Устройство для управления преобразователем напряжения

(19) (11) 1 А 3(51) Н 02 Р 13/1 Е ИЗОБРЕТЕНИ ЛИС й АТОРСИ ЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИИ(71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханикипри Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники(56) 1.Авторское свидетельство СССР9 750687, кл. Н 02 М 7/537, 1978.2. Авторское свидетельство СССРпо .заявке Р 3008998/07,кл, Н 02 Р 13/16,1980.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ НАПРЯ)(ЕНИЯ, содержащее задающий генератор, соединенныйс входом триггера, усилитель мощности импульсов управления, управляющиевходы которого соединены с выходамидвухвходовых элементов И-НЕ, первыевходы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходамтриггера, вторые входы объединеныи подключены к выходу широтно-импульсного модулятора, датчик тока инвертора, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения КПД, оно снабжено стабилизатором тока, управляющий вход которого соединен с выходом датчика тока, а усилитель мощности выполнен в виде двух диодов, трех управляемых ключей и двух трансформаторов управления с первичными и раэмагничивающими обмотками, каждая иэ которых соединена последовательно с первичной обмоткой другого трансформатора, при этом концы размагничивающих обмоток объединены и подключены к положительному зажиму стабилизатора тока, а концы первичных обмоток через первый и второй управляемые ключи объединены и подключены к отрицательному зажиму стабилизатора тока, к которому через третий управляеваюй ключ подключены катоды диодов, аноды которых соединены с общими точками соединения размагничивающих и первичных обмоток разноименных трансФорматоров управления, причем управляющий вход третьего ключа подключен к выходу широтно-импульсного Модулятора, а управляющие входы первого и второго ключей предназначеныдля подключения к выходу соответствующих элементов И-НЕ.Изобретение относится к электротеХнике, а именно к устройствам управлении преобразователями, которые могутбыть использованы в качестве вторичных источдиков питания радиоэлектронной аппаратуры. 5Известны устройства для управленияПРЕобразователем напряжения, в которых усилители мощности импульсов упранления, выполненные с трансформаторным выходом запитаны от источника 10напряжения 1.: Недостатком этих устройств являет-Ья.то, что в усилителях мощноститрансФорматоры управления работают,по неполной петле гистереэиса, напря жение, тарнсформируемое во вторичныеобмотки, завышено в 2-3 раза и н базовые цепи включены дополнительно реисторы иэ-за разброса вольт-амперныххарактеристик базо-эмиттерных переходов силовых транзисторов. Кроме тогО, наличие в базах силовых транзисторов ограничительных резисторов приводит в целом к снижению КПД преобразователя и увеличению его габаритови массы,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является устройство для управления преобразователем напряжения, содержащее два двухвходовых элемента И-НЕ, выходы кото"рых подключены к усилителю мощности,вторые входы объединены и соединеныа широтно-импульсным модулятором, апервые входы подключены соответственно к прямому и инверсному выходам 35триггера уп.авления вход которогоподключен к выходу задающего генератора, датчик тока инвертора 23.Недостатком известногоустройстваявляется усилитель мощности, питающийся от источника напряжения, чтоприводит к необходимости из-за разб-Роса вольт-амперных характеристикбазо-змиттерных переходов силовыхтранзисторов, завышать в 2-3 Раза 45напряжение вторичных обмоток трансформаторов управления и включатьограничительные резисторы в базовыецепи силовых транзисторов. Трансформаторы управления не полностью используются по стали, что увеличивает ихмассогабариты. Отсутствие Форсировокна фронтах импульсов управления обуславливает дополнительные динамические потери в силовых транзисторах.Цель изобретения - повышение КПД. э 5Поставленная цель достигается тем,что устройство, содержащее задающийгенератор, соединенный с входом триггера, усилитель мощности импульсовуправления, управляющие входы которого соединены с выходами двухвходовыхэлементов И-НЕ, первые нходы которыхподключены соответственно к прямомуи инверсному выходам триггера, вторые входы объединены и подключены б 5 к выходу широтно-импульсного модулятора, датчик тока инвертора, дополнительно снабжено стабилизатором тока, управляющий вход которого соединен с выходом датчика тока, а усилитель мощности выполнен в виде двух диодов, трех управляемых ключей и двух трансформаторов управления, с первичными и размагничивающими обмотками, каждая из которых соединена последовательно с первичной обмоткой другого трансформатора, при этом концы размагничивающих обмоток объединены и подключены к положительному зажиму стабилизатора тока, а концы первичных обмоток через первый и второй упранляемые ключи объединены и подключены к отрицательному зажиму стабилизатора тока, к которому через третий управляемый ключ подключены катоды диодов, аноды которых соединены с общими точками соединения размагничивающих и первичных обмоток разноименных трансФорматоров управления, причем управляющий вход третьего ключа подключен к выходу широтно-импульсног модулятора, а управляющие входы первого и второго ключей предназначены для подключения к выходу соответствующих элементов И-НЕ.На фиг.1 предстанлена Функциональная схема устройства управления преобразователем напряжения, на фиг,2 диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства.Устройство для управления преобразователем напряжения содержит выпрямитель 1, инвертор 2 и выходной выпрямитель 3, соединенные последовательно, стабилизатор 4 тока, усилитель 5 мощности, выполненный из двух диодов б и 7, трех полностью управляемых ключей 8-10, двух трансформаторов управления с первичными обмотками 11 и 12 и размагничивающими обмотками 13 и 14, причем каждая из двух последних соединена последовательно с первичной обмоткой другого трансформатора, при этом концы размагничивающих обмоток 13 и 14, концы первичных обмоток 11 и 12 через управляемые ключи 8 и 10 объединены и предназначены для подключения к отрицательному зажиму стабилизатора 4 тока, к которому через управляе" мый ключ 9 подключены катоды диодов б и 7, а аноды соединены с общими точками соединения размагничивающих и первичных обмоток разноименных трансформаторов управления, задающий генератор 15 соединенный с входом триггера 16, два элемента И-НЕ 17 и 18, первые входы которых соответственно подключены к прямому и инверсному выхЬдам триггера 16, вторые входы объединены и подключенык выходу широтно-импульсного модулятрра 19 и "управляющему входу ключа 9а выходы соединены с управляющими входами ключей 8 и 10,На фиг.2 обозначены напряжение20 задающего генератора 15, напряжение 21 прямого выхода триггера 16, напряжение 22 инверсного выхода триггера 16, напряжение 23 широтно-импульсного модулятора 19, напряжение.24 элемента И-НЕ 17, напряжение 25 10элемента И-НЕ 18.Устройство работает следующим образом.Входное напряжение сетФОвпоступает на выпрямитель 1, затем преобра зуется высокочастотным инвертором2 в переменное, выпрямляется выпрямителем 3 и поступает в нагрузку. Величина тока стабилизатора 4 задается величиной нагрузки иивертора 2,С увеличением тока нагрузки соответственно увеличивается и ток стабилизатора 4. широтно-импульсный модулятор 19 осуществляет регулировку истабилизацию выходного напряжения,а на интервале паузы логическим нулем 23 включает управляемый ключ9 усилителя 5 мощности, подключающий к стабилизатору 4 тока черезразделительные диоды 6 и 7 размагничивающие обмотки 13 и 14 трансфор 30маторов управления. Задающий генератор 15 импульсами 20 переключаеттриггер 16, Импульсы 24 и 25 с выходов элементов И-НЕ 17 и 18 логичес.ким нулем включают управляемые ключи358 и 10,которые соответственно подключают к стабилизатору 4 тока последовательно соединенные первичнуюи размагничивающую обмотки разноименных трансформаторов 11 и 14 и 12 и 1390 Пусть включен управляемый ключ 8, тогда ток стабилизатора 4 протекает через первичную обмотку 11 первого трансформатора и размагничивающую обмотку 14 второго трансформатора, при этом во вторичных обмотках первого трансформатора формируются импульсы, открывающие силовые транзисторы одной диагонали инвертора 2, а во втором трансформаторе - запирающие импульсы для второй диагонали.По истечении рабочего полупериода выключаютсяключи 8 и 9, при этом размагничивающая обмотка 14 остается подключенной к стабилизатору 4 тока и сердечник второго трансформатора замагничивается, что позволяет в следующий рабочий полупериод, при включении ключа 10, формировать во вторичных обмотках его импульсы с форсировкой переднего фронта, Аналогичным образом замагничивается и первый трансформатор, когда выключается ключ 10 и включается ключ 9. Таким образом, предлагаемое устройство для управления преобразователем напряжения отличается от про тотипа тем, что в усилителе мощности трансформаторы управления работают по полной петле гистерезиса. Это позволяет формировать форсированные импульсы управления для силовых транзисторов, облегчая режим их включения и выключения, уменьшая тем самым потери при переключениях. Стабилизатор тока позволяет управлять силовыми транзисторами независимо от разброса вольт-амперных характеристик базоэмиттерного перехода и без ограничительных резисторов в базовых цепях, что повышает КПД преобразователя.1032591 и едактор Н. Стаю каз 5 филиал ГПП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 5418/59 НИИПИ Госу по делам 3035, Моск Составитель И. Савиноваина Техред Е.Кастелевич Корректор С.Шекм Тираж 687 Подписное рственного комитета СССРзобретений и открытий