Устройство для регулирования выпрямлен-ного напряжения

Устройство для регулирования выпрямлен-ного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 231178 (21) 2688386/24-07 с присоединением заявки No— (23) Приоритет

Опубликовано 30.07.81. Бюллетень N9 28 (51)М. Клз

G 05 F 1/64//.

Н 02 М 7/155

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н . открытий (53) УДК 621. 316, .722(088.8) Дата опубликования описания 3007,81 (72) Авторы изобретения

А. К. Тищенко и В. И. Шевченко (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ВыпРямленнОГО нАпРяжения

Изобретение относится к электротехник е, в ч астн ости преобразовательной технике, и может быть использовано, н апример, для ре гулирования и стабилизации выпрямленного напряжения путем дискретного изменения переменного напряжения на входе неуправляемого выпрямителя.

Известны устройства для регулирования выпрямленного напряжения f1)

1О и Е23Наиболее близкое к предлагаемому. устройство содержит и вольтодобавочных ячеек и и широтно-импульсных модуляторов, вход каждого из которых 15

eîåäèíåí с соответствукщим выходом миогофаэного генератора управляющих импульсов g3).

Недостатком известного устройства является низкая надежность его рабо- 20 ты, так как при отказе одной-из вольтодобавочных ячеек в выходном напряжении пбявляется низкочастотная составляющая пульсации с удвоенной амплитудой напряжения одной ячейки и 25 при этом не обеспечивается заданный диапазон регулирования напряжения на нагрузке.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства. Постав- 30 ленная цель достигается тем, что вход первой и последней вольтодобавочных ячеек соединен с выходом каждого широтно-импульсного модулятора через логическую схему ИЛИ и И, соответственно, а вход каждой из остальных вольтодобавочных ячеек — через схему

ИЛИ и и схем И, выходы которых подключены на соответствующие входы схемы ИЛИ данной ячейки.

При этом логические схемы ИЛИ всех ячеек и логическая схема И последней ячейки имеют и входов, а логические схемы И остальных ячеек имеют число входов, равное номеру ячейки °

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства, на фиг. 2 -временные диаграммы, поясняккцие принцип работы предлага емого устройства для случая четырех различных значений (I— - 1Ч) входного напряжения, на входных выводах 21 и 22.

Устройство содержит вольтодобавочные ячейки 1-4, обмотки 5 и 6 вольтодобавочных ячеек 1-4, неуправляемый выпрямитель 7, фильтр 8, нагрузку 9, широтно-wnyascwe модуляторы ШИМ 1013, многофазный генератор 14. управляющих импульсов, логические схемы ИЛИ

15, 16, 17 ячеек 1, 2 и З,соответственно, логические схемы H 18, 19 и 20

851382 ячеек 2, 3 и 4, соответственно, вход-, ные 21, 22 и выходные 23, 24 выводы устройс тв а. к > .х х - х4 — длительность имю. 3 пульсов широтно-импульсных модулято(ров ШИМ 10, 11, 12, 13, соответственно при разных значениях I, Н:, I I I и !Ч входного напряжения;

Гз, 1„ — сигнал управления на входе соответствующих ячеек

1-4.

Устройство работает следующим образом, При равенстве входного напряжения номинальному значению выходного напряжения устройства сигнал рассогласования отсутствует. При этом импульсы на выходе широтно-импульсных модуляторов (ШИМ) 10-13 отсутствуют и все ячейки 1-4 отключены (потерями в цепи выпрямителя 7 пренебрегают).

При уменьшении входного напряжения вследствие работы автоматической системы регулирования появляется сигнал рассогласования, что приводит к появлению на выходе ШИМ 10-13 импульсов напряжения, сдвинутых по фазе между собой на постоянную величину (вследствие управления от 4-х фазного генератора 14). Длительность импульсов х„ - х ШИМ 10-13 (фиг. 2) в зависимости от величины входного напряжения принимает значения в диапазоне: 0 †Р; Р - 2 Р; 29 — ЗФ;

ЗФ вЂ” 4Ф.

На фиг. 2 показано четыре состояния (I-I V) характеризующие работу устройства при разных значениях вывходного напряжения (каждая последующая позиция соответствует более низкому входному напряжению) „ то есть

Ug 7 U 2 Ut)t 7 Uty

При работе ШИМ 10-13 с длительностью импульсов в зоне 0-Ф (поз. 1 фиг. 2) сигнал управления ft появляется только на входе ячейки 1, поскольку вход этой ячейки соединен с модуляторами 10-13 через логическую схему ИЛИ 15. При этом на обмотках

5 и 6 ячейки 1 формируются импульсы напряжения вольтодобавки, которые суммируются с входным напряжением, обеспечивая стабилизацию выходного напряжения.

При работе ШИМ 10-13 с длительностью импульсов в зоне Ф - 2 Р (поз.

It фиг. 2), что соответствует пони" жению входного напряжения, сигналы управления присутствуют на входе двух ячеек, причем на входе ячейки

1 коэффициент заполнения импульсов равен 1. Появление сигнала управления f< на входе ячейки 2 обеспечивается двухвходовыми логическими схемами И 18 и схемой ИЛИ 16. Напряже" ние вольтодобавки определяется суммой напряжения на обмотках 5 и 6 ячеек1 и 2.

1. Устройство для регулирования выпрямленного напряжения, срдержащее регулирующий орган, выполненный в виде .п вольтодобавочных ячеек и и широтно-импульсных модуляторов, входы каждого из которых соединены с соот.-! ветствующим выходом миогофазного генератора управляющих импульсов, а

Дальнейшее снижение входного напряжения сопровождается увеличением ( длительности импульсов х — x4 ШИМ 104

13 и пере ходом их .в э оны 29-ЗФ и

ЗФ-49 (поэ. t I 1-i V фиг. 2) . Логические схемы И 19 и 20, и схема ИЛИ 17 обеспечивают поочередное появление управлякщих импульсов fthm и Г4 на входе ячеек 3 и 4.

В зависимости от величины входного напряжения изменяется коэффициент заполнения импульсов ШИМ, и в работу включается соответствующее число ячеек, причем последняя иэ подключенных ячеек работает с широтно-импульсной модуляцией. При отказе какой-либо ячейки эа счет изменения длительности импульсов ШИМ в работу подключается (или отключается) следующая незадействованная (задействованная) ячейка, т. е. схема совмещает в себе функЯ ции регулирования напряжения и замены неисправных ячеек.

Допустим, что до какого-либо момента времени работа системы определялась состоянием, соответствующим поз5 зиции 1 t1 на фиг. 2, после чего произошел отказ, например, ячейки 1, характеризующийся отсутствием напряжения на ее выходных обмотках 5 и 6.

В связи с наличием обратной связи система отработает появившееся рассогласование и перейдет в другое состояние, при котором дополнительно подключается ячейка .4 (поз. 1Ч фиг. 2) . В результате выходное напряжение на выходных выводах 23 н 24 сохраняется в заданных пределах, причем спектральный состав его пульсаций не изменяется, что очень важно, в отличие от известного многофазного стабилизатора, у которого при выходе из строя какой40 либо ячейки в спектре выходных пульсаций появляется низкочастотная составляющая значительной амплитуды.

Изменение же диапазона регулирова-. ния, имекщее место при отказах яче45 ек, всегда может быть скомпенсировано введением одной или нескольких резервных ячеек.

Таким образом, введение в предла-. гаемый многофазный стабилизатор логических элементов с соответствующими связями позволяет наиболее просто решить вопрос регулирования напряжения и резервирования устройства.

55 формула изобретения

851382 каждый выход их связан со входом соответствукщей вольтодобавочной ячей.ки, отлич ающее ся тем, что, с целью повышения надежности, вход первой и последней вольтодобавочнык ячеек соединены с выходом каждого широтно-импульсного модулятора иереэ логическую схему HJIH и И, соответственно, а вход каждой из остальных вольтодобавочных ячеек - через схему ИЛИ и и схем И, выходы которых подключены на соответствующие входы схемы ИЛИ данной ячейки.

2. Устройство по и.- 1, о т- л и — ч а ю щ е е с я тем, что логические схемы ИЛИ в,се х яч ее к и ло гиче ск ая схема И последней ячейки имеют и вхох

f3 к„

1 у

4 ф

Х(Хх хз

Ху

Х ф

Уу

У, ВНИИПИ Заказ 6356!Я Тираж 940 Подписное

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

Xi х2 хЗ х>

f(Ь

6 х1 2

Х3 9

fg )

Му дов, а логические схемы И остальных ячеек имеют число входов, равное но меру ячейки.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кравец E. В. и др. Стабилизированный вторичный источник питания для импульсной нагрузки. - "Устройство вторичных источников питания радиоэлектронной аппаратуры", И., 1976.2. Глазенко Г. А. Полупроводниковые преобразователи в электроприводах постоянного тока, "Энергия"., 1973, с. 264, рис. 4-44.

3. Сборник "Электронная техника в автоматике", М., "Советское радио", 1977, вып. 9, с. 61, рис. 1.