Способ ограничения одностороннего насыщения трансформатора импульсного преобразователя напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 1486227 А 1 а) 4 Н 02 М 3/33 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСНО(57) Изобретение относитсявательной технике. Целью изляется упрощение. На каждде работы преобразователя пи 3 трансформатора 1 причей 4 и 5 одновременноот источника питания ичерез диоды 16 и 17 и клчику тока 14. Напряжение дапропорциональное величинечивания трансформатора 1, срроговой величиной и в случакорректируют длительностиимпульсов, поступающих налогических элементов 11 и 12 5 с аей ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) СПОСОБ ОГРАНИЧЕНИЯ ОДНОСТО РОННЕГО НАСЫЩЕНИЯ ТРАНСФОРМА ТОРА ИМПУЛЬСНОГО П РЕОБРАЗОВА ТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ к преобразообретения явом полупериоолуобмотки 2 помощи клюотключаются подключаются юч 15 к даттчика тока 14, тока намагниавнивают с пое превышения управляющих ключи 4 иИзобретение 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 выделения сигнала, пропорционального току намагничивания трансформатора.На чертеже приведена схема импульсного преобразователя напряжения, реализующего предлагаемый способ.Способ ограничения одностороннего насыщения трансформатора импульсного преобразователя напряжения состоит в том, что для выделения сигнала, пропорционального току намагничивания трансформатора импульсного преобразователя напряжения, не менее одного раза в течение каждого такта работы преобразователя отключают все обмотки трансформатора от источников и потребителей энергии на время, необходимое для выделения сигнала, пропорционального току намагничивания, и одновременно подключают к одной из обмоток трансформатора датчик тока, например резистор, через который пропускают ток намагничивания трансформатора, приведенный к этой обмотке, и сигнал, который используют в качестве сигнала, пропорционального току намагничивания трансформатора питания.Преобразователь содержит трансформатор 1, первичные обмотки 2 и 3 которого подключены к входным выводам преобразователя через ключевые элементы 4 и 5, а вторичная обмотка 6 подсоединена к выпрямителю с емкостной нагрузкой 7, генератор 8 тактовых импульсов, выходом подключенный к первому входу первого логического элемента 2 И 9, выход которого подсоединен к входу Т-триггера 10, выходами соединенного с первыми входами второго 11 и третьего 12 логических элементов 2 И, выходы которых соединены с управляющими входами ключевых элементов 5 и 4 соответственно. Первый одновибратор 13 входом подключен к входу триггера 1 О, а выходом к вторым входам логических элементов 2 И 11 и 12, Резистивный датчик 14 тока, включенный между общей точкой первичных обмоток трансформатора 1 и выходом дополнительного ключевого элемента 15, вход которого соединен с другими выводами первичных обмоток трансформатора 1 через развязывающие диоды 16 и 17. Пороговое устройство 18 входом подключено к датчику 14 тока, а выходом через второй одновибратор 19 вс вторым входом первого логического элемента 2 И 9.Преобразователь работает следующим образом. Генератор 8 тактовых импульсов формирует прямоугольные импульсы с периодом следования Т и коэффициентом заполнения, близким к единице, которые поступают на первый вход логического элемента 2 И 9 и с его выхода на вход триггера 10 при условии, что на выходе одновибратора 19 присутствует сигнал логической единицы. Триггер 10 переключается передним фронтом импульсов с выхода ло О гического элемента 2 И 9, на его выходах образуются две последовательности прямоугольных импульсов с периодом 2 Т, следующие в противофазе относительно друг друга. Эти импульсы поступают на первые входы логических элементов 2 И 11 и 12, на вторые входы которых поступают короткие импульсы с уровнем логического нуля, формируемые одновибратором 13 по переднему фронту импульсов на выходе триггера 10, В результате на выходе логических элементов 2 И 11 и 12 формируются две последовательности импульсов положительной полярности, следующие в противофазе и укороченные относительно двойного периода выходного напряжения генератора 8 тактовых импульсов на время импульса одновибратора 13.Эти импульсы управляют работой ключевых элементов 4 и 5, которые подключают поочередно, первичные обмотки к источнику входного напряжения преобразователя. Таким образом, на первичных обмотках 2 и 3 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 вы ходе одновибратора 13 ключевые элементы4 и 5 закрываются, а вспомогательный ключевой элемент 15 открывается и подключает датчик 14 тока через диоды 16 и 17 к первичным обмоткам 2 и 3 трансформатора 1. При этом через датчик 14 то ка перетекает приведенный к первичнойобмотке ток намагничивания трансформатора 1.Величину сопротивления датчика 14 токавыбирают такой, чтобы напряжение на 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 меньше напряжения на конденсаторе выпрями теля 7, диоды выпрямителя будут закрыты, а вторичная обмотка 6 будет отключена от нагрузки, т, е. через нее не будет протекать ток намагничивания. Следовательно, во время закрытого состояния ключей 4 и 5 весь ток намагничивания 55 трансформаторапроходит через датчик 14тока. Так как к моменту выключения ключевых элементов 4 и 5величина тока намагничивания достигает амплитудного значе1436227 15 Формула изобретения Составитель Ю. ОпадчийРедактор А. Мотыль Техред И. Верес Корректор Н. КорольЗаказ 5656/54 Тираж ббб ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4 ния, то амплитуда импульсов напряжения на датчике 14 тока пропорциональна амплитуде тока намагничивания трансформатора 1.Если в течение какого-либо рабочего такта амплитуда тока намагничивания превысит 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 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 сигнал логической единицы, поэтому триггер 10 успеет переключиться в новое устойчивое состояние. Длительность этого устойчивого состояния будет определяться не периодом Т импульсов тактового генератора, а длительностью сигнала логического нуля на выходе одновибратора 19. Так как эта длительность определяет длительность такта, следующего за тактом, в течение которого величина тока намагничивания превысила заданную величину, то выбирая ее большей чем Т, можно уменьшиТь ток намагничивания до заданного уровня. Вследствие того, что период работы преобразователя постоянен и равен 2 Т, длительность следующего такта насыщающего сердечник трансформатора 1 будет меньше предыдущего, так как часть его времени займет такт перемагничивания в сторону, противоположную насыщению, что также уменьшает величину тока намагничивания. 4Если причина, вызвавшая увеличениетока 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 найряжения на ключевых элементах 4 и 5, то 10 описанный процесс изменения длительностирабочих тактов станет периодическим, так что и в этом случае не наступит одностороннего насыщения трансформатора 1. Способ ограничения одностороннего насыщения трансформатора импульсного преобразователя напряжения путем выделения 20 сигнала, пропорционального току намагничивания трансформатора, сравнения его с заданным сигналом, пропорциональным максимально допустимому току намагничивания, и формированию управляющего воздействия, корректирующего режим перемагничивания трансформатора, отличающийся тем, что, с целью упрощения, на время, необходимое для выделения сигнала, пропорционального току намагничивания, все обмотки трансформатора отключают от источников 30 и потребителей энергии не менее одного раза в течение каждого такта работы преобразователя и одновременно подключают к одной из обмоток датчик тока, через который пропускают ток намагничивания трансформатора, приведенный к дан ной обмотке, и используют сигнал с датчика тока в качестве сигнала, пропорционального току намагничивания трансформатора.