Устройство для управления регулятором напряжения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) (Н) 11 Н 02 Р 13 16 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ Я тироИЯ ее ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 2 Ц 3325283/24-0722) 31.07.8146) 30,03.83. Бюл. Р 1272) С.К. Земан, Г.А. КлеймановМ ак иЮ. е Юп(71) Научно-исследовательский интут автоматики и электромеханикипри Томском институте автоматизиванных систем управления и радиоэлектроники) УСТРОЙСТВО ЦЛЯ.УПРАВЛЕ ОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ, содерж усилители мощности, выходы которыхпредназначены для подключения куправляющим входам противотактныхключей инвертора, а также фаэосдвигающие блоки, синхронизнрующие входыкоторых соединены с выходом задающего генератора, а управляющие входыс задающим выходом регулятора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью упрощения и повышения надеж.ности, оно снабжено двумя элементамиНЕ, адин из выходов задающего генератора подключен к клеммам питанияусилителей мощности, ключевые элементы каждого иэ которых выполненына базе ключей с двусторонней проводимостью, причем щс управляющие вхо- щды, один непосредственно, а второйчерез элемент НЕ, подключены к выхо-.ду.соответствующего фазосдвигающегоблока,Изобретение.относится к.электротехнике, в частности к преобразователям и регуляторам напряжения.ИзвестЕн регулятор переменногонапряжения со звеном высокой частоты, содержащий модулятор, демодулятор и блок управления с задающимгенератором 1 .Недостаток данного устройства -низкая надежность.Наиболее близок к предлагаемому 10регулятор напряжения, состоящий изсхем сравнения и Формирования. Схемасравнения содержит нуль-органы,генератор линейно-нарастающего и линейно падающего пилообразного напри" 15жения, а также источник опорногонапряжения, уровень которого определяет очередность работы нуль-органовСхема Формирования содержит1 К-триггеры, входы которых черезлогические элементы соединены с выходами нуль-органов, а выходы подключены к усилителям мощности,которые через трансформаторы связаны ссиловой ячейкой на транзисторах. 25Устройство обеспечивает регулирование в двух зонах (2(Недостатками известного регулятора являются сложность и невысокаянадежность, так как устрбйство содержит ведомый генератор на базе усилителей мощности и 1 К-триггеры на ихвходе, формирователь блокирующих импульсов и логические элементы на входе 1 К-триггеров, которые обеспечиваютнужную фазу работы последних по их З 5счетному входу при отсутствии напряжения на входах нуль-органов фазосдвигающих устройств.Цель изобретения - упрощение иповышение надежности устройства управления регулятором напряжения.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для управлениярегулятором напряжения .снабжено двумя элементами НЕ, один из выходовзадающего генератора подключен кклеммам питания усилителей мощности,ключевые элементы каждого из которыхвыполнены на базе ключей с двусторонней проводимостью, пРичем их управляющие входы, один непосредственно, а второй через элемент НЕ, подключены к выходу соответствующегофазосдвигающего блока,На фиг,1 приведена Функциональнаясхема устройства управления регулятором напряжения; на фиг.2 - схемаинверторной ячейки; на фиг.3-5временные диаграммы, поясняющие работу устройства,Устройство управления регулятором 6 Онапряжения содержит усилители 1 и 2мощности, выполненные на ключевыхэлементах 3 - б, к клеммам питаниякоторых подключен один из выходовзадающего генератора 7, причем уп Равляющие входы ключевых элементов 4 и б непосредственно, а 3 и 5.через элементы НЕ 8 и 9 подключены к выходам соответствующих фазосдвигающих. блоков 10 и 11, синхронизирующие входы которых соединены с выходомзадающего генератора 7, а управляющиевходы - с задающим входом регулятора 12, при этом выходы 13 16 усилителей 1 и 2 мощности подключены к управляющим входам транзисторов 17 20 силовой ячейки 21 (фиг.2), состоящей иэ двух пар противотактных ключей 17, 19 и 18, 20, выполненных на базе транзисторов, соединенных по мостовой схеме, в одну из диагона.лей которой включена обмотка силового трансформатора 22. Позициями 23 48 на Фиг. 3 - 5 обозначены сигналы на элементах схемы, в частности 23 выходные сигналы задающего генератора 7; 25, 29, 30, 34, 35, 40, 41 и 45 - выходные сигналы фазосдвигающих блоков 10 и 11; 26, 27, 31, 36, 37, 42, 46 и 47 - выходные сигналы усилителей 1 и 2 мощности; 32, 38, 43 и 48 - сигналы на обмотке силового трансформатора 22.Предлагаемое устройство работает следующим образом.При входном задающем сигнале 24 равном нулю (1, -- О) на выходах фазосдвигающих блоков 10 и 11 формируется постоянный сигнал 25 равный логическому нулю. При этом ключевые элементы 4 и б усилителей 1 и 2 мощности, на управляющие входы которых поступает сигнал непосредственно с выходов фазосдвигающих блоков 10 и 11, разомкнуты, а ключевые элементы 3 и 5 замкнуты, так как поступающий на их управляющие входы сигнал с выходов фазосдвигающих блоков 10 и 11 через элементы НЕ 8 и 9 равен логической единице, В этом режиме ключевые элементы 3 и 5 всегда замкнуты, ключевые элементы 4 и 6 разомкнутыи на выходных обмотках 13 - 16 усилителей 1 и 2 мощности формируются сигналы 26 и 27, поступающие на вхо" ды транзисторов 17 - 20 инверторной ячейки 21, которые синфазны с сигналом 23, формируемым на выходе задающего генератора 7. При этом на обмотке силового трансформатора 22 Формируется напряжение, совпадающее по фазе с напряжением задающего генератора 7.При появлении задающего сигнала 28, на выходах Фазосдвигающих блоков 10 и 11 Формируются сигналы 29 и 30, длительность которых определяется амплитудой задающего сигнала. При появлении на части временного интервала. несущей частоты на выходе фазосдвигающих блоков 10 и 11 логической единицы, осуществляется встречный сдвиг последовательностей, снимаемых1008878 г,2 с усилителей 1 и 2 мощности, на величину этого интервала. Это приводит, как видно из сопоставления импульсов 31 а. и б, к синфазному включению на части временного интервала несущей частоты транзисторов 18 и 19 в первый полупериод и транзисторов 17 и 20 - во второй, что обусловливает исключение обмотки силового трансформатора 22 из цепи протекания тока. Величина напряжения 32 10 на нагрузке уменьшается на величину напряжения, трансформируемого обмот- . кой в эти части периода.Возрастание напряжения управления Б приводит к дальнейшему встреч ному сдвигу управляющих последовательностей на выходах усилителей 1 и 2 мощности, что вызывает увеличение длительности исключенного состояния обмотки трансформатора 22, . вследствие чего осуществляется регулирование напряжения.Определенный сигнал управления ц (импульсы 33) приводит к встречнэму сдвигу управляющих последовательностей 36 и 37 на выходе усилите лей 1 и 2 мощности на угол, равный четверти периода напряжения задающего генератора 7 . Изсопоставления сигналов 36 и 37 видно, что в один полпериод питающего напряжения замкнуты транзисторы 17 и 20; в другой - транзисторы 18 и 19, что вызывает исключение обмотки силового трансформатора 22 из цепи протекания тока ,в течение всего периода питающего З 5 напряжения. Величина напряжения 38, трансформируемого обмоткой, равна . нулю.Дальнейшее возрастание сигнала 39 управления приводит .к увеличению 40 длительности сигналов 40 и 41, соответствующих включенному состоянию ключевых элементов 4 и б, и соответственно, к встречному сдвигу управляющих последовательностей 42 Ю, и 6транзисторов 17 - 20, формируеьыхусилителями 1 и 2 мощности, на уголбольший. четверти периода. Приэтомтранзисторы, замыкаясь по циКлу 17,20-17, 18-18, 19-19, 20, начинаютформировать на обмотке трансформатора 22 сигнал 43, фаза которого противоположна фазе питающего напряжения.При дальнейшем увеличении напряжения управления (фиг. 5, сигнал 44)и достижении им определенного значения на выходах Фазосдвигающих блоков10 и 11 снова формируется постоянныйсигнал (импульсы 45) по амплитудеравный логической единице.. При этом ключевые элементы 4 и 6,усилителей 1 и 2 мощности, на управляющие входы которых поступает сиг"нал непосредственно с Фазосдвигающих блоков 10 и 11, замкнуты, а ключевые элементы 3 и 5 разомкнуты,так как поступающий на их управляющие входы сигнал с Фазосдвигающихблоков 10 и 11 через .элементы НЕ 8и 9 равен нулю. В этом режиме ключевые элементы 4 и б всегда замкнуты,ключевые элементы 3 и 5 разомкнуты,а на выходных обмотках 13 - 16 усилителей 1 и 2 мощности Формируютсясигналы 46 и 47, поступающие навходы транзисторов 17 - 20 инверторной ячейки 21. При этом на обмоткесилового трансформатора 22 Формируется сигнал 48 в противофазе с питающим напряжением задающего генератора 7.Таким образом,.предлагаемое устройство является более простым инадежным при сохранении высокой точности и быстродействия при регулировании напряжения в широком диапазоне,1008878 187 Составитель Л. УльяновРедактор Л. Пчелинская Техред д.дч Корректор А. Дэятко аказ 2356/ббВ е 113 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная Тираж 685Госуцарственного ком елам изобретений и о ква, Ж, Рауыская ПИоМ Подпистета СССРкрытийаб., д. 4/5