Способ стабилизации выходного напряжения инвертора

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскик Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 150278 Гннтднретвеннай интнтнтСонета Мннннтран СССРнн ннни нтИрнтнннйн атнрытнй(71) Заявитель Московский институт электронной техники(54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯИНВЕРТОРА Изобретение относится к области электротехнической промьааленности и может быть использовано, например, при проектировании стабилизированных источников питания для проведения, на пример, герметизации корпусов микросхем контактной роликовой сваркой им" пульсами повышенной частоты.Известны способы стабилизации выходного напряжения инвертора. 10Согласно одному иэ известных спо-. собов стабилизации выходного напряжения инвертора изменяют параметры отдельных элементов так, чтобыпри воздействии определенного внешнего .15 возмущения выходное напряжение инвертора оставалось неизменным.В большинстве случаев в качестве такого элемента используют насыщающий-. ся дроссель или;трансформатор,рассчи танный так, чтобы при увеличении напряжения на выходе инвертора происхо:дило насыщение сердечника и уменьшение индуктивности, Однако способ стабилизации выходного напряжения инвер тора путем насыщения ферромагнитного элемента не позволяют осуществлять стабилизацию в процессе формирования инвертором каждого импуьс так как для насыщения сердечнгка дополнитель ного дросселя или трансформатора и выхода на режим стабилизации требуется при использовании, например, частоты 1000 гц юзскольких десятков импульсов, инвертора, что говорит о боль-.шой инерционности стабилизации по известному способу о невозможности стабилизировать амплитуду, в процессе фор,мирования каждого импульса инверто- .:Ром 11,1 .Наиболее близким техническим решением к предлагаемому (изобретению является способ стабилизации выходного напряжения инвертора путем. выпрямления выходного напряжения, сравнения выпрямленного значения выходного напряжения с постоянным эталонным напряжением, получения сигнала рассогласованияусиления этого сигнала и осуществлениярегулирования значения напряжения в зависимостиот полученного сигнала ) 2Недостатком известного способа является невозможность обеспечения стабилизации напряжения непосредственно в каждом импульсе, что снижает функциональные возможности устройства.Кроме того, для повышения коэффициента стабилизации выходного напряжения необходимо в известном способеосуществлять операцию фильтрации выходного напряжения, что делает невозможной стабилизацию напряжения каждого импульса. И, .наконец, построение статических инверторов, например, на 5 транзисторах, в соответствии с известными способами ведется таким образом, чтобы исключить возникновение сквозных токов в транзисторах при коммутации силовых транзисторов, что необхо- )р димо при работе на индуктивную нагрузку, что достигается введением задержки на включение тока нагрузки. В результате между импульсами на выходе инвертора появляется временная задерж- )5 ка, а вследствие влияния индуктивной нагрузки появляются выбросы в переднем и завалы в заднем фронтах импульса. Последнее делает невозможным проведение стабилизации напряжения без фильтрации, а появление фильтров приводит, как было указано выше, к невозможности осуществления стабилизации напряжения непосредственно в каждом импульое.Цель изобретения - расширение функ- Б циональных возможностей инвертора путем осуществления стабилизации напряжения непосредственно в каждом импульсе при высоком коэффициенте стабилизации и малой инерционности. ЗОЭто достигается тем, что в способе стабилизации выходного напряжения инвертора путеМ выпрямления выходного напряжения с постоянным эталонным напряжением, получения сигнала рассогласо- Я вания, усиления этого сигнала и осуществления регулирования значения выходного напряжения в зависимости от полученного сигнала новым является то, что на участки переднего и заднего фронтов выпрямленных выходных импульсов, не соответствующие номцнальному напряжению имйульсов,а также на промежутки между импульсами накладывают .дополнительное эталонное напряжение, имеющее форму импульсов, длительность которых равна сумме времени задержки между импульсами и времени вырезанного участка переднего и заднего фронтов импульса и амплитудой, соответствующей номинальному выходному напряжению,ао ,после чего и производят укаэанное срав. ,иение с постоянным эталонным напряже нием полученного суммарного по времени напряжения.На фиг. 1 дана блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 (а,б,в,г) представлены вре. менные, диаграммы.Стабилизированные выходные импульсы ( фиг. 2 а) выпрямляются (фиг. 2 б), Ео смешиваются с импульсами эталонного напряжения (фиг, 2 в). при этом осуществляется совмещение по времени стабилизируемых выпрямленных импульсов С импульсами эталонного напряжения. бб Вырезание фронтов импульсов произвводитс до подачи импульсов эталонногонапряжения для совмещения их со стабилизируемыми импульсами.На фиг, 2 в показано г осгоянное эталонное напряжение, на фиг. 2 г - дсполнительное эталонное напряжение ввиде импульсов,В результате такого совмещения импульсов эталонного напряжения и стабилизируеьых выпрямленных импульсовосуществляется формирование непрерывного сигнала управления, позволяющегов дальнейшем производить стабилизациюнапряжения выходных импульсов обычным компенсационным методом.Устройство, реализующее предлагаемый способ, состоит из инвертора 1,включающего в себя задающий генератор 2, двухтактный усилитель 3 и сварочный трансформатор 4, выпрямителя 5,подключенного к,выходУ инвертора и соединенного со смесителем напряжений 6,к которому подключен узел сравнения 7,регулирующего блока 8, блока 9 эталонных напряжений, также соединенногосо смесителем напряжений б узла задержки 10 и нагрузки 11.Работает устройство следующим образом,В процессе работы изменение напряжения сети или изменение сопротивления нагрузки приводит к изменению напряжения выходных импульсов, снимаемых с выходной обмотки трансформатора 4 и имеющих различную полярность.Затем указанные импульсы выпрямляются выпрямителем 5. Как видно из фиг.1 б, напряжение на выходе выпрямителяимеет не сплошной уровень, а дискретный, Промежутки между импульсами определяются временем задержки для исключения сквозных токов в инверторе 1.Существование указанных промежутков между импульсами могло бы бытьисключено путем введения фильтра исглаживания пульсации. Однако это резко снизило бы быстродействие стабилязации напряжения выходных импу.асов и привело бы,к снижению реакции на внешние возмущения. С выхода выпрямителя рднополярные импульсы поступают на один из входов смесителя напряжений б, на другой вход которого подаются импульсы от блока 9 эталонных напряжений в промежутки Между выходными импульсами инвертора.Этим достигается подача в узел сравнения 7 сплошного, а не дискретного уровня напряже ния, которое затем срав. нивается с постоянным стабилизирован-.ным уровнем напряжения, сдаваемым блоком 9 эталонных напряжениИ.Следует уточнить, что блок 9 формирует два эталонных напряжения, одно йэ которых являетсь постоянным и поступает непосредственно в узел срав 577518нения, а другое - дополнительным эталонным импульсным напряжением, поступающим в промежутки между импульсами, формируемыми инвертором, на один из входов смесителя напряжений 6, обеспе чивая тем самым поддержание номинального напряжения питания на коллекторах транзисторов усилителя инвертора во время указанных промежутков. На: фиг.1 д показан процесс смешивания напря О жений с выхода выпрямителя 5 и эталонных импульсов с блока 9.В процессе Формирования выходных импульсов инвертором 1 с выхода смесителя напряжений 6 поступают импульсы с изменяющимся по амплитуде напряжением (в зависимости от изменения сопротивления нагрузки или напряжения сети). Это изменение напряжения может наблюдаться как в единичных импульсак, так и в серии импульсов. Укаэанные импульсы с выхода смесителя напряже;ний 6 подаются в узел сравнения 7, где сравниваются с постоянньп 4 уровнем эта" лонов напряжения, Формируемым блок 9. Напряжение рассогласования, выработанное узлом сравнения 7, воздействует на регулирующий блок 8, приводя амплитуду напряжения выходных импульсов к номинальному значению в процессе каждого импульса, Формируемого инвертором, ЗОДостоинством предлагаемого способа стабилизации амплитуды напряжения выходных импульсов транзКсторногаинвертора является практическое отсутствие инерционности и возможность стабилиэи-М. ровать амплитуду импульсов на выходе инвертора,нейосредственно в процессе формирования этих импульсов. Инерционность устройства, реализукицего предложенный способ, определяется только 40 незначительными фазовыми сдвигами элементовсхемы (выходным трансформами . тором инвертора и реактивным сопротивлением нагрузки) и составляет не-.сколько микросекунд. 46Проверка способа в лабораторных условиях показала перспективность предлагаемого способа стабилизации и воэможность его широкого испольэования в устройствах, где необходимы вы. сокое быстродействие и отсутствие инерционности при стабилизации амплитуды напряжения выходных импульсов (например, в процессе стабилиэации режима при проведении герметизации корпусов микросхем контактной роликовой сваркой импульсами повышенной частоты)Стабильность выходного на- пряжения устройства, реализующего предложенный способ, 1 1%.Формула изобретенияСпособ стабилизации выходного напряжения инвертора путем выпрямления выходного напряжения, сравнения выпрямленного значения выходного напряжения с постоянным эталонным напряжением, получения сигнала рассогласования, усиления этого сигнала и осуществления регулирования величины выходного напряжения в зависимости от полученного сигнала, о т л и ч а ю щ и йс я тем,что,с целью расширения функциональных воэможностей инвертора путем осуществления стабилизации напряжения непосредственно в каждом импульсе,на участки переднего и заднегофронтов выпрямленных выходных импульсов,не соответствующие номинальному напряжению импульсов, .а также на про. .межутки между импульсами, накладывают дополнительное эталонное напряжение, имекщее Форму импульсов, длительность которых равна сумме времени задержки . ежду ьжпульсами и времени вырезанного участка переднего н заднего фронтов импульса, и амплитудой, соответствудцей номинальному выходному.напряжению, после чего и производят указанное сравнение с постоянным эталон-.ным напряжением полученного суммарного по времени напряжения.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Патент СШ Р 3242414,кл. 321-18, 1966.577518 Составитель В.К Техред М, Цупа ола Редактор Н,Хлуд аказ 36 83/35ЦНИИПИ Гос 1130 Филиал ППП Патент, г, Ужгород. ул. Проектная,Тираж 515ственного комитета Спо делам изобретенийМосква, ЖРаушс гловаКорректор ЛПодписноевета Министровиоткрытийая нлб, д,45