SU1136283A1 - Преобразователь посто нного напр жени в переменное напр жение заданной формы - Google Patents

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯНН010 НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ЗАДАННОЙ ФОРМЫ, содержащий ключевой регул тор, соедин ющий входные выводы преобразовател  с выходными выводами через дроссель, и линейный регул тор, выходом подключенный к выходным выводам преобразовател  через датчик тока, выход которого соединен с первым управл ющим входом ключевого регул тора, a цепь управлени  линейного регул тора через, усилитель соединена с выходньми выводами преобразовател , о т л и ч а- ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  КПД, в него введены дополнительный инвертор, дополнительный Г-образный LC -фильтр и выпр митель, причем вход дополнительного LC -. фильтра соединен с выходом ключевого регул тора, вход дополнительного инвертора соединен с входными выводами преобразовател , выход этого инвертора через вькод дополнительного LC -фильтра и вьшр митель соеди (Л нен с питающим входом линейного регул тора, a выход усилител  - с вторым управл ющим входом ключевого регул тора.

Description

00 Од

ю

00

оо

V Т Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  преобразовани  посто нного напр жени  в стабилизированное переменное напр жение любой заданной фор мы в устройствах автоматики, энергетики и в транспортных средствах. ИзвесФен преобразователь посто нного напр жени  в напр жение заданной формы, состо щий из последовательно соединенных ключевого и линей ного регул торов. Регулирование мощности , подаваемой в нагрузку, осуществл етс  с помощью ключевого регу л тора, имеющего высокий КПД. Линейный регул тор служит дл  сглажива ни  пульсаций рЗ. Однако ток через линейный регул тор равен току ключевого регул тора , что приводит к большим потер м энергии, большим весу и габаритам линейного регул тора, определ емыми максимальной мощностью, вьдел емой в нагрузке. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  преобразователь посто нного напр жени  в переменное напр жение заданной формы, содержащий ключевой регул тор соедин ющий входные выводы преобразовател  с выходными выводами через дроссель, и лцнейный регул тор, выхо дом подключенный к выходньм выводам преобразовател  через датчик тока, выход которого соединен с первым . управл ющим входом ключевого регул  тора, цепь управлени  линейного регул тора через усилитель соединена с выходными выводами преобразовател , на выходе ключевого регул тора включен возвратный диод, а цепь питани  линейного регул тора подключена к входным выводам преобразовател  H. Недостаток известного преобразова тел  состоит в пониженном КПД, вслед ствие того, что при низких выходных напр жени х преобразовател , например , при формировании синусоидального выходного напр жени  к линейному регул тору приложено почти полное .напр жение питани  преобразовател . Цель изобретени  - повышение КПД устройства. Эта цель достигаетс  тем, что в преобразователь посто нного напр жени  в переменное напр жение заданной формы, содержащий ключевой регул тор, соедин ющий входные выводы преобразовател  с выходнь1ми выводами через дроссель, и линейный peryjmTop, выходом подключенный к выходным выводач преобразовател  через датчик тока, выход которого соединен с первым управл ющим входом ключевого регул тора, а цепь управлени  линейного регул тора через усилитель соединена с выходньми выводами преобразовател , введены дополнительный инвертор, дЪполнительный Г-образный LC -фильтр и выпр митель , причем вход дополнительного LC -фильтра соединен с выходом ключевого регул тора, вход дополнительного инвертора соединен с входными выводами преобразовател , .выход этого инвертора через выход дополнительного LC -фильтра и вьшр митель соединен с питающим входом линейного регул тора, а выход усилител  с вторым управл ющим входом ключевого регул тора. На фиг.1 показана функциональна  бЛок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - диаграммы напр жений, по сн ющие работу преобразовател . Преобразователь состоит из ключевого регул тора 1 с релейной характеристикой передачи напр жени  и линейного регул тора 2, управл ющий вход которого соединен с выходом усилител  3 На входы усилител  3 подаютс  задающий сигнал и сигнал отрицательной обратной св зи, снимаемый с выхода преобразовател . К входным выводам посто нного напр жени  подключены питающие входы усилител  3, ключевого регул тора 1 и инвертора 4, у которого средний вывод вторичной обмотки выходного трансформатора соединен через выход Г-образного LC -фильтра 5 с выходом ключевого регул тора 1. Питающий вход линейного регул тора 2 подключен через выпр митель 6 мостового типа к крайним вьшодам вторичной обмотки выходного трансформатора инвертора 2 и, значит, последовательно по отнощению к выходам ключевого регул тора 1 и фильтра 5. Выход линейного регул тора 2 через датчик 7 тока и выход ключевого регул тора 1 через интегрирующий дроссель 8 подключены параллельно к выходным выводам преобразовател . Управл ющие входы ключевого регул тора 1 соединены с выходами датчика 7 тока и усилител  3.

3

Преобразователь работает следующим образом.

С помощью инвертора 4, построенного , например, по двухтактной схеме с выходньм трансформатором, и выпр мител  6 мостового типа формируетс  посто нное двухпол рное напр жение малой величины и мощности (фиг.2), необходимой дл  питани  линейного регул тора 2 (пр мые 1 на диаграмме 1.2). Под действием задающего си1 нала , например, синусоидальной формы с помощью усилител  3 и линейного регул тора 2 отрабатываютс  малые уровни выходного напр жени . При достижении выходным сигналом датчика 7 тока порога включени  ключевого регул тора 1 (пунктирные 2 или 3 на диаграмме 1.2) происходит включение соответствующего ключевого элемента ключевого регул тора 1. В результате ток последнего увеличиваетс , а ток .линейного регул тора 2 снижаетс  под действием сигнала отрицательной обратной св зи, поступающего с выхода преобразовател  на вход усилител  3. В момент достижени  сигнала датчика 7 тока порога выключени ключевого регул тора 1 ключевой элемент выключаетс . Пороговые значени  входного сигнала, при которых ключевой регул тор 1 включаетс  и выключаетс , выбираютс , например, так, чтобы максимальные токи линейного регул тора 2 бьши равны по абсолютной величине и противоположны по знаку. При изменении знака задающего сигнала, выход юе напр жение ключевого регул тора 1 соответственно мен ет знак (диаграмма 1.3) под действием сигнала, поступающего с выхода усилител  3. Одновременно мен ютс  на противоположные знаки токов через линейный регул тор 2, соответствующие порогам включени  и выключени  ключевого регул тора 1.

Основную нагрузку несет ключевой регул тор 1 с релейной характеристикой (ломана  4 на диаграмме 1,1), а линейный регул тор 2 обеспечивает заполнение пульсаций ключевого регул тора 1 и динамические режимы (ломана  на диаграмме 1.2). Нар ду с дросселем 8 с помощью фильтра 5 осуществл етс  частична  фильтраци  выходного напр жени  ключевого регул тора 1, причем напр жени  на выходах

36283 ,I ,

фильтра и дроссел  идентичны. Напр жени  дл  питани  линейного регул тора 2 суммируютс  с выходньм напр жением ключевого регул тора 1 с и фильтра 5 с помощью вторичной обмотки выходного трансформатора инвертора 4. Поэтому напр жени  питани  линейного регул тора 2 (ломаные 5 на диаграмме 1.1) повтор ют выходное напр жение ключевого регул тора 1 и дроссел  В и отличаютс  на величину посто нных составл ющих, равных двухпол рному напр жению, формируемому с помощью инвертора 4 и выпр мител  6. В результате, независимо от величины и формы выходного напр жени  преобразовател , питание линейного регул тора 2 осуществл етс  напр жением малой величины,

0 близкой к напр жению насьщени  транзисторов линейного регул тора. Если в известном устройстве КПД линейного регул тора не может быть больше ве- , личины дл  выходного напр жени 

5 синусоидальной формы и максимальной амплитуды, равной напр жению питани , то в предлагаемом преобразователе КПД линейного регул тора существенно вьщ1е и близок к КПД клюо чевых устройств.

I

I В случае использовани  в предлаIгаемом преобразователе ключевого регул тора , позвол ющего формировать

посто нное напр жение, частотный диапазон преобразуемых напр жений преобразовател  начинаетс  от нул , при этом реактивные элементы фильтра и дроссель имеют малые вес и габариты . Использование линейного регул тора позвол ет добитьс  высокого качества формы выходного напр жени  и высоких динамических свойств преобразовател . Пороговые значени  входных сигналов включени  и выключени  . ключевого регул тора преобразовател  можно выбрать так, что выключение . ключевого регул тора будет происхо- : дить при токе линейного регул тора

JJ той же пол рности, что и дл  включени  или, например, при нулевом значении тока. При этом дл  прежней величины разности пороговых значений сигнала включени  и выключени  клю . чевого регул тора необходимо уве 1Ичить напр жение дл  питани  линейного регул тора. . А7Ч7УД vLVLV лГЗг LJkr. ППОППППППП Ф(/г.Г - t ГТУАА А А7 .V. оиооиии

Claims (1)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ЗАДАННОЙ ФОРМЫ, содержащий ключевой регулятор, соединяющий входные выводы преобразователя с выходными выводами через дроссель, и линейный регулятор, выходом подключенный к выходным выводам преобразователя через датчик тока, выход которого соединен с первым управляющим входом ключевого регулятора, а цепь управления линейного регулятора через, усилитель соединена с выходными выводами преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, в него введены дополнительный инвертор, дополнительный Г-образный LC -фильтр и выпрямитель, причем вход дополнительного LC фильтра соединен с выходом ключево го регулятора, вход дополнительного инвертора соединен с входными выводами преобразователя, выход этого инвертора через выход дополнительного LC -фильтра и выпрямитель соединен с питающим входом линейного регулятора, а выход усилителя - с вторым управляющим входом ключевого регулятора.

   1 1136283 2