Преобразователь постоянного напряжения

(51) 5 Н 02 И 7/53 ТЕ ИДЕТЕЛЬС В.Д.Быков,ждественский ) во СССР е И 7 тельство СС2 Р 5/34,.ОСТОЯНН ектро айо в тносится к эл ать исполь зов ОсудАРст 8 енный н 04 итпо изОБРетениям и отнРытпРи Гннт сссР ИСАНИЕ ИЗО(57)Изобретение отехнике и может бь источниках вторичного электропитанияЦель - повьппение надежности путемповыщения быстродействия цепи обратной связи по току нагрузки. Преобра"зователь постоянного напряжения состоит из щ Фаз, каждая из которыхсодержит силовые клк 1 чи 1, 2, шунтированные диодами реактивного тока3, 4 управление силовыми ключами1,2 осуществляется от релейных регуляторов 9, 10, на входы которыхпоступают сигналы задания тока черезузлы гальванической развязки 1 1, 1 2и сигналы с датчиков тока 5, 6, измененные соответствующим образом вмоделях нагрузки 7,8. Это позволяетуправлять силовыми ключами в Функции тока нагрузки без гальваническойсвязи с ней. 4 ил.%электротехники и может быть использовано в источниках вторичного электропитания систем радиотехники,автоматики и вычислительной техники.Целью изобретения является повы"шение надежности преобразователя постоянного напряжения путем повышениябыстродействия цепи обратной связипо току нагрузки.На фиг. 1 приведена Функциональная схема одной фазы преобразователя постоянного напряженияф на Фиг,2 -диаграммы тока через силовой ключ 5и напряжения на выходе модели нагрузки, на фиг, 3 - электрическая схемаодного из вариантов модели нагрузки,на фиг. 4 - то же, одного из вариантов узла гальванической развязки. 20Преобразователь постоянного напряжения состоит из ш фаз, каждая изкоторых содержит два силовых ключа1, 2, шунтированных диодами 3, 4 ре-,активного тока, два датчика 5, 6 25тока, две модели 7, 8 нагрузки, дварелейных регулятора 9, 10 и два узла 11, 12 гальванической развязки.1 аза преобразователя постоянногонапряжения работает следующим образом.При подаче на управляющий входФазы преобразователя через узлы 11и 12 гальванической развязки входного сигнала пропорционального желай35емому значению тока нагрузки, например положительной полярности, узел11 гальванической развязки долженпропустить его без изменений на второй вход релейного регулятора 9. На 40выходе релейного регулятора 9 появляется сигнал управления ключом 1,соответствующий включению ключа 1,Ключ 1 включается, и через него начинает протекать ток, измеряемый 45датчиком 5 тока, Сигнал, пропорциональный току нагрузки, подается намодель 7 нагрузки, у которой времянарастания сигнала на выходе пренебрежимо мало по сравнению с временем спада того же сигнала. Послетого, как сигнал, пропорциональныйтоку нагрузки, становится больше сигнала задания .тока происходит обратное переключение релейного регулятора 9 и ключ 1 запирается. Ток внагрузке при этом спадает со скоростью, определяемой параметрами нагрузки, а ток через датчик 5 тока прерывается со скоростью включенияключа 1 (см.фиг.2),На выходе модели 7 нагрузки благодаря разности скоростей нарастания и спада уровень .сигнала,пропор"ционального току нагрузки, такженачинает спадать со скоростью, определяемой параметрами модели 7, равной скорости спада тока нагрузки.Скорость нарастания сигнала на выходе модели определяется произведением В.фС 1 (см.фиг.3), а скорость спада - произведением (К К /ЯК+К С 1. Как К обозначено входное сопротивление релейного регулятора по первому входу, Таким образом,представляется возможным выбрать параметры модели нагрузки так, что скорости спада тока нагрузки и выходного сигнала модели будут равны. В контуре, состоящем из релейного регулятора 9, силового ключа 1, датчика 5тока, модели нагрузки 7, устанавливаются автоколебания, амплитуда которых определяется шириной петли гистерезиса релейного регулятора 9, ачастота - величиной задаваемого токанагрузки. В нагрузке устанавливаетсяток с точностью до величины .гистерезиса.При изменении полярности заданиятока с положительной на отрицательную на выходе узлов 1 гальваническойразвязки появляется сигнал с нулевым уровнем, запирающий ключ 1, а навыходе узла 2 гальванической развязки появится сигнал задания отрицательной полярности тока нагрузки иработа силового ключа 2 будет происходить аналогично.Один иэ вариантов узла гальванической развязки работает следующимобразом (фиг,4).Вход 1 3 операционногоусилителя 14 служит управляющим входом Фазы преобразователя, а выходы 15 и 16- выходами узлов 11 и 12 гальванической развязки соответственно. На резисторах 17 или 18 будет выделяться сигнал, пропорциональный входному сигналу, благодаря потреблению усилителем 14 тока от выпрямителей 19 или 20 в зависимости от полярности входного сигналаДанное техническое решение позволяет повысить надежность автономного5 15576 инвертора эа счет измерения тока че" , рез каждый ключ, а также позволяет избавиться от инерционных устройств гальванической развязки в цепях измерения токов, что способствует по 5 вьшению точности формирования тока нагрузки,и применять для передачи сигнала задания тока в силовую часть менее быстродействующие устройства гальванической развязки. Использование датчиков тока для измерения токов силовых ключей и непосредственная связь этих датчиков тока с моделями нагрузки, использование моделей нагрузки для моделирования процесса спада тока нагрузки при выключении ключа, использование второго релейного регулятора дает воэможность создания быстродействующих контуров регулирования тока нагрузки, ослабляет требования к быстродействию устройства гальванической развязки н тем самым позволяет обеспечить достижение поставленной цели, а именно улучшение надежности инвертора и точности формирования тока нагрузки. 15202530 55 6Формула изобретенияПреобразователь постоянного напря" жения, состоящий из ш фаэ, каждая иэ которых содержит включенные последовательно между входными выводами два силовых ключа, шунтированных диодами реактивного тока, точка соединения которых подключена к выходному выводу, два узла гальванической развязки, релейный регулятор, датчик тока, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности путем повы" шения быстродействия цепи обратной связи по,току нагрузки, введены второй релейный регулятор, второй датчик тока и две модели нагрузки, входы которых подключены к выходам датчиков тока, включенных в цепи тока силовых ключей, входы управления которых подключены к выходам релейных регуляторов, первые входы которых присоединены к выходам соответствук 1 щих моделей нагрузки, а вторые входы соединены через узлы гальванической развязки с управляющим входом соответствующей фазы преобразователя, при этом входы .моделей нагрузки присоеди" нены к соответствующим датчикам тока нагрузки ключей.1557 р 55 фФР 7 О. Спесивых Редак Патай ектор ак роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагари ставитель В. Ежов Техред Л.Олийнык 722 Тираж 497 П Государственного комитета по изобретениям и 113035, Москва, Ж, Раушская наб дписноеоткрытиям при Гд. 4/5