Импульсный регулятор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик(22) Заявлено 250830 (21) 2980335/24-07с присоединением заявки Йо(23) ПриоритетОпубликовано 150682, Бюллетень Но 22Дата опубликования описания 150682 Н 02 М 3/335 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Ю.И. Кашицын и А.И, Корневсту к;, Всесоюзный научно-исследовательский,"п 1 воектйоконструкторский и технологический институт релеетррения(54) ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР Изобретение относится к электротехнике и может быть использованопри разработке источников вторичного питания в качестве регуляторов 5мощности автономных устройств,Известен импульсный регулятор,в котором регулирование производится с помощью транзисторных ключей,содержащий собственно ключевой регулятор, выполненный по полумостовойсхеме, инвертор, тактовый генератор,схему управления. Каждый ключ регулятора управляется от отдельной обмотки выходного трансформатора инвертора, обеспечивающего коммутацию5ключей со скважностью, .равной 2.Регулирование выходного напряженияосуществляется путем изменения скважности за счет одновременного запирания обоих ключей в течение доли иолупериода автоколебаний инвертора,подачей отпирающего напряжения собмоток выходного трансформатора схемы управления (1) .Недостатками известного устройства являются плохие массогабаритныепоказатели в случае работы иа низкойчастоте из-за наличия большого количества реактивных элементов, схемауправления затрудняет создание много1 фазных регуляторов, а также регуляторов с глубоким резервированием и не обеспечивает возможности длительного запирания ключей.Из известных устройств наиболее близким к изобретению по технической сущности является импульсный регулятор, содержащий два транзисторных ключа, управляемый от преобразователя напряжения, вторичные цепи которого коммутируются управляющими ключами, выполненными на магнитномусилителе (2).Недостатками известного регулятора является то, что схема управления регулятора не обеспечивает возможности .длительного запирания обоих ключей в случае отключения регулятора, а также возможности одновременного отпирания обоих ключей при построении многофазного регулятора или регулятора с дросселем в цепи питания ключей, что сужает функциональные возможности и снижает надежность регулятора, схема управления транзисторными ключами работает на одной частоте с регулятором, что обуславливает повышенные массогабаритные показатели схемы управления, затрудняет ее микроминиатюризациюшает работу соединенного с этим выходом конвертора, нулевой потенциалзапрещает работу соответствующегоконвертора. Каждый преобразовательнапряжения работает на частоте,кратной частоте тактового генератора11, в течение времени, задаваемогоузлом управления 12. Эпюры напряжения на входах и выходах узлов устройства приведены на фиг.2 и 3. Нафиг.2 представлен режим управленияключами с регулируемой скважностью,задаваемой узлом управления.На эпюрахприняты следующие обозначения: о Е - частота генератора тактовыхимнУль ов О цдка, Ох Р выходныесигналы узла управления; Оя 4,0 яр- напряжения на выходных обмоткахтрансформаторов 1 и 21 06 ыхз-кОещ -р"напряжения выходов 3 конверторов 1 20цф,4Оэ,х 4 г- ИаПРЯжЕНИЯвыходов 4 конверторов 1 и 2; О, у 06. - напряжения на переходахбаза-змиттер ключей 5 и б.Сначала узел управления напряжением О д открывает ключ 5,одно 25 временно напряжением 0,4 , поданным в запирающем направлении, запирает ключ б, Затем конвертор 1 отключается, узел управления включаетконвертор 2, который напряжением30 0 1 х открывает ключ 6, одновременнонапРЯжением ОВх 4 гэакРываЯ ключ 5.Далее процесс циклически повторяется,обеспечивая попеременную работу ключей 9 и .10 со скважностью, задаваемой 35 схемой управления.На фиг.3 представлен режим управления ключами с регулируемым временемпаузы. Под паузой следует пониматьсостояние, когда оба ключа одновременно находятся в выключенном состоянии.В случае одновременной работы конверторов 1 и 2 на выходах 3 и 4 этихконверторов одновременно присутствуютвыл - Овьж 4-1 враг-ОВых 4-гНапряжения 0 , и Ою 4 г ОЕых 5-г0включены встречно. За счетбольшего количества витков обмоток 50трансформаторов, работающих на выходы 4, апРяни Ое,1 х 4 0 вй 4-гвключенные в запирающем направлениибольше, чем напряжения 0 0которые включены в отпирающем направлении. В результатет на времяодновременного включения конверторов 1 и 2 ключи 5 и 6 находятся ввыключенном состоянии. Во время наличия напряжения Одпри отсутствии напряжения О ,4 ключ 5 включен,60 65 и не позволяет достигнуть высокой надежности. Кроме того, невысокая крутизна фронта импульсов выходного напряжения магнитного усилителя затрудняет использование регулятора для работы на высоких частотах,что обуславливает снижение КПД регулятора и также ухудшает массогабаритные показатели, затрудняет микроминиатюриэацию регулятора и не позволяет достигнуть высокой надежности.Целью изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей в виде осуществления длительного одновременног запирания или отпирания обоих ключей импульсного регулятора.Поставленная цель достигается тем, что в импульсный регулятор, содержащий два транзисторных ключа, управляемый конвертор с двумя канала ми постоянного выходного напряжения постоянного тока, подключенный к узл управления и генератору тактовых им" пульсов, введен второй аналогичный управляемый конвертор, подключенный к упомянутым узлу управления и генератору тактовых импульсов, причем базовые переходы транзисторов ключей подключены через первый и второй дополнительные резисторы к выходам первых каналов соответствующих конверторов в отпирающем направлении и через третий и четвертый дополнительные резисторы к выходам вторых каналов другого конвертора в запирающем направлении, при этом величина напряжения первых каналов может быть больше или меньше величины напряжения вторых каналов.На фиг.1 показана структурная схема регулятора, а на фиг .2 - диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства; на фиг,З - то же.Регулятор содержит два аналогичных управляемых конвертора 1 и 2, каждый иэ которых имеет два канала выходного постоянного напряжения 3 и 4, подключенных к базовым переходам ключевых транзисторов 5 и б через четыре дополнительных резистора 7 - 10, а также генератор тактовых импульсов 11 и узел управления 12, подключенные к управляемым конверторам 1 и 2. Первые каналы конверторов 3 подключены через резисторы 7 и 8 к базовым переходам транзисторных ключей 5 и 6, а вторые каналы 4 конверторов 1 и 2 подключены через резисторы 9 и 10 к базовым переходам других транзисторов 5 и 6.Регулятор работает следующим образом.Рассмотрим работу уатройства в различных режимах. Считают, что появление положительного потенциала на выходе узла управления 12 раэреключ б выключен, Во время наличия напряжения О при отсутствии на-: пряжения О ,4 ключ б включен, ключ 5 выключен.Управление временем паузы осуществляется изменением скважностиимпульсов управленияВремя паузы можно сделать сколько угодно большим, что позволяет осуществлять эффективную защиту от перегрузок и коротких замыканий в нагрузке регулятора.В случае, если число витков обмоток трансформаторов первых выходов конверторов больше числа витков обмоток трансформаторов вторых выходов конверторов, напряжения цз е , ць, включенные в отпирающем направлении, больше напряжений Ощх 4.Ф 0, , включенных в запирающем направлении, в результате чего при одновременной работе конверторов 1 и 2 ключи 5 и б одновременно открыты. Изменение длительности времени одновременного замкнутого состояния ключей производится изменением скважности управляющих импульсов.Изобретение позволяет расширить функциональные возможности регулятора и повысить его надежность.Формула изобретенияИмпульсный регулятор, содержащийдва транзисторных ключа, управляемый конвертор с двумя каналами постоянного выходного напряжения, подключенный к узлу управления и генератору тактовых импульсов, о т л и ч а ю"щ н й с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных воэможностей, в него введен второй аналогичный управляемыйконвертор, подключенный к упомянутымузлу управления и генератору такто О вых импульсов, причем базовые переходы транзисторов ключей подключенычерез. первый и второй дополнительныерезисторы к выходам первых каналовсоответствующего конвертора в отпи рающем направлении и через третий ичетвертый дополнительные резисторы "к выходам вторых каналов другого конвертора в запирающем направлении. 20 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Электронная техника в автоматике. Сборник. Вып. б М., Советское радио, 1974, с. бО, рис.1.2. Коссон О.А. Усилители мощности на транзисторах в режиме переключений. М., фЭнергияф, 1971, с.238,рис. 9"7.936284 Ф 1 фар У Ьр 15 Х 3 1 нюК И. Никитино ставит хред К Коррект Редактор И. Ми а аказ 4244 илиал ППП 1 Патент 1, г, Ужгород, ул. Проектная Тираж. 721 ВНИИПИ Государственного по делам;иэобретений и 113035, Москва, Ж, Раушс