Регулирующий узел преобразователя электрической энергии

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ЦИАЛИСТИЧЕСКИХ СПУБЛИК 19) 4 С 05 Р 1/5 ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ ЕЛЬСТВ ВТОРСКОМУ СВИ нике и м использоваться ряжения или ток вах преобразова о тока в энерги ременного тока,абилизаторах а,также в устроис энергии постоянно постоянного или и РЦель изобретения - улумических характеристик пуния точности распределемощностей между параллел чшение дин ем повыше ния токов и ьно включенГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ П(НТ СССР(71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И. Ульянова(56) Додик С.Д. Полупроводниковыестабилизаторы постоянного напряжения и тока. И.: Советское радио,1980, с. 55-57.Бычков В.А. Схема выравнивания токов параллельно включенных силовыхтранзисторов./Под ред. И,Ф. Николаевского. Полупроводниковая электроника в технике связи. Выпуск 20. И,:Связь, 1980, с. 201-204.Патент США 119 3675114,кл. С 05 Р 1/56. 54) РЕГУЛИРУ 10 ЩИЙ УЗЕЛ ПРЕОБРАЗОВАЕЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ57) Изобретение относится к электИзобретение относится к электротехнике и может использоваться в стабилизаторах напряжения или тока, а также в устройствах преобразования энергии постоянного тока в энергию постоянного или переменного тока, регулирующий узел которых построен на параллельно включенных транзисто-регулирующии узел которых построен на И параллельно включенных транзисторах. Цель изобретения - улучшение .динамических характеристик путем повышения точности распределения токов и мощностей между параллельно включенными цепями при повышении КПД. Устрво содержит И параллельно включенных транзисторов, в эмиттерные цепи кото" рык включены одинаковые резисторы, а также Н-входовый инвертирующий сум- ф матор , дифференциальный усилитель, Н двухвходовых инвертирующих сумматоров и М-канальную схему задержки включения, обеспечивающие автоматическое установление равномерного распределения токов и мощностей параллельно включенных транзисторов. 2 э.п. ф-лы, 1 ил.,О ными цепями, состоящими из последовательно соединенных транзистора ирезистора, при повьппении КПД.функциональная электрическая схема регулирующего узла преобразователя электрической энергии представлена на чертеже.Регулирующий узел преобразователя еааЬ электрической энергии содержит Н ре.гулирующих транзисторов 11-1О, кэмиттерам, которых подключены одина ковые резисторы 2,1-2.Н, причем кол.лекторы транзисторов соединены с= -Г. 1Ср Ч , -К(Ч,у+Ч;) = К Чу+ К Р. (1 р.) = К Ч - К.ЛЧУ у1493989 входной силовой шиной, а свободные выводы резисторов - с выходной силовой шиной устройства, последовательно соединенные И-входовой инвертирую 5 щий сумматор 3, М входов которого подключены к эмиттерам транзисторов, авыход соединен с шиной для подключения измерителя полного тога, дифференциальный усилитель 4, неинвертирующий вход которого соединен с выходом инвертирующего сумматора 3 ишиной для подключения измерителя полного тока, а инвертирующий вход соединен с шиной для подключения источника управляющего сигнала, а такжеблок управления, включающий в себяБ двухвходовых инвертирующих сумматоров 5.1-5.М, один вход каждого изкоторых подключен к выходу дифферен циального усилителя 4, вторые входыкаждого из сумматоров соединены сэмиттерами соответствующих транзисторов, а выходы каждого иэ инвертирую, щих сумматоров соединены с базами 25 соответствующих транзисторов через М-канальный узел 6 задержки включения.Регулирующий узел преобразования электрической энергии работает следующим образом.На входную силовую шину подается питающее напряжение. При этом, на шину для подключения источника управляющего сигнала подается напряже ние Чу, которое поступает на инвертирующий вход дифференциального усилителя 4, где инвертируется. Проинвертированное управляющее напряжение - Ч поступает на инвертирующие сумма торы 5.д (д = Г,М), где повторно инвертируется и усиливается в К раэ. Модуль коэффициента передачи дифференциального усилителя 4 равен единице. , После второго инвертирования и усиления в инвертирующих сумматорах 5,1 напряжения К Чу через Б " канальный узел 6 задержки включения поступают на базы транзисторов 1,1. В результате этого через каждый из транзисторов 50 .1. В результате этого через каждый из транзисторов 1.д течет ток 1 который создает на соответствующемэмиттерном резисторе 2.1 (1 1.Х)с малым сопротивлением К падениенапряжения Ч = 1 Р Инвертирующий1 Эсумматор 3 осуществляет суммированиенапряжений на эмиттерных резисторах2.1 с весами 1/Н и формирует на своем выходе напряжение Ч величинасркоторого прямо пропорциональна среднему току 1 ср (а также суммарному току) через транзисторы 1.1 Сигнал с выхода инвертирующего сумматора 3 подается на шину для подключения измерителя полного тока, прямо пропорционального среднему току, протекающему через транзисторы регулирующего узла преобразователя электрической энергии, а также на неинвертирующий вход дифференциального усилителя 4. Дифференциальный усилитель 4 формирует на своем выходе разностный сигнал Ч Чяу ср у 1поступающий на один иэ входов каждого из инвертирующих сумматоров 5.1. Каждый инвертирующий сумматор 5.1 осуществляет сложение сигнала, поступающего с выхода дифференциального усилителя 4, с напряжением, поступающим с выхода соответствующего эмиттерного резистора 2.1 - датчика тока, усиление в К раэ и инвертирование суммарного сигнала. В результате на выходе каждого из инвертирующих сумматоров 5. формируется сигнал управления Ч ; соответствующим транзистором 1.1, состоящий из суммы сигнала управления током транзистора 1.д (К Чу ), н сигнала рассогласования (КдЧ у;), направленного на уменьше-, ние разности среднего тока через транзисторы и тока через транзистор 1. Сигналы управления транзисторами 1.1 с выходов инвертирующих сумматоров 5.1 поступают через, Н-канальный узел 6 задержки включения на базы соответствующих транзисторов 1.ь. Во время работы устройства Я-канальный уэсл 6 задержки включения передает все Я входных сигналов на соответствующие выходы с коэффициентом передачи, близким к единице. Однако, при подключении питающего напряжения к устройству, в начальный момент време.-25 30 35 40 45 50 ни вследствие протекания переходных процессов во всех инвертируюших сум-маторах, дифференциальном усилителе 4, а также в цепях питания устройства, на выходах некоторых инвертируюших сумматоров 5.д могут появиться сигналы, открывающие на короткое время один или несколько транзисторов 1.д. Это может привести к выходу из строя соответствующих открытых транзисторов 1.1 (вследствие протекания через них тока, превышающего допустимый) или нагрузки (вследствие того, что ток через нее может оказаться существенно выше требуемого). Поэтому М-каналью 1 й узел 6 задержки включения осуществляет задержку подачи открывающего напряжения с выходов инвертируюших сумматоров 5. на время протекания переходных процессов во всех сумматорах, дифференциальном усилителе 4 и цепях питания после подключения схемы к источникам питающих напряжений, на входы (базы) тран транзисторов 1.По сравнению с регулирующим узлом известного устройства, данное устройство, вследствие подачи управляющего сигнала одновременно на все регулирующие транзисторы, позволяет обеспечить существенно более равномерное динамическое распределение токов и мощностей между параллельно включенными транзисторами. Поскольку в регулирующем узле известного устройства управляющий сигнал подается вначале на один транзистор, а затем на остальные, то, при резком изменении управляющего сигнала или нагрузки, в течение времени задержки подачи сиг нала на все, кроме первого транзисторы, ток через первый транзистор может оказаться существенно больше токов остальных транзисторов. Если при этом ток через первый транзистор окажется больше предельно допустимого импульсного тока для данного типа транзистора, то он может выйти из строя. Таким образом, в динамическом режиме, в течение времени задержки подачи сигнала на остальные транзисторы, значительная часть всего тока нагрузки может протекать через единственный первый транзистор. Поэтому, максимальный ток нагрузки для такого устройства не может быть существенно вьппе предельно допустимого импульсного тока одиночного транзисто. 989 6Ра цап макс. Лля данного устройства, вследствие одновременной работы всех транзисторов, импульсный ток в нагрузке может достигать величины 5 Кроме того, благодаря введению Б-канального узла задержки включения, в описываемом устройстве устранен укаэанный ранее недостаток регулирующего узла устройства прототипа, связанный с плохими динамическими характеристиками при его подключении к источнику питания. Формула изобретения 1. Регулирующий узел преобразователя электрической энергии, содержащий Н параллельно включенных цепей, состоящих из последовательно соединенных транзистора и резистора, подключенного одним выводом к эмиттерутранзистора, коллекторы транзисторов подключены к входной силовой шине, а свободные выводы резисторовк выходной силовой шине, и блок управления транзисторами с Н входамии И выходами, соединенными с базамитранзисторов, причем блок управлениятранзисторами включает в себя Н узловсравнения и усиления, первый входкаждого из узлов, за исключением первого, подключен к эмиттеру соответствующего транзистора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью улучшения динамических характеристик путемповышения точности распределения токов и мощностей между параллельновключенными цепями при повьппении КПД,в блок управления введены Я-входовойинвертируюший сумматор, входы которого подключены к эмиттерам соответст"вующих транзисторов, и дифференциальный усилитель, один вход которогоподключен к выходу инвертирующегосумматора, а другой - к шине для подключения источника управляющего сигнала, а узлы сравнения и усилениявыполнены в виде двухвходовых инвертирующих сумматоров, первый вход первого из которых является первым входом первого узла сравнения и усиле 55 ния, подключенного эмиттеру первоготранзистора, а вторые входы всех двухвходовых инвертирующих сумматоров являются вторыми входами всех узлов сравнения и усиления, подключенными1493989 ставитель С. Ситкхред Л. Олийнык Редакт Корректор ец аз 4109/44 Тиры 788 ПодписноеНИИПЙ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 КНТ ССС оиэводственно-издательский комбинат Патент", г,уагород, ул. Гагарина, 101 к выходу дифференциального усилителя, причем выходы двухвходовых инвертирующих сумматоров соединены с базами соответствующих транзисторов.2, Регулирующий узел по п.1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что в блок управления транзисторами введен Я-канальный узел задержки включения, при этом выходы двухвходовых инвертирующих сум р маторов соединены с базами соответствующих транзисторов через М-канальныйузел задержки включения.3. Регулирующий узел по п.1,о т л и ч а ю щ и й с я, тем, чтов него введена шина для подкЛюченияизмерителя полного тока, соединеннаяс выходом М-входового инвертирующегосумматора,