Способ централизованной дискретной стабилизации напряжения

Патент 661524

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ пч661524

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-вувЂ” (22) Заявлено 13.12.76 (21) 2427839/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) ПриоритетвЂ” (51) М.К .

G 05 F 1/14

H 02 М 7/12

Государственный квинтет

СССР ао делам нзобретеннй и аткрытнн (53) УДК621.316. .722.1 (088.8) Опубликовано 05.05.79. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 15.05.79 (72) Авторы изобретения

А. А. Озерянский и В. E. Тонкаль

Институт электродинамики АН УССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОЙ ДИСКРЕТНОЙ

СТАБИЛИЗАЦИИ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в блоках питания радиоаппаратуры, в тех случаях, когда требуется стабилизация напряжения на нескольких нагрузках постоянного тока, гальванически несвязанных между собой и запитываемых от одного источника электроэнергии.

Известен способ, при котором напряжение на каждой нагрузке стабилизируется отдельно и независимо (1Ц2) .

Недостатком такого способа является сложность его реализации.

Известен также способ стабилизации с централизованным регулированием напряжения на выходе одного из каналов и последующим перераспределением избыточной энергии между всеми остальными каналами с помощью частотного преобразователя (3) .

Такой способ практически неприменим при высоких (измеряемых в сотнях вольт) напря жени ях ка налов.

Из известных способов стабилизации наиболее близким является «Способ регулирования напряжения» (4) на нескольких нагрузках, запитываемых от одного выходного источника электроэнергии, основанный на изменении длительности включения регулирующих органов, передающих энергию к каждой из нагрузок и на сдвиге начала включенного состояния в каждой из г1оследующих нагрузок на-минимальный интервал

5 проводимости предыдущей. Известный способ, решая задачу повышения коэффициента мощности установки, может быть эффективно применен только для инерционных (например, тепловых) нагрузок, так как сопровождается очень большими пульсациями вы10 ходного напряжения, особенно при повышенном числе нагрузок. Кроме того, при высокой частоте переключений использование способа связано с усложнением тиристорных ключей в каждом из каналов.

Целью изобретения является уменьшение пульсации выходных напряжений особенно при большом числе нагрузок и упрощение реализации за счет обеспечения естественного выключения регулирующих органов, выполненных на базе тиристоров.

Для этого известный способ дополняют двумя операциями вЂ” осуществляют кратковременные отклонения напряжения входного источника переменного тока в конце полупериодов напряжения питания и с началом

661524

55 периода регулирования все регулирующие органы включают одновременно. Кратковременные отклонения напряжения входного источника позволяют осуществить естественное выключение тиристорных регулирующих органов, упрощает их выполнение. Одновременные включения всех регулирующих органов, длительность включенного состояния которых регулируется независимо, позволяет уменьшить пульсации до значений, характерных для обычного импульсного регулирования.

На фиг. 1 вЂ” блок-схема установок для реализации способа; фиг. 2 вЂ” графики работы; фиг. 3 вЂ” графики напряжений трехканального источника питания; фиг. 4 вЂ” принципиальная электрическая схема для реализации способа.

Схема содержит источник 1 входного напряжения, ключевой элемент 2, например, тиристорный, силовой трансформатор 3, вторичную обмотку 4 трансформатора, являющуюся входом первого канала, выпрямитель

5, регулирующий тиристор 6, фильтр 7, нагрузку 8, блок 9 сравнения. Элементы 5 и 9 относятся к первому каналу. Остальные два канала (элементы 10 вЂ” 13) не отличаются по построению от первого, генератор 14 пилообразного напряжения.

Напряжение входного источника (представляющего собой инвертор, фиг. 2, или промышленную сеть) при переходе через нуль кратковременно отключается с помощью ключа 2 (см. Ц, фиг. 2) на время, достаточное для запирания тиристорного ключа 6. жми=::..=При этом переменное U4«,а затем выпрямленное U s напряжение подают к нагрузке в виде отдельных импульсов, число которых регулируют с помощью обратной связи. В последней используется элемент сравнения, сигнал на выходе которого равен разности задающего напряжения на одной из выходных обмоток генераторов U >v напряжения, прямо пропорционального выходному V .

При Uis вЂ” 14н)0,т.е. з1дп(1Ъ вЂ” Vi ) = 1 тиристор 6 открыт, U«на фиг. 2 и напряжение на нагрузке U

U(r и U(.

Пусть нам необходимо стабилизировать напряжения на выходе трех источников, U, Бди и Uq< (см. фиг. 3). Период регули- рования Т выбирается; исходя из наименьшего входного напряжения и наибольшей нагрузки по всем каналам. Пусть номинальные величины напряжений Vi„„, Ug„v равны и соответствуют подаче семи импульсов в нагрузку (см. фиг. 3) . Если U i н >

>U«e> равенство опорного и измеряемого напряжений наступит раньше, количество импульсов в первой нагрузке уменьшится и напряжение Ui< уменьшится. Если же напряжение на какой-либо нагрузке уменьшится, допустим Uz„ то,наоборот,число импульсов в этой нагрузке увеличивается.

При практической реализации (фиг. 4) предлагаемого способа значительно упрощается выполнение регулирующих ключевых элементов в каждом канале из-за отсутствия узла принудительного запирания основного тиристора. Вся система обратной связи в каждом из каналов может быть выполнена только на одном транзисторе. Задержка во включении тиристорного ключа на входе достаточно просто реализуется за счет задержки управляющего импульса. К особенностям

ГПН относится синхронизация его по входному напряжению к наличию «п» (по числу каналов) выходных обмоток.

Примеры конкретного выполнения схем, реализующих данный способ, могут быть самыми. разнообразными. Так, при одинаковых выходных напряжениях целесообразно подавать на вход прямоугольные импульсы, а при различных вЂ” может быть использована промышленная сеть, модулированная с высокой частотой. Чем выше частота модуляции, тем меньше габариты фильтров. Вполне понятно, что при достаточной длительности естественного нуля во входном напряжении отпадает необходимость во введении ключа 2.

Дискретность стабилизации проявляется в том, что нестабильность выходного напряжения может быть отработана с .некоторым допуском, «шагом квантования», определяемым длительностью входных импульсов.

Формула изобретения

Способ централизованной дискретной стабилизации напряжения нескольких гальванически несвязанных источников постоянного тока путем изменения на периоде регулирования длительности включения регулирующих органов, передающих энергию к нагрузке от входного общего источника питания переменного тока, отличающийся тем, что, с целью уменьшения пульсации выходных напряжений особенно при большом числе нагрузок и упрощения реализации регулирующих органов в конце полупериодов напряжения питания источника переменного тока, осуществляют кратковременные отключения напряжения входного источника питания и с началом периода регулирования все регулирующие органы включают одновременно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 327463, кл. G 05 F 1/56, 25.03.70.

2. Патент ФРГ № 1463666, кл. Н 02 P 13/26, 1972.

3. Заявка СССР № 2172787/07, 16.09.75, по которой получено положительное решение о выдаче авт. св.

4. Авторское свидетельство СССР № 810342, кл. Н 02 P 13/14, 26.01.70.

66! 524

ФигЗ

4 ve.т

Редактор IO. Челюканов

Заказ 2474/50

Составитель Г. Мыцык

Техред О. Луговая Корректор О. Билак

Тираж 1014 Подписное

ЦНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент>, r. Ужгород, ул. Проектная, 4