Многофазный резонансный стабилизатор

 

Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является повышение надежности. Силовые Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника электропитания электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры различного назначения. Целью изобретения является повышение надежности многофазного резонансного стабилизатора. На фиг,1 приведена структурная схема многофазного резонансного преобразоваканалы , включенные по входу и выходу параллельно , преобразуют входные напряжения в импульсы, по форме близкие к синусоидальным. Напряжение на выходных выводах 2 сравнивается на входе узла 5 сравнения с эталонным, и полученный сигнал ошибки преобразуется преобразователем 6 в частоту. Выходное напряжение преобразователя 6 поступает на счетный вход счетчика 7. Выходной код счетчика 7 преобразуется дешифратором 8 в сигналы, синхронизирующие работу узлов 3 управления , обеспечивая включение его триггеров 14 и 15. Выключение этих триггеров осуществляется в момент смены полярности тока, потребляемого соответствующим силовым каналом 9. Этот момент определяется пороговым элементом 13. Для ограничения максимальной длительности выходных импульсовузла 3 управления одновременно с формированием сигнала на включение ключей в силовом канале 9 запускается одновибратор 16, выходной сигнал которого через узлы 2ИЛИ 10 и 11 сбрасывает триггеры 14 и 15. 2 ил. теля; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу Многофазный резонансный стабилизатор содержит входные 1 и выходыне 2 выводы , М узлов 3 управления силовыми каналами, источник 4 опорного напряжения , узел 5 сравнения, преобразователь 6 напряжение - частота, счетчик 7, дешифратор 8 с 2М выходами, М силовых каналов 9 с трансформатором тока каждый. О о XI о о К)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОЬРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4772909/07 (22) 25.12.89 (46) 07.12.91. Бюл. ¹ 45 (71) Куйбышевский электротехнический институт связи (72) А,Ф,Кадацкий и В.Ф.Яковлев . (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Юрченко А.И. Шуваев Ю.Н. Основные стуктурные схемы управления многофаэных импульсных стабилизаторов и преобразователей. — Вопросы радиоэлектроники, вып.2;

Серия общетехническая, 1981, с. 128, рис.7.

Розанов Ю.К. Полупроводниковые преобразователи со звеном повышенной частоты. M.: Энергоатомиздат, 1987, табл. 13.2, с.13.

Патент CLUA

¹ 4695933, кл. Н 02 М 3/335, 1987. (54) МНОГОФАЗНЫЙ РЕЗОНАНСНЫЙ

СТАБИЛИЗАТОР (57) Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоэлектрон-. ной аппаратуры. Целью изобретения является повышение надежности. Силовые

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника электропитания электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры различного назначения.

Целью изобретения является повышение надежности многофазного резонансного стабилизатора.

На фиг.1 приведена структурная схема многофазного резонансного преобразова„„ „„1697062 А1 (si)s 6 05 F 1/56 каналы, включенные по входу и выходу параллельно, преобразуют входные напряжения в импульсы, по форме близкие к синусоидальным. Напряжение на выходных выводах 2 сравнивается на входе узла 5 сравнения с эталонным, и полученный сигнал ошибки преобразуется преобразователем 6 в частоту, Выходное напряжение преобразователя 6 поступает на счетный вход счетчика 7. Выходной код счетчика 7 преобразуется дешифратором 8 в сигналы, синхронизирующие работу узлов 3 управления, обеспечивая включение его триггеров

14 и 15. Выключение этих триггеров осуществляется в момент смены полярности тока, потребляемого соответствующим силовым каналом 9. Этот момент определяется пороговым элементом 13, Для ограничения максимальной длительности выходных импульсов узла 3 управления одновременно с формированием сигнала на включение ключей в силовом канале 9 запускается одновибратор 16, выходной сигнал которого через узлы 2ИЛИ 10 и 11 сбрасывает триггеры 14 и 15, 2 ил. теля; на фиг.2 — - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Многофазный резонансный стабилизатор содержит входные 1 и выходыне 2 выводы, М 3 управления силовыми каналами, источник 4 опорного напряжения, узел 5 сравнения, преобразователь 6 напряжение — частота, счетчик 7, дешифратор 8 с 2М выходами, М силовых каналов 9 с трансформатором тока каждый.

1697062

Каждый из M узлов 3 управления силовым канаом включает три узла 2ИЛИ 10, 11 и 12, пороговый элемент 13, два RS-тригrepa 14 и 15 и одновибратор 16, Силовые каналы

9 многофазного резонансного стабилизэтор3 выполнены по двухтактной схеме и включают С-элементы, обеспечиваю,1ие синусодиальное изменение выходного тока.

На входы узла 5 сравнения подается напряжение с выходных выводов 2 и опорное напряжение- от источника 4 опорного напряжения,-разностное напряжение подается на вход преобразователя 6 наг,ряжение — частота. Выход преобразователя 6 напря.жение — частота соединен с тактовым входом счетчика 7, выходы разрядoB ксторого подключены к адресным входам дешифратора 8 с 2М выходами. 1-й,...k-A„„M-й выходы дешифратора 8 подключены к S-входам первых триггеров 15 coo", ветстве IHo 1-й,2й,... M пары RS-триггеров и первым вхсдам

1-го, 2-го,.„M-го узлов 2ИЛИ 12, (М+1)й„.,(M+K)-й, 2М-й выходы дешифратора 8 подключены к S-входам вторых триггеров

14 соответственно 1-й, 2-й...M-й пары RSтриггеров и вторым входам 1-го, 2-го„,.М-го узлов 2ИЛИ 12, Выходы I-го, 2-го,...M -ro узлов 2 ИЛИ 12 соединены с входами I-ro, 2-й,.„М-го одновибратора 16 соответственно. Выходы 1-го, 2-гО,...М-ro Одновибра ора

16 соединены с первыми входами (М+1)-ro u (2М+1)-го, (М+2)-го и (2М+1)-го„,.2М-го и ЗМго узлов 2ИЛИ 11, 10 соответственно, Вторые входы (М+1)-го, (M+2)-го,...2M-ro узлов

2ИЛИ 1.1. соединены с первыми выходами

1-го, 2-го„..М-го пороговых элемен roB 13 соответственно, Выходы (М+1)-го, (М+2, го,...2М-го узлов 2ИПИ 11 подключе -ы к

Й-входам первых триггеоов 15 соответственно 1-й, 2-й,...M-й пары RS-триггеров.

Вторые входы (2M+1)-го, (2M+2)-го, „.ЗМ-го узлов 2ИЛИ 10 соединены с вторыми выходами 1-ro, 2-го,,М-го пороговых элементов

13 соответственно, Выходы (2М+1 I-ro, (2M+2)-го, 3M-ro узлов 2 ИЛИ 10 г одкл очены к R-входам вторых триггеров 14 соответственно 1-й,. 2-й,...M-й пэры RS-триггеров.

Выходы RS-триггеров подключены к управляющим входам силовых каналов 9. Выходы трансформаторов тока, размещен н ых в силовых каналах 9, соединены входами пороговых элементов 13.

Временные диаграммы, приведенныс на фиг.2, показывают изменение сигналов: а) на тактовом входе счетчика 7; б) на первом выходе дешифратора 3; в) на K— - М выходе дешифратора 8;

r) на (М+К)-м выходе дешифратора 8; д) на 2М-м выходе дешифратора 8; е) ток на выходе К-го силового канала 9; ж) на первом выходе порогового элемента 13-К; ж) на выходе однцвибратор 16-К; и) на выходе узла 2ИЛИ 11-К.

Многофазный резонансный стабилизатор работает следующим образом, Напряжение Ошибки, выделяемое узлом 5 сравнения из опорного напряжения и напряжения на выходных выводах 2 преобразуется полинейномузакону преобразователем 6 напряжение-частота (фиг.2а). При этом обеспечивается условие, что зта частота не превышает резонансной частоты для контура Bсиловом :ка:нале 9, Напряжение с выхода преобразователя 6 напряжение-частОти пОступает Не тактОВый ВХОД счетчика 7.

Выходы разрядов счетчика 7 соединяются с и адресными входами дешифратора 8. На фиг,Зб,в,г.д, показаны выходные сигналы для выходов с номерами 1,К„„,М+К и 2М соответственно.

Рассмотрим работу К-го узла управления К-M силовым каналом. В момент времени t с К-го выхода дешифратора 8 на S-вход первого RS-триггера 15-К приходит импульс (фиг,2,в), устанавливающий триггер 15-К в

"1". При этом на первом выходе порогового элемента 13 уровень "01", на выходе одновибратора 16-К фронтом О/1 сигнала с выходи узла 2 ИЛИ 12-К устанавливается уровень

"0" на время tM=ta-t> (фиг.2з), равное максимально допустимому времени прохождения тока одной полярности в силовом канале 9, В результате ка выходе узла 2ИЛИ

11-К сигнал "Г (фиг.2, и), на R-входе триггера

15 — сигнал "Хранение", Hà R-входе триггера

14-К сигнал Установка" в "0". Триггер 15-К отпирае соответствующие силовые элементы B силовом канале 9-K, ToK B каждом измсняется по закону, близкому к синусоидальному, В момент Времени tz ток в силовом канале 9-К спадает до нуля, сраба гывиет пороговый элемент 13-К, на его первом выхсде появляется уровень "1" (фиг.2ж), на втором выходе - "0", Сигнал с первого выхода порогового элемента 13-К через узел 2ИЛИ 11-K поступает на вход первого триггера 15-К, устанавливая его в

"0", триггер 15-К выкл очает соответствующие ему силовые элементы в силовом канале 9-К. Теперь íà R-входе первого триггера

15-К присутствует сигнал установка в "0", а на R-входе второго гоиггера 14-K присутстеуег сигнал "Хоэнение", В момент времени тз заканчивается максимально допустимое время работы силового канала тм, одновибратор 16-К устанавливается по выходу в состояние "1", но на работе схемы в данной ситуации это не скажается, так как импульс тока закончился раньше. В момент времени

1697062 его в состояние "0", силовой канал 9-К вы- 25

30 ния частоты преобразователя 6. 40 напряжение-код.

t4 с (M+K)-го выхода дешифратора поступает импульс (фиг.2г) на Я-вход второго триггера 14-К, триггера устанавливается в "1", в силовом канале пропускается импульс тока обратный полярности (фиг.Зе). В момент времени t4 запускается одновибратор 16-К (фиг.23), В момент Времени 15 ток спадает до нуля, на первом входе первого элемента

13-К появляется сигнал "0" (фиг.2ж), триггер

14-К сбрасывается в "0", выключаются соответствующие ему ключевые элементы в силовом канале 9-К и т.д. Таким же образом происходит работа всех M каналов стабилизатора.

Допустим в момент времени тт произошла установка триггера 15-К в "1". В зто же время запустился и одновибратор 16-К, Ток в силовом канале 9-К по какой-то причине затягивается {фиг.2е). В момент времени тц через тм после момента включения силового канала 9-К одновибратор 16-К возвращается по выходу в состоянии "1". Этот сигнал через узел 2ИЛИ 11-К поступает на

R-вход первого триггера 15-К и сбрасывает ключается. на первом выходе порового элемента 13-К появляется уровень "1" (фиг.2ж).

Узел 8 готов к приему очередного импульса с выхода дешифратора 8 без опасности сквозного отпирания силовых элементов в силовом канале 9.

Электрические процессы в каналах 9 сдвинуты на фазе на угол 2 л/M. За счет этого результирующая частота пульсаций напряжения на выходных выводах увеличивается в 14 раз по сравнению с однофазным вариантом, а амплитуда пульсаций уменьшается. Стабилизация выходного напряжения осуществляется за счет изменеФормула изобретения

Многофазный резонансный стабилизатор напряжения; содержащий силовую цепь, состоящую из М параллельно включенных по входу и выходу силовых каналов с трансформаторами тока, выполненных s виде двухтактных резонансных инверто ров, и блок управления, состоящий из узла сравнения, преобразователя напряжения в частоту, M nap RS-триггеров, М пороговых

О

20 элементов с парафазными выходами, преобразующих знак полярности тока в двухтактных резонансных инверторах в логический уровень, при этом узел сравнения одним из входов подключен к источнику опорного напряжения, другим — к выходным выводам, а выходом подключен к входу преобразователя напряжения в частоту, входы пороговых элементов подключены к выходам трансформаторов тока соответствующих силовых каналов, выходы RS-триггеров соединены с управляющими входами силовых каналов, отличающийся тем. что, с целью повышения надежности, в него введены счетчик, дешифратор с 2М выходами, ЗМ узлов 2 ИЛИ, М одновибраторов, при этом тактовый вход счетчика соединен с выходом преобразователя напряжения.в частоту, выходы разрядов счетчика подключены к адресным входам дешифратора, первый, второй,...M-й выходы дешифратора подключены к S-входам первых триггеров соответственно первой, второй,...M-й пары RS-триггеров и первым sxoдам 1-го, 2-го, . M-го узлов 2 ИЛИ, (М+1), (М+2)-й,...2М-й выходы дешифратора подключены к S-входам вторых триггеров соответственно первой, второй...,M-й пары

RS-триггеров и вторым входам 1-го, 2го,... IVi-го узлов 2 ИЛ И, выходы 1-го, 2-го,... М-го узлов 2

ИЛ И соеди нен ы с входами "-ro, 2-го„,.M-го одновибраторов соот-, ветственно, выходы 1-го, 2-го„..М-ro одновибраторов соединены с первь;ми входами (М+1)-го и (2М+1)-ro, (М+2)-го и (2М+2)-го, 2Vi-го и 3М-го узлов 2 ИЛИ соответственно, вторые входы (М+1)-ro, (М+2)го,...2М-ro узлов 2 ИЛИ соединены с первыми выходами 1-го, 2-го,...M-to пороговых элементов сООтВетстВеннО, выходы (М+1)-ro, (М+2)-ro,...2Ì-ro узлов 2 ИЛИ подключены к R-входам первых триггеров соответственно 1-й, 2 -й,...М-й пары

RS-триггеров, .вторые входы (2М+1)-го, (2Ы+2)-го,...ЗМ-го узлов 2 ИЛИ соединены с вторыми выходами 1-го, 2-го,...М-го пороговых элементов соответственно, выходы (2М+1)-ro, (2М+2)-го, ÇM-ro узлов 2 ИЛИ подключены к R- входам вторых триггеров соответственно 1-й, 2-й...М-й пары RS-тригГЕРОВ, 1697062

Г

13-К t

1 р- ; 1

1 ч

pftfr — 3

Q.1

-4 1

jl Я /, 4. ; 6у

Фиг.2! и