Устройство для управления многоячейковым преобразователем постоянного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ю) Н 02 М 3/335 Ф л, кк АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И К АВТО 2(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВ МНОГОЯЧЕЙКОВЫМ ПРЕОБРАЗ ЛЕМ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИ (57) Устройство для управления пре вателем содержит генератор 9 им триггер 11, усилитель 12 сигнала у ния, компаратор 13, цепь 14 обратно датчик 15 тока, цепь 16 задеркки, 11, транзистор 18, трансформатор 2 23, 24. 3 з.п, ф-лы, 2 ил. Л 7 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(7 ) Институт электродинамики АН УССР (7 ) И,В.Волков, И,Г.Пономарев, А,Л.Свите ьский, А,Г.Мясников, А.В,Гранкин и И.С.БелокриницкиЙ(5) Авторское свидетельство СССР %11354357, кл. Н 02 М 3/335, 1987,, Авторское свидетельство СССР М 1680645, кл, Н 02 М 3/335, 1989,ЛЕНИЯ ОВАТЕЯ образо- пульсов, правлей связи, триггер О, диодыИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания различной радиоэлектронной аппаратуры,Целью изобретения является повышение надежности преобразователя путем выравнивания токов силовых ячеек,На фиг, 1 приведена принципиальная1электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - диаграммы напряжений и токов, поясняющие работу устройства,Устройство для управления преобразователем, выполненным в виде силовых ячеек 1 и 2, включающих в себя соответственно транзисторные ключи 3 и 4, дроссели 5 и 6 и выпрямители 7 и 8, содержит генератор 9 импульсов, выход которого подключен к управляющему входу 10 триггера 11, усилитель 12 сигнала управления, компаратор 13, первым входом подключенный к выходу цепи 14 обратной связи, а вторым входом - к датчику 15 тока, К выходу компаратора 13 подключены цепь 16 задержки, выход которой соединен с блокирующим входом 17 триггера 11, и вход транзистора 18, коллектор которого через первичную обмотку 19 трансформатора 20 подключен к потенциальной шине питания. Вторичные обмотки 21 и 22 трансформатора 20 через диоды 23 и 24 соответственно подключены к переходам база-коллектор транзисторных ключей 3 и 4.Цепь 16 задержки может включать в се, бя конденсатор 25 и резистор 26, Первичная обмотка 19 трансформатора 20 может быть шунтирована включенными последовательно резисторами 27 и диодом 28, Кроме того, устройство может содержать пороговый узел 29, выход которого соединен с дополнительным блокирующим входом 30 триггера 11, Позицией 31 на фиг, 1 обозначена нагрузка преобразователя,Устройство работает следующим образом,Генератор 9 вырабатывает последовательность коротких импульсов Оя (см. фиг.2) с постоянной частотой следования, Вмомент времени 1 импульс генератора 9поступает на вход 10 триггера 11, скачкообразно переводят его в состояние, при котором его выходное напряжение О 11,поступающее на вход усилителя 12, переводит транзисторные ключи 3 и 4 силовых ячеек 1 и 2 в открытое состояние, Далее, в цепяхпервичных обмоток дросселей 5 и 6 начинает линейно нарастать ток 11 Б до момента т 2,, когда ток достигает величины 1, при которой сигнал датчика 15 сравняется с выходным сигналом цепи 14.50 момент 1 з энергия, накопленная трансформатором 20, будет рассеиваться на резисторе 27 и диоде 28, не создавая перенапряжений на транзисторе 18 в момент его закрывания.В момент 4 дроссели 5 и 6 отдают всюнакопленную энергию в нагрузку 31 и ток17(8) становится равным нулю.В момент ы очередной импульс Оя генератора 9 переводит триггер 11 в состояние, при котором транзисторные ключи 3 и В момент сг компаратор 13 срабатывает,скачкообразно изменяя полярность напряжения Оз на выходе, в результате чего начинает изменяться напряжение О 16 на5 выходе цепи 16 задержки и открываетсятранзистор 18. Это приводит к появлениюнапряжения на первичной (19) и вторичных"0 ключи 3, 4 начинают протекать токи, в результате чего транзисторные ключи 3, 4переходят иэ состояния насыщения в граничный (либо близкий к нему) режим.В момент тз, когда переход ключей 3 и 415 в граничный режим заканчивается, напряжение О 1 б на выходе цепи 16 задержки, поступающее на вход 17 триггера 11,достигает уровня О, и возвращает триггер11 в исходное состояние. Ненасыщенные20 транзисторные ключи 3 и 4 при этом закрываются. за короткое время и практическиодновременно, поскольку время их рассасывания равно нулю.Следует отметить, что в качестве наиболее простой и эффективной реализации цепи 16 задержки может служить в данномслучае последовательная ВС-цепь, включающая в себя конденсатор 25 и резистор 26,30 Далее, ток 1, в цепях первичных обмоток дросселей 5 и 6 становится равным нулю, а в цепях вторичных обмоток появитсяток 1 т(в), который через выпрямители 7 и 8протекает в нагрузку 31, Уменьшение до35 нуля сигнала датчика 15 тока в момент тзприводит к срабатыванию компаратора 13,в результате чего закрывается транзистор18 и напряжение на всех обмотках трансформатора 20 становится равным нулю,40 Следует отметить, что в некоторых слу- чаях при достаточно большой мощности устройства трансформатор 20 можетнакапливать значительную энергию завремя открытого состояния транзистора45 18, которое обычно составляет 1 - 2 микросекунды, В таких случаях целесообразнопараллельно с обмоткой 19 трансформатора 20 включать защитную цепочку, включающую резистор 27 и диод 28, Тогда в510 15 20 25 ЗО 40 50 4 снова открываются и процесс повторяется.Если в момент тв на выходе преобразователя возникает короткое замыкание, топоСле закрывания в момент т 7 транзисторны ключей 3 и 4 ток тр 1 практически не1умфньшается, поскольку напряжение на выходе равно нулю, Поэтому в момент 18, когдатрфзисторные ключи 3 и 4 открываются вочередной раэ, ток5 скачком увеличивается практически до максимальной величины,до тигнутой в момент 17, и за время задержки 1 вток 15 нарастает до еще большейвеЛичины.В момент т 1 о транзисторные ключи 3 и 4снва открываются и ток 15 скачком увеличивается до величины, достигнутой в момент Ь а за время 11 о-т 11 успевает нарастидо ровня 2, при котором сигнал датчика 15тока вызывает срабатывание порогового узла Д 9, Напрякение на выходе пороговогоузла 29 изменяет полярность и, воздействуяна вход ЗО, переводит триггер 11 в состояни, при котором транзисторные ключи 3 и4 зэкрываются,, В момент 111, когда транзисторные ключи 3 и 4 снова открываются, ток 15 практически мгновенно достигает уровня 2, чтовызовет срабатывание порогового узла 29,триггера 11 и закрывание транзисторныхклкчсй 3 и 4,Далее, процесс повторяется, причемнарастание тока 15 прекращается., Таким образом, в предлагаемом устройстве благодаря введению транзистора, 3тра сформатора, диодов и цепи задержкитранзисторные ключи выводятся из режиманасыщения перед их выключением, чтоР " Р" Р Р Рсасывания и обеспечить практически одновре енное их закрывание. Благодаря этомувы авниваются токи силовых ячеек и повыша тся надежность преобразователя., Кроме того, благодаря введению пороговго узла обеспечивается защита транзисторных ключей в режиме короткогозаьыкания на выходе преобразователя путем, ограничения тока на заданном уровне,Это,также способствует повышению надежности преобразователя.,1. Устройство для управления многоячейковым преобразователем постоянного напряжения, выполненным в виде И силовых ячеек, каждая из которых содержит транзисторный ключ иСО-фильтр, содержащее датчик тока, потенциальный вывод которого предназначен для соединения с соответствующим выводом К силовых ячеек, а нулевой вывод - с общей шиной питания, генератор импульсов, выходной вывод которого подключен к управляющему входу триггера, выход которого через усилительсигнала управления предназначен для подключения к управляющему входу М силовых ячеек, и цепь обратной связи, выход которой подключен к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с потенциальным выводом датчика тока, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности преобразователя путем выравнивания токов силовых ячеек, в него введены транзистор, эмиттер которого соединен с общей шиной питания, а база - с выходным выводом компаратора, трансформатор, имеющий М вторичных обмоток, каждая иэ котооых через дополнительныйдиод предназначен для подключения к переходу база - коллектор соответствующего транзисторного ключа, и цепь задержки, подключенная к выходу компаратора, причем коллектор транзистора через первичную обмотку трансформатора соединен спотенциальной шиной питания, а вь 1 ход цепи задержки подключен к блокирующемувходу три г гера. 2, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что цепь задержки выполнена ввиде последовательной ВС-цепи, выводы которой использованы в качестве входных выводов, а выводы конденсатора ВС-цепи - в качестве выходных выводов цепи задерж 3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что первичная обмотка трансформатора шунтирована цепочкой, содержащей включенные последовательно резистор и диод.4. Устройство по пп. 1 - 3, о т л и ч а ющ е е с я тем, что в него введен пороговый узел, вход которого подключен к потенциальному выводу датчика тока, а триггерснабжен вторым блокирующим входом,который подключен к выходу порогового узла,1802391Составитель И. Волков Редактор Техред М. Моргентал Корректор Л. Фил аказ 850 . Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10