напряжения входного источника питания и с началом периода регулирования все регулирующие органы включают одновременно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 327463, кл. G 05 F 1/56, 25.03.70.

2.Патент ФРГ № 1463666, кл. Н 02 Р 13/26, 1972.

3.Заявка СССР № 2172787/07, 16.09.75, по которой получено положительное рещение

о выдаче авт. св.

4.Авторское свидетельство СССР № 810342, кл. Н 02 Р 13/14, 26.01.70.

и,

li

ля

Г,

teiss

1-tf,.

;г

4NW

У}

. .ГП

J. L I L

/3

Фиг.1

UiH

фиг.г

фuг.f