Устройство для управления преобразователем

102228 А д) Н 02 Р 13/16т ПО ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ н т ТВЕННЫЙ КОМИТЕТ. СССРМ ИЗОЬРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ н двтатанант авиавтвьат(72) В. Ф, Кощевец и Н И. Иузыченко, (71) Научно-исследовательский инсти" тут автоматики и элтактромеханики при Томском институте:автоматизированных систем управления и радиоэлектроники(56) 1. Авторское свидетельство СССР й 75 М 35, кл. Н 02 Р. 13/й., 1979,.2, Авторское свидетельство СССР У 6489 б 0; кл. Н 02 Р 13/6, 1976, .(УФ)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕИ,- состоящим из согласующего трансформатора, в первичную цепь которого. включен инвертор,;: а во вторичную -. демодулятор, содержащее задающий генератор, выходы которого предназначены для подключения к управляющим входам демодулятора и под 1ключены к входам Фазосдвигаю,щих узлов, выходы которцх пред назначены для подключения к управляющим входам инвертора, вторые входы Фазосдвигающих узлов объединены и образуют управляющий вход устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыше ния надежности, уменьаения массогабаритных показаталей, оно снабжено последовательно соединенн интегратором, компаратором и Формирователем длительности импульсов, а задающий генератор вцполен управляемым, причем входы инегратора подключены к выходам фаз сдвигающих блоков, а выходы формирователя длительности импульсов- управляющему входу задающего генератора.1022280 Изобретение относится к электротехнике, в частности к технике управлениярегуляторами, преобразователями напряжений и может найтиприменение в управлении быстродействующих стабилизаторах, модуля-торах, усилителях звуковых сигналов,работающих с промежуточным звеномповышенной частоты,Известно устройство управлениярегуляторами, содержащее трансФорматор, инвертор и демодулятор илии инверторов, или п демодуляторов,но не имеют защиты от односторонне, го насыщения трансформатора 1,Недостатком устройства являетсяузкий диапазон регулирования.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является устройство для управления регуля.тором, в котором в первичную цепьсилового высокочастотного трансформатора включен регулируемый инвертор, а во вторичную - демодулятор,в котором для управления ключамиинвертора Формируют последовательности импульсов повышенной тактовойчастоты, затем встречно сдвигаютих фазу за счет сравнения с выходным управляющим сигналом 21.Недостатком устройства является отсутствие защиты от одностороннего насыщения трансформатора, которое возникает в процессе регулирования и наиболее пррявляетсяпри определенных отноаенияхтактовой частоты (Фазы ) и частотыфазы ) управляоцего сигнала. Приравенстве частот (Фаз ) управления с тактовой через обмоткутрансформатора протекает постоянный ток, что делает неработоспособным систему, При других кратностях так же появляются низкочастотные составляющие на.обмотке трансформатора, которые приводят к рез"кому одностороннему насыщениюсилового трансформатора и трансФорматоров управления инверторамиили .демодуляторами . Все это существенно снижает диапазон воспроизводимых частот преобразователем, требуется более высокая тактовая частота при заданном управляющем воздействии, а это., влечет к уменьшению надежности, запасов по индукции, что повышает массу и габариты,15 20 25 30 35 40 45 50 55 1Цель изобретения - повышение надежности, уменьшение массы и габаритов.Поставленная цель достигается тем что устройство для управления преобразователем, содержащее задающий генератор, выходы которого пред;назначеня для подключения к управляющим входам демодулятора и подключены к входам фазосдвигающих узлов, выходы которых предназначены для подключения к управляющим входам инвертора, вторые входы фазосдвигаоцих узлов объединеныи образуют управляющий вход устройства, снабжено последовательно соединенными интегратором, компаратором и Формирователем длительностиимпульсов, а эадаоций генераторвыполнен управляемым, причем входыинтегратора подключены к выходам фазосдвигаоцих блоков,а выходы формирователя длительности импульсов - куправляоцему входу задающего генератора,На Фиг; 1 представлена Функциональная схема регулируемого преобразователя напряжения; на Фиг. 2 - вариантвыполнения схемы эадаоцего генератора; на фиг, 3 - временные диаграммы,поясняющие сущность изобретения.Регулируемый преобразователь( фиг,1 ) содержит согласующий трансФорматор 2, в первичную цепь котороговключен инвертор 2 на ключах 3-6, аво вторичную - демодулятор 7 на ключах 8-11, задающий генератор 12, дваФазосдвигающих узла 13 и 14, подключенных через интегратор 15, компаратор 16 к формирователю 17 длительности импульсов,На схеме (фиг.2) показан примерпринципизяьной схемы задающего генератора и Формирователя 17 длительности имульсов, которые содержатждущий одновибратор 18, счетчик 19импульсов, выходы которого соединенычерез резисторы 20 с конденсатором21 и транзисторами 22 и 23 срыва,Усилительный элемент 2 ц выполнен на компараторе, выходом подключенный совместно одновибратором 18 ктриггеру 25,На диаграммах, поясняющих сущностьспособа и принцип работы преобразова"теля (Фиг.3 ) показаны задающие после"довательности 26 импульсов, входнойуправляющий сйгнал 27 для наглядности процессов взят прямоугольнойформы и одной частоты (частотный слу3 1022чай ), сигналы 28, поступаоцие науправление ключами инвертора, полученные после сравнения задающих и управляющего сигналов, напряжение 29,равнозначное по Форме Форме напряжения инвертора, полученное вычитанием сигналов 28, поступающих на управлениеключами, сигнал 30, полученный послеинтегрирования разностного напряжения 29, уровень 31 ограничения ин- готегрирования, т.е. порог срабатывания компаратора 16, воздействующегона частоту генератора, напряжение 32 .на выходе преобразователя , импульс33 на выходе компаратора 16, импульс3 ц на выходе одновибратора.Сущность изобретения. заключаетсяв том, что при.цикличности процесса сравнения, т,е . когда входной сиг-,нал вызывает сдвиг фазы каждой последовательности, то в одну, то в другую сторону, при определенном соотношении частоты и фазы задающихимпульсов с сигналом управления (например,они совпадают ), возникают не"симметричные режимы управления ключами инвертора, которые приводят ктому, что трансформатор должен пропускать ток с наличием соответствующих очень низкой частоты (в упомянутом примере постоянный ток ),что недопустимо, гюэтому принципиальное отличие предлагаемого способазаключается в том, что контролируютэти недоггустимые соотношения, а приих возникновении исключают измене 35нием временных интерваловчастоты)задающей последовательности импульсов, В результате чего удается оптимально использовать сердечник тран 40сформвтора и ключевые элементы инвертора,Пусть при некотором соотношении частот эадаоцей последовательности 26 импульсов с управляющим сиг , налом 27, например, при кратности, равной трем, и при совпадении моментов перехода их через ноль 1 г 2 (управляоций сигнал взят для наглядности прямоугольной формы, хотя он 50 может быть и любой другой) в резуль- .тате их сравнения и сдвига фазы .получены сигналы 28 поступаоцие на управление ключами инверторов, в результате работы которых формирует-55 ся напряжение 29 на обмотке трансформатора, которое интегрируют. При интегрировании симметричных сигналов получается разнополярная кривая, но при появлении несимметрии, как в .,предлагаемом примере, этакривая становится однополярной, это указывает на то что частная петля гистерезиса магнитопровода трансформатора передвигается в сторону насыщения и при достижении определенного уровня 31 в плюс или минус производят коррекцию задающих импульсов, т .е, в момент времени й изменяют на 180 Фазу задающих последователь оностей импульсов и в течение времени й , которое определяется пред" варительно для конкретного случая . и достаточно для смещения этой петли гистерезиса в симметричный ре-. жим, а затеи чтобы исключить подобное соотношение изменяют задающую частоту в сторону увеличения или уменьшения, что не имеет принципиального значения, При возникнове. нии таких или других подобных режимов и при других соотношениях процессы происходят в таком же порядке.В данном устройстве управления задающий генератор 12 Формирует пос ледовательности импульсов 26 повышенной частоты, а на входы фазосдвигающих узлов 13 и 1 ч поступает управляющий сигнал 27, для наглядности процессов он принят прямоугольной формы. При изменяоцемся входном сигнале возникают в определенном соцетании нежелательные (аварийные ) соотношения частот ифаз управляющего генератора в три раза больше частоты управляющего воздействия, моменты перехода через ноль й, й совпадают. В реэульта те того, что в Фазосдвигающих узлах происходит сдвиг по Фазе (реверс при прямоугольном управляющем воздействии) импульсов задающего генератора на управление ключами инвертора поступают сигналы 28, которые поочередно подключают началом или концом первичную обмотку трансформатора к одноименному зажиму источника питания, преобразовывая тем самым напряжение сети в напряжение повышенной частоты, в зависимости от угла сдвига в фазосдвигающих узлах происходит регулирование методом широтно-импульсной модуляции, Ключи 8-11 демодулятора управляются задаоцей последовательностью 26 импульсов задающего генератора 12В результате на вы 3 1022ходе формируется напряжение 32 пря,моугольной формы, такое же по форме,что и на входе управления О. Сигналы 28 с выходов фазосдвигающих узлов13 и 14 подают также на интегратор 15,5где. суммируют друг с другом и получают напряжение 29 аналогичное напряжению на обмотке трансформатора, интегрируют его и при наличии симметрииэтих сигналов как в нашем примере,когда интегрирование идет в плюс илиминус, что равнозначно смешению частной петли гистерезиса магнитопровода в одну сторону, Проинтегрированное напряжение сигнала 30 поступаетна компаратор 16, у которого навыходе логическая единица и при достижении уровня 31 срабатывания как вплюс, так и минус он переключаетсяв ноль20В результате этого задающий генератор 12 реверсирует по фазе свайвыходной сигнал (последовательность26) момент г,а с ним совместно меняет фазу и сигналы фазосдвигающих 25узлов 13 и 14, которые воздействуютна ключи 3-6 инвертора 2 и первичнаяобмотка трансформатора 1 подключаетсяк источнику питания в противоположной полярности. Времяэадающий узел17 задающего генератора 12, вырабатывает получившуюся полярность длительностью й 4, которая всегда постоянная и достаточна для возвращения сердечника в нормальное состояние, т .е . частная петля симметрична, о чем свидетельствует и интеграл сигнала 30. Для исключения получившихся соотношений после моментавремяэадающий узел 17 Формируетдругую частоту,Задающий .генератор работает следующим образом,В нормальном режиме на его входпоступает логическая единица навыходе одновибратора 18 - ноль,транзистор 22 срыва закрыт, счетчикнаходится в одном из состояний, кон-,280 бденсатор 21 заряжается через резистор 35 и параллельно через какой-либорезистор 20 (зависит от положениясчетчика ),При достижении напряжения наконденсаторе 21 уровня 36 напряжения на втором входе компаратора 24он переводится в единичное состояние,открывает транзистор 23, которыйразряжает конденсатор и процессыповторяются, Для получения прямоугольного напряжения на выходе компаратора включен триггер 25. Вмомент прихода импульса 33 с компа -,ратора 16, ждущий мультивибратор вырабатывает импульс 34, который открывает транзистор 22 на время й,(фиг, 3 ) и изменяет фазу на триггере. Импульс 33 приходит на счетчик 19, который переводится в другое состояние, а значит изменяетсяи постоянное времени заряда конденсатора 21, после того как одновибратор вернется в первоначальное состояние задающий генераторФормирует импульсы с другой частотой,Таким образом, применение изобретения позволяет исключить все кратные частоты, возникающие при изменении частоты управляющего воздействия.Это же устройство позволяет произвОдить регулирование и при частоте управляющего сигнала большей частоты задающего генератора, так, как при постепенном нарастании частоты управляющего воздействия не. возникает ситуации, при которой упомянутые частоты равны (наиболее неблагоприятный режим,. т.е, на управление ключами поступает постоянная составляющая ), так как эта точка автоматически исключается. Для Форсированного возвращения сердечника трансформатора из одностороннего насыщения применяют/ одновременное изменение частоты и фазы задающего генератора..Тираж б 8 у венного комитет етений и откры -35, Рауаская Подписное 62/ч 7НИИПИ Государстпо делам изоб3035, Иосква,ака филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная