SU845250A1 - Преобразователь переменногоНАпР жЕНи B пОСТО ННОЕ - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в стабилизированных источниках питани  дл  улучшени  их динамических свойств.

Известны преобразователи переменного напр жени  в посто нное, выполненные в виде стабилизированных источников электропитани  с бестрансформаторным входом р - З.

Низкое быстродействие этих преобразователей при обработке изменений входного напр жени  обусловлено тем, что вход блока обратной св зи подключен к выходному фильтру, имеющему большую посто нную времени .

Наиболее близким по техническому решению  вл етс  преобразователь, содержащий соединенные последовательно низкочастот 1ый выпр митель, сглаживающий фильтр, инвертор, разделительный трансформатор, высокочастотный выпр митель и фильт -), С1бразующий

выход преобразовател , а также систему управлени  инвертором, содержащую соединенные между собой блок формировани  управл ющих напр жений и блок обратной св зи, состо щий из узла сравнени  и источника опорного напр жени , подключенного к одному из входов узла сравнени , причем второй вход узла сравнени  подключен к выходу преобразовател  |;4.

Недостатком такого преобразовател   вл ютс  низкие динамические ха - рактеристики при воздействии па него возмущающих воздействий со стороны входного напр жени . Низкие динамические характеристики обусловлены тем, что вход системы управлени  подключен неносредственно к выходу преобразовател , после сглаживающего ф}щьтра, посто нна  времени которого выбираетс  из услови  сглаживани  пульсаций выходного напр жени  и, следовагельно, должна

быть в несколько раз больше периода выходного напр жени  инвертора.

Целью изобретени   вл етс  улучшение динамических характеристик преобразовател  путем повышени  быстродействи  отработки возмущающих воздействий, а так же повышени  быстродействи  преобразовани .

Достигаетс  это тем, что в преобразователе , содержащем соединенные последовательно низкочастотный вьшр митель, сглаживающий фильтр, инвертор,, разделительный трансфор матор, высокочастотный выпр митель и фильтр, образующий выход преобраэовател , а также систему управлени  инвертором, содержащую соединенные между собой блок формировани  управл ющих напр жений и блок обратной св зи,состо щий из узла сравнени  и источника опорного напр  жени , подключенного к одному из входов узла сравнени , а также измерительньй орган, выходом подключенный к второму из входов, подключан непосредственнок выходу высокочастотного выпр мител .

В описанном преобразователе мог бы найти применение измерительный орган, реализующий принцип высокочастотного опроса, содержащий послдовательно соединенные управл емьй генератор тока конденсатор со схем разр да, а также схему синхронизации (5 J и 6 j . Выходной, величиной этого устройства  вл етс  частота следовани  импульсов, несуща  информацию о величине измер емого напр жени . При использовании такого измерительного органа в описанном преобразователе необходим преобразователь частоты следовани  импульсов посто нное напр жение дл  сравнени  его с посто нным опорным напр жением .

Измерительный орган преобразовател  содержит последовательно соединенные управл емый генератор тока конденсатор со схемой разр да, а также схему синхронизацшц дополнительно снабжен последовач-ельно соединенными меткду собой пиковьгм детектором и схемой запоминани , выход которой образует выход измерительного органа, причем к управл ющему входу схемы запоминани  подключен выход схемы синхронизации, а входы управл емого генератора тока.

схемы разр да и схемы синхронизации объединены и образуют вход измерительного органа.

На фиг.1 представлена структурна схема предлагаемого преобразовател  на фиг.2 - схема измерительного органа; на фиг.З - диаграммы, по снющие принцип работы измерительного органа при разомкнутой цепи обратно св зи; на фиг.А - то же, при замкнутой цепи обратной св зи.

Предлагаемый преобразователь переменного напр жени  в посто нное содержит соединенные последовательн низкочастотный выпр митель 1, сглаживающий фильтр 2, инвертор 3, раздлительный трансформатор 4, высокочастотный выпр митель 5 и сглаживающий фильтр 6, образующий выход преобразовател  7, а также систему управлени  инвертором 8, содержащую соединенные между собой блок формировани  управл ющих напр жений 9 и блок обратной св зи 10, состо щий из узла сравнени  1 и источника опорного напр жени  12, подключенного к одному из входов узла сравнени  П, а также измерительный орган 13, выходом 14 подключенный к второму из входов узла сравнени  11. Вход 15 измерительного органа 13 подключен к выходу высокочастотного вьтр мител  5. Измерительный орган 13 содержит соединенные последовательно уйравл емый генератор тока 16, конденсатор 17 со схемой разр да 18, а также схему синхронизации 19 и соединенные между собой последовательно пиковый детектор 20 и схему запоминани  21, выход которой образует выход 14 измерительного органа 13..К управл ющему входу 22 схемы запоминани  21 подключен , выход схемы синхронизации 19, а входы управл емого генератора тока 16, схемы разр да 18 и схемы синхронизации 19 объединены и образуют вход 15 измерительного органа 13.

Рассмотрю принцип работы измерительного органа.

Дп  нагл дности рассмотрим сначала его работу при разомкнутой цепи обратной св зи преобразовател . В этом случае на вход 15 измерительного органа 13 с выхода высокочастотного выпр мител  5 поступают последовательность импульсов 23 с посто нной скважностью (допустим, равной 2), амплитуда которых определ етс  величиной напр жени  на входе инвертора 3. Ток на выходе управл емого генератора тока 16 пр мо пропорционален амплитуде импульсов 23, поэтому скорость зар да конденсатора 17 также пр мопропорци ональна амплитуде импульсов последо вательности, импульсов 23. За врем  действи  каждого импульса конден сатор 17 зар жаетс  до напр жени , величина которого соответствует среднему значению напр жени  импульса . На вход схемь разр да 18 .поступает последовательность импуль сов 23. При нулевом потенциале на входе схемы разр да 18 (т. е . во вре м  паузы между импульсами импульсно последовательности 23} конденсатор 17 быстро разр жаетс  и схема разр  да 18 поддерживает на нем нулевое напр жение до прихода следующего импульса импульсной последоватедьНОСТИ23 .В результате на конденсаторе I7 формируетс  импульсное напр жение 24, причем амплитуда каждого из импульсов импульсного напр жени  24 пропорциональна среднему значению напр жени  соответствующего импульса 23. Импульсное напр жение 24 поступает на вход пикового дет-ектора 20. Напр жение 25 на выходе пикового детектора 20 повтор ет до форме напр жение на конденсаторе 17 в периоды 35

его зар да. После разр да конденсатора 17 напр жение 25 на выходе пикового детектора 20 уменьшаетс  из-за разр да емкости пикового детектора 20, вследствие неидеальности эленентов схемы (более того, такой разр д может быть предусмотрен специально),

На вход схемы синхронизации 19 подаетс  последовательность импульсов 23. Схема синхронизации 19 форми рует напр жение 26 в виде коротких импульсов 27, совпадающих с задними фронтами импульсов импульсной последовательностз 23, а длительность их значительно .например, на 2 пор дка ) меньше длительности импульсов последователноети импульсов 23.

Выходное напр жение 25 пикового детектора 20 поступает на вход схемы запоминани  21, на управл ющий вход 22 которой .подаютс  импульсы 27 последовательности импульсов 26 с выхода схемы синхронизации 19. При

сов напр жени  31 на его выходе стрем тс  к посто нной величине, йа выходе схемы синхронизации вырабатываетс  напр жение 32. На выходе схемы зaпo шнaни  21 при .этом вырабатываетс  посто нное напр жение 33, соответствующее среднему значени напр жени  импульсов прследовательности импульсов 29,

Claims (6)

1. При отклонении среднего значени  напр жени  на выходе высокочастотного выпр мител  5 от посто нного значени  изменение напр жени  33 на выходе 14 измерительного органа 13 происходит с задержкой во времени , не превьшающей 1/2 периода выходкого напр жени  инвертора 3. На пример, при частоте преобразовани , равной 20 кГц, задержка составл ет не более 25 мкс и врем  отработки возмущающих воздействий предлагаемым преобразователем определ етс  этой |цифрой. 4 этом на выходе схемы запоминани  21 формируетс  напр жение 28, амплитуда которого измен етс  дискретно (изменение аьтлитуды происходит при поступлении на управл ющий вход 22 каждого импульса 27 последовательности импульсов 26) в соответствии с изменением амплитуды импульсов напр жени  25. Таким образом, на выходе 14 измерительного органа 13 вырабатьгеаетс  напр жение 28, амплитуда которого соответствует среднему значению напр жени  каждо о из импульсов импульсной последовательности 23, поступающей на вход 15 измерительного органа 13 с выхода высокочастотного выпр мител  5. При замкнутой цепи обратной св зи происходит стабилизаци  среднего значени  выходного напр жени  преобразовател . Например, при увеличении напр жени , поступающего на вход инвертора 3, увеличиваетс  амплитуда импульсов импульсной последовательности 29 на выходе высокочастотного выпр мител  5. При, этом длительность импульсов уменьшаетс . Скорость зар да конденсатора 17 увеличиваетс , так как увеличиваетс  выходной ток управл емого генератора тока 16, однако врем  зар да уменьшаетс . Поэтому амплитуды импульсов- последовательности 30 на входе пикового детектора 20 и импульПодключение входа измерительного органа к выходу высокочастотного выпр мител , а также введение в измерительный орган пикового детектора и схемы запоминани  позволило значительно повысить динамические характеристики за вл емого преобразовател  по сравнению с прототипом. Так, если в прототипе при частоте выходного напр жени  инвертора равной 20 кГц врем  отработки возмущающих воздействий определ етс  посто  нной времени -выходного сглаживающе фильтра, котора  выбираетс  в 10-15 раз больше периода выходного напр жени  инвертора (дл  обеспечени  достаточного сглаживарш  этого напр женин), что составл ет 500-750 мкс, в предлагаемом техническом решении быстродействие определ етс  времене задержки формировани  среднего знач лда  выходного напр жени , которое равно 25 МКС, Формула изобретени  1, Преобразователь переменного напр жени  в посто нное, содержащий соединенные последовательно низ кочастотный выпр митель, сглаживающий фильтр, инвертор, разделительный трансформатор, высокочастотный выпр митель и фильтр, образующий выход преобразовател , а также систеьгу управлени  инвертором, содержа щую соединенные между собой блок фо мйровани  управл ющих напр жений и блок обратной св зи, состо щий из узла сравнени  и источника опорного напр жени , подключенного к од ному из входов узла сравнени , а также измерительный орган, выходом подключенный к второму из вх.одов узла сравнени , отличающий с   тем, что, с целью улучшени  динамических характеристик преобразовател  путем повышени  быстродей ,стви  отработки возмудающнх воздействий со стороны сети переменного тока, вход измерительного органа подключен к выходу высокочастотного выпр мител . 2. Преобразователь по п,1, измерительньм орган которого содержит последовательно соединенные управл емый генератор тока, конденсатор со схемой разр да, а также схему синхронизации, отличающийс   тем, что, с целью повьшени  быстродействи  преобразовател , он дополнительно снабжен последовательно соединенными между собой пиковым детектором и схемой запоминани , выход которой образует выход изме .рительного органа, причем к управл ющему входу схемы запоминани  подключен выход схемы синхронизации, а входы управл емого генератора тока, схемы разр да и схемы синхронизации обьединены и образуют вход измери- . тельного органа. Источники информации, прин тые во внимание при зкспертизе 1.Вересов Г. П., Смур ков Ю, Л. Стабилизированные источники питани  радиоаппаратуры.- М., Энерги , 1978, с.28.
2. 2.Скубко В. А., Мельников А. В. Метод анализа и расчета электрических характеристик вторичных источников электропитани  с промежуточным преобразованием частоты. В кн. Проблемы миниатюризации и унификации ВИП РЭА. М., 1979, с. 35.
3. 3.Гальс Б. К., Булык В. М. Миниатюризаци  и унификаци  ВИП периферийных устройств ЭВМ, В кн.Проблемы миниатюризации и унификации ВИП РЭА. -М.,- 1979, с. 140-145,
4. 4.Гулый В, Д., Жуйков В, Я. Устойчивость устройства электропитани  с широтно-импульсной модул цией. В кн. Методы и средства преобразовани  параметров электрической энергии. Киев, Наукова думка, 1977, с. 57 (прототип),
5. 5.Март шин А. И., Шахов Э,К., Шл ндин В. М. Преобразователи электрических параметров дл  системы контрол  и измерени , М,, Энерги . 1976, с, 141.
6. 6.Тычино Преобразователи напр жени  в частоту, М,, Энерги , 1972, Массова  радиобиблиотека. Вьш. 808. с. 1 1-15,

   /J

   Л

   А

   ..fL,- -t ..- . -f- Д

   JO

   Jf

   32

   Фаг.