Многофазный импульсный стабилизатор

Многофазный импульсный стабилизатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

МНОГОФАЗНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР напряжения, содержащий многофазный задающий генератор синхронизирующих пилообразных напряжений и силовую цепь, выполненную в виден параллельно включенных к выходным выводам силовых преобразовательных ячеек, каждая из которых состоит из силовых коммутирующих элементов, последовательно соединенных широтноимпульсного модулятора и узла управления отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения,не инвертирующий вход широтно-импульсного модулятора i-й силовой преобразовательной ячейки и инвертирующий вход широтЯо-импульссного модулятора -и силовой преобразовательной ячейки подключены через введенные развязывающие е конденсаторы к i-мувыходу многофаз- S ного задающего генератора синхронизи (Л рующих пилообразных напряжений (где с i If2,..., N), ел 05 сл 05

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 3(51) G 05 У 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ l

t (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3468519/24-07 (22) 14.07.82 (46) 23.11.83. Бюл. 9 43 (72) A.Ô.Кадацкий и В.Ф.Яковлев (71) Куйбышевский электротехнический институт связи (53) 621.316.722.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 327462, кл. G 05 F 1/56, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

9 868726, кл. G 05 F 1/5б, 1981.

3. Юрченко A.È.Ìíîãîôàçíûé импульсный стабилизатор постоянного напряжения на высоковольтных транзисторах. ЭТВА, под ред. Ю.И.Конева.

"Советское радио", 1977, вып. 9 °.(54)(57) МНОГОФАЗНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР напряжения, содержащий многофазный эадакщий генератор синхрониэирукщих пилообразных напряжений и силовую цепь, выполненную в виде )) параллельно включенных к выходным выводам силовых преобразовательных ячеек, каждая из которых состоит из силовых коммутирукщих элементов, последовательно соединенных широтноимпульсного модулятора и узла управления, отличающийся тем, что, с целью повышения. надежности и упрощения, неинвертирующий вход широтно-импульсного модулятора i-й силовой преобразовательной ячейки и инвертирукщий вход широтНо-импульс- сного модулятора (" -й силовой

2 ) преобразовательной ячейки подключены через введенные развязывающие конденсаторы к i-му выходу многофаз- 9 ного задающего генератора.синхронизи рукщих пилообразных напряжений (где фа/

1 2,... л-). . 2

105б156

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве полупроводниковых стабилизаторов импульсного действия, работающих при больших токах нагрузки.

Известен многофазный импульсный стабилизатор напряжения, в котором используется несколько силовых преобразовательных ячеек, работакицих на общую нагрузку. Каждая силовая ячейка имеет свои силовые элементырегулирующий транзистор, дроссель фильтра и обратный диод. Коммутация регулирующих транзисторов в этой схеме производится со сдвигом по фазе, что обеспечивает улучше- 15 ние основных характеристик стабилизатора: уменьшение величины пульсаций выходного напряжения, снижение объема и массы фильтра f1) .

Недостатком этого стабилизатора является необходимость N каскадного задающего генератора (N — число силовых преобразовательных ячеек стабилизатора

Известен также многофазный импульсный стабилизатор напряжения, в котором параллельно основному регулятору -введены ряд аналогичных регуляторов, соединенных между собой по цепям управления через фазосдвигающие устройства. Синхрони.эирующее пилообразное напряжение широтно-импульсного модулятора каждой последующей силовой ячейки получается с помощью RC-цепочки, подключенной параллельно блокирующему диоду предыдущей силовой ячейки f2) .

Недостатком данного технического решения является сложность фазосдвигающего устройства, в состав которого входит (N-1) R0 — öåïî÷êà и задаю- 40. щий генератор ведущей силовой преобразовательной ячейки.

Наиболее близким к изобретению является многофазный импульсный стабилизатор напряжения, содержащий многофазный задающий генератор синхронизирующих пилообразных напряжений и силовую цепь, выполненную в виде N параллельно включенных силовых преобразовательных ячеек, каж — ° 50 дая из которых может быть выполнена по любой иэ известных схем импульсного преобразования электрической энергии и состоит из силовых коммутирующих элементов (регулирующий элемент, сглаживающий дроссель, блокирующий диод), широтно-импульсного модулятора и схемы управления (3g .

Недостатком известного технического решения является пониженная надежность и сложность вследствие того, что многофазный задающий генератор выполнен из условия обеспечения сдвинутых по фазе N синхрониэирующих пилообразных напряжений.

Цель изобретения — повышение надежности и упрощение.

Поставленная цель достигается тем, что в многофаэном импульсном стабилизаторе напряжения, содержащем многофазный задающий генератор синхронизирующих пилообразных напряжений и силовую цепь, выполненную в виде N параллельно включенных к выходным выводам силовых преобразовательных ячеек, каждая из которых состоит.. из силовых коммутирующих элементов, последовательно соединенных широтно-импульсного модулятора и узла управления, неинвертирующий вход широтно-импульсного модулятора i-й силовой преобразовательной ячейки и инвертирующий вход широтно-импульсного модулятора (N -й силовой

2! преобразовательной ячейки подключены через введенные развязывающие конденсаторы к i-му выходу многофазного задающего генератора синхронизирующих пилообразных напряжений (где i= 1,2,...,И/2).

На фиг. 1 приведена структурная схема многофазного импульсного стас.билизатора, на фиг. 2 — эпюры напряжений, Стабилизатор содержит N силовых преобразовательных ячеек 1 (1, N/2, N(2+1),N), выходные цепи которых подключены к нагрузке 2, многофазный генератор 3 синхронизирующего пилообразного. напряжения, развязывающие конденсаторы 4.1-4.4. Каждая силовая преобразовательная ячейка содержит силовые коммутирующие элементы 5, широтно-импульсный модулятор б, схему 7 управления.

Эпюры напряжений показаны на: неинвертирующем входе широтно-импульсного модулятора i-й преобразовательной ячейки (фиг. 2a); инвертирующем входе широтно-импульсного модулятора (q " 1 -й преобразовательной ячейки (фиг. 26); выходе широтно-импульсного модулятора i-й преобразовательной ячейки (фиг.2в); выходе широтно-импульсного модулятора (+ Е -й преобразовательной ячейки (фиг. 2г) .

Выходные цепи силовых преобразовательных ячеек 1 в зависимости от суммирования тока или напряжения подключаются к нагрузке 2 параллельно или последовательно. Нагрузка 2 имеет обратную связь с каждой преобразовательной ячейкой 1 (подключена к узлам 7 управления).

Узел 7 управления каждой преобразовательной ячейки 1 подключен выходами к входам широтно-импульсного модулятора б, выход которого подключен к входной цепи силовых

1056156 коммутирующих элементов 5. Неинвертирующий вход широтно-импульсного модулятора 1-й, 2-й,..., сило2 вой преобразовательной ячейки 1 и инвертирующий вход широтно-импульсного модулятора (Н, < 8 z g) И силовой преобразовательной ячейки 1 подключены через развязывакщие конденсаторы 4 соответственно к 1-му

2-му,..., N/2-му выходу многофазного задакщего генератора 3 синхронизирующего пилообразного напряжения. Взаимосвязи силовых коммутирующих элементов 5 (регулирующего элемента, силового дросселя, блокирующего диода) определяются схемо:техническим исполнением силовых преобразовательных ячеек 1 в зависимости от предъявляемых нагруз- . кой 2 Технических требований °

Многофазный импульсный стабилизатор работает следующим образом. !

Многофазный задающий генера тор 3 обеспечивает на каждом .i выходе синхронизирукщее пилообразное напряжение симметричной формы (фиг. 2а o ).. При этом синхронизирующее пилообразное напряжение каждого последующего (+1)-ro выхода относительно предыдущего i-го выхода многофазного генератора 3 имеет сдвиг во времени на величину, равную . Как показано на фиг.1, zò

N синхронизирующее пилообразное напряжение с каждого из N/2 выходов многофазного задающего генератора 3 используется для синхронизации двух преобразовательных ячеек 1. Это достигается одновременным воздействием синхронизирующего напряжения на неинвертирующий и инвертирующий входы широтно-импульсного модуляй тора 6 соответственно i-й и (j+ ) -й силовой преобразовательной ячейки 1.

В квазиустановившемся режиме необходимые параметры напряжения на нагрузке определяются коэффициентами заполнения импульсов каждой из преобразовательных ячеек 1. При питании идентичных преобразовательных ячеек от одного первичного источника питания равномерное распределение тока нагрузки 2 между преобра=. эовательными ячейками 1 достигается при равных коэффициентах заполнения импульсов в силовых ячейках 1.

Это обеспечивается узлами 7 управления. Предположим, что временные диаграмьы соответствуют.электрическим процессам в первой (i = 1, 10 .фиг. 20Ь ) и в Я ) -й,(фиг.25z ) преобразовательных ячейках. Причем появление высокого уровня на выходе широтно-импульсного модулятора 5 (фиг. 251 первой силовой ячейки 1

15 соответствует интервал времени (о ° (фиг. 2 a ) при превышении пилообразного напряжения неинвертирующего входа над совпадающим с осью времени t напряжением инвертирующего входа. Соответственно, появление высокого уровня на выходе, широтноимпульсного модулятора 5 (фиг,2) (L y () -й силовой ячейки соответству2

25 ет интервалам времени to

tf св — tä ..., (фиг, 2 б) при превышении. напряжения неинвертирующего входа, совпадающего с осью

50 времени t (фиг. 2 5), над пилообразным напряжением инвертирующего входа. Воздействие пилообразного напряжения симметричной формы на входы широтно-импульсных модуляторов первой и / " +<) силовых преобраэователь 2 ных ячеек 1 обеспечивает сдвиг. Их электрических процессов на время, равное 1 - . Р.налогйчные процессы

М

ПРОисхОДЯт ВО втОРОй и (2+ 2) -и, третьей и -" ) -й..., 2 и Н -й силовых ячейках под воздействием равномерно сдвинутых на величину во времени синхронизирующих пилообразных напряжений, поступающих с ,второго, третьего,...., выхода многофазного задающего генератора 3 соответственно.

Таким образом, многофазный задаю:щий генератор существенно упрощается, с одновременным повышением надежности всего устройства.

1056256

< у I

Редактор Р.Цицика

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Составитель Макаров

ТЕхред Л, Микеш Корректор А, Ференц

Заказ 9305/41 Тираж 874. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5