Регулятор постоянного напряжения
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСAÍÈЕ „„„,„
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Советских
Соцмалнстнческих
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИЯЕТВЛбСТВУ (61) Дополнительяое к авт. свид-ву(22) Заявлено31.10.75 (21) 2185Я 9/О7"-= ) (51) М. Кл. с присоединением заявки
Н 02 M 3/335
//Н 02 Р 13/18 (23) Приоритет
Гоеударстеенный комитет
Совета Ннннстроа СССР па делам изооретений и открытий (43) Опубликовано15.06.78.Бюллетень №22 (53) УДК 621.314..58 (088.8) (45) Дата опубликования описания 85. 05 .78 (72) Автор изобретеиия
Н. И. Пономаренко (71) Заявитедь (54) РЕГУЛЯТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Изобретение относится к области преобразовательной техники н может быть использовано в системах электропитания для регулирования постоянного напряжения в диапазоне выходного напряжения, меньшего, чем входное до выходного напряжения, большего, чем входное.
Известны вольтореверсивные схемы регуляторов, осуществляющие подобное регулирование, состоящие из двух промежуточных двухтактовых преобразователей и сглаживающего фильтря. Один преобразователь включен пос ледовательно между входным и выходным выводом регулятора и выполнен на транзисто- рах ) I) илн тиристорах (2), а другой преобразователь включен параллельно входным выводам регулятора.
Указанный регулятор напряжения имеет повышенную массу сглаживающего фильтра. Это объясняется тем, что выходное напряжение преобразователя (напряжение на входе фильтра) имеет повышенные пульсации.
Целью изобретения является уменьшение массы регулятора напряжения.
Цель достигается тем, что известный вольтореверснвный регулятор напряжения снабжен релейным пороговым элементом, имеющим прямые и инверсные выходы и двумя логическими элементами И вЂ” ИЛ И, обеспечивающим н двухзонное регулирование выходного напряжения с плавным или ступенчатым переходом от режима вольтовычитання к режиму вольтодобавки и наоборот.
Прн этом первый из логических элементов подключен к цепи управления второго преобразователя, второй — к цепи управления пер вого преобразователя, причем к одному нз входов логического элемента подклктчен прямой выход порогового элемента и выход фазосдвигающего блока, к другому входу первого логического элемента подключен инверсный выход порогового элемента и выход задающего генератора непосредственно или через элемент задержки, а к одному из входов
И второго логического элемента подключен прямой выход порогового элемента н выход задающего генератора к другому входу второго логического элемента подключен инверсный выход порогового элемента н выход фазосдвигаюшего блока.
Вход порогового устройства подключен к выходу измерительного органа напряжения.
На чертеже изображена предлагаемая схема регулятора напряжения.
Регулятор постоянного напряжения содерИ жит промежуточные преобразователи I и 2. кания) порогового элемента, пороговыи элемент 11 переводит логические элементы 12 и 13 в режим вольтавычнтания.
Роль логических элементов 12 и 13 сводится к следующему. В режиме вольтодобавки прямые выходные сигналы порогового элемен-. та 11 разрешакхг прохождение сигналов от фазосдвигающего блока 9 через логический элемент 12 к блоку 5 преобразователя 2, а от генератора 10 через логический элемент 13 к блоку 4 преобразователя l. Прохождение сигналов от элемента задержки 14 через логический элемент 13 к блоку 5 преобразователя 2 и от фазосдвигающего блока 9 через логический элемент 12 к блоку 4 преобразователя 1 в этом режиме запрещена, а в режиме вольтовычитания разрешается прохождение . этих сигналов и запрещается прохождение сигналов, описанных выше.
В режиме вольтовычитания из напряжения источника питания вычитается напряжение преобразователя 1 (преобразователь 1 при этом работает в режиме управляемого ннвертора, преобразователь 2 в режиме выпрямителя) .
На выход регулятора поступает разность этих напряжений.
В режиме вольтадобавки напряжение источника питания складывается с напряжением преобразователя 1 (преобразователь 1 приэтам работает в режиме выпрямителя, преобразователь 2 в режиме управляемого инвертора) .
На выход регулятора поатупает сумма этих напряжений.
Амплитуда пульсаций выходного напряжения (пульсации напряжения на входе фильтра) в предлагаемой схеме в два раза меньше, чем в известной вольтореверсивной схеме. Зта объясняется тем, что в известной схеме. в течение части полупериада происходит вычитание, а в течение остальной части полупериода — сложение напряжения источника питания с напряжением, преобразованным промежуточными преобразователями. Регулирование выходного напряжения происходит путем изменения соотношения интервалов вычитания и сложения. В новой схеме в течение полупериода происходит или только лишь сло- жение, или же только вычитание напряжений источника питания и преобразованнОго. Регулирование выходного напряжения по новой схеме происходит путем изменения соотношения паузы и импульса преобразованного напряжения.
Можно отметить следующие особенности предлагаемого регулятора напряжения. Переход из одного режима в другой происходит обычно при U», Ua. Перевод схемы ив режима вольтодобавки в режим вольтовычитания я,наоборот: может происходить ие только при Ь, Ua„,, но и г других случаях, если погрешность. регулирования превышает предель. на дспустимую. Это обычна происходит в переходных режимах, например при включении регулятора. При этом обеспечивается форсировг ка переходного процесса.
Благодаря применению элемента задержки 14 обеспечивается искусственная коммута611278
Промежуточный преобразователь 1 выполнен, например .на тиристорах, включенных в цепь первичного источника последовательно с нагрузкой и обмотками трансформатора 3, промежуточного преобразователя 2, подключенного к входным выводам регулятора. Промежуточ-. 5 ные преобразователи 1 и 2 управляются от блоков управления 4 и 5 соответственно. Для сглаживания выходного напряжения регулятора предусмотрен фильтр, содержащий дроссель 6 и конденсатор 7, К выходным зажимам. . фильтра подключен измерительный орган напряжения 8. Выход измерительного органа 8 подключен к.вхаду фазосдвигающего блока 9, синхронизированного от задающего генератора 10..Преобразователь снабжен релейным пороговым элементом 11, имеющим прямые н тз инверсные выходы, логическими элементами 12 и 13 и элементом задержки 14. Логический элемент 12 подключен к блоку 4, а логический элемент 13 — к блоку 5. К одному нз входов логического элемента 13 подключен прямой выход порогового элемента 11 и выход фаза- о сдвигающега. блока 9, к другому из входов логического элемента 13 подключены инверсный выход порогового устройства 11 и задающий генератор 10 через элемент задержки 14.
К одному. из входов логического элемента 12 ру подключены прямой выход порогового элемента 11 и выход генератора 10, к другому входу логического элемента 12 подключены инверсный выход порогового элемента 11 н. выход фазосдвигающего блока 9. Вход порогового элемента 11 подключен к выходу измеритель- ® ного органа напряжения 8, Пороговый элемент должен обеспечивать режим вольтодобавки при U<,
Пороговый элемент 11 должен иметь раз-;@. дельную регулировку порогов срабатывания .и отпускання.
Для того, чтобы произошел переход регулятора из режима вольтовычитания в режим вольтодобавки необходимо, чтобы в режиме вальтовычнтания напряжение на выходе регу- 40 лятара достигло своего верхнего предельного значения, что соответствует верхнему предельному значению угла управления. фазосдвигающего блока 9.
После достижения верхнего предельного угла управления, на выходе измерительного ор45 . гана 8 начинает увеличиваться сигнал рассогласаващм (разность между входным и заданным напряжением). Если величина сигнала рассогласования достигает уровня срабатывания порогового элемента, то пороговый эле - М .мент 11 срабатывает и переводит логические элементы 12 и 13 в режим вольтодобавки.. . При этом сигнал рассогласования начинает уменьшаться, а угол управления под действием отрицательной обратной связи начинает приближаться к заданному. Переход из режима мльтодобавки.в режим вольтовычитания происходит после достижения фазосдвигающим блоком нижнего предела угла управления. При . достижении величины рассогласования достаточного для обратного переключения (атпус- @
Формула изобретения
Составитель В. Монн
Техред О. Луговая . Корректор H. Тупица
Тираж 892 Подпнсное
Редактор Л. Баглай
Заказ 3166/43
ЦИНИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретеннй н открытнй
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г Ужгород, ул. Проектная, 4 вольтовычитания без применения для этой щели. отдельного устройства коммутации. С этой целью в конце каждого полупериода преобразователь 2, который в режиме вольтовычитания работает выпрямителем, переводятся в режим инвертора и вырабатывает короткие импульсы для выключения соответствующего тнристора. При этом длительность этого импульса должна быть небольшой по сравнению с периодом работы преобразователя, но больtue времени выключения тиристоров. При использовании в качестве прерывателей преобразователя 1 транзисторов, элемент 14 не включается.
Аналогично может быть выполнена схема регулятора напряжения переменного тока с выходным фильтром для улучшения гармонического состава выходного напряжения переменного тока.
1. Регулятор постоянного напряжения,. содержащий . два двухтактных промежуточных преобразователя, первый из которых содержит прерыватели, включенные последовательно со вторичными обмотками выходного трансформатора второго преобразователя между входным и выходным выводом регулятора, а второй включен параллельно входным выводам регулятора, фазосдвигающий блок, вход которого соединен с выходами измерительного ор-. гана напряжения и задающего генератора, о .личающийся тем, что, С целью уменьшения массы, регулятор снабжен релейным пороговым элементом с прямым и инверсным выходами н первым и вторым логическими элементами И вЂ” ИЛИ, выходы которых соединены с це пями управления второго и первого преобразователя, соответственно,. к первому входу первого логического элемента подключен прямой выход порогового элемента и выход фазосдвигающего блока, а второй вход первого логического элемента связан с выходом задаю:19 щего генератора и соединен с инверсным выходом порогового элемента, первый вход второго логического элемента соединен с прямым выходом порогового элемента и с выходом задающего генератора, второй вход второго логического элемента соединен с инверсным выходом порогового элемента и выходом фазосдвнгающего блока, а вход порогового эле. мента соединен с выходом измерительного ор. гана напряжения.
2. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что
З1 в качестве прерывателей использованы транзисторы, а выход задающего генератора соединен непосредственно со вторым входом первого логического элемента.
3. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве нрерывателей использованы тиристоры, а выход задающего генератора соединен со вторым входом первого логического элемента через элемент задержки.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
Патент США № 3559031, кл. 321 вЂ, 1971.
2. Авторское свидетельство СССР ¹ Й166Щ кл. Н 02 И 3/335; 1962.