Патент на изобретение №2197059
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) БЛОК ПЕРИОДИЧЕСКОЙ РАЗВЕРТКИ ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ С ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ
(57) Реферат: Изобретение относится к области автоматического управления и предназначено для преобразователей напряжения с широтно-импульсной модуляцией. Техническим результатом является расширение возможностей блока периодической развертки, позволяющих учитывать режим прерывания тока в дросселе фильтра. Устройство содержит узел выделения действующих на дроссель фильтра напряжений, два переключателя, два узла интегрирования, сумматор. 1 ил. Изобретение относится к области автоматического управления и предназначено для преобразователей напряжения с широтно-импульсной (ШИМ). Известен блок управления преобразователем напряжения с ШИМ, в котором для формирования управляющего сигнала, переключающего импульсный элемент, используется сигнал временной развертки с пилообразным напряжением [1]. Недостаток использования сигнала временной развертки с пилообразным напряжением заключается в том, что ошибка на выходе преобразователя зависит от напряжения питания и нагрузки. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа для управления преобразователями напряжения с ШИМ, является применение блока периодической развертки, содержащего узел выявления действующих на дроссель фильтра напряжений, два узла интегрирования и сумматор, входы узла выделения действующих на дроссель фильтра напряжений соединены с входными шинами питания и выходной шиной преобразователя, два выхода узла выделения, действующих на дроссель фильтра напряжений, соединены соответственно с аналоговым входом первого и второго интегратора, управляющие входы обоих узлов интегрирования соединены с шиной синхронизации, первый узел интегрирования имеет один выход, второй узел интегрирования имеет два выхода, все выходы узлов интегрирования соединены с входами сумматора, выход сумматора является выходом блока периодической развертки [2]. Известный блок периодической развертки предназначен для преобразователей напряжения с ШИМ, у которых формирование управляющего сигнала соответствует выражению ![]() где Yp(i) – сигнал временной развертки, кm – коэффициент передачи, определяющий параметры системы. Для того, чтобы в переходном процессе изображающая точка системы пульсировала относительно линии скольжения ![]() ![]() ![]() Формирование выходного сигнала в известном блоке периодической развертки соответствует выражению Yp(t)=-Y2p(t)+Y2cp(t)+Y1cp(t), (2) где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() где VT= 0 – состояние регулирующего элемента до коммутации импульсного элемента, VT= 1 – состояние регулирующего элемента после коммутации импульсного элемента, IL(t) – текущее значение тока дросселя фильтра, U1Lпр(t), U2Lпр(t) – напряжения на дросселе фильтра для режимов до и после коммутации импульсного элемента с учетом режима прерывистых токов. Дополнительно введенные переключатели в блок периодической развертки обеспечивают обнуление сигналов соответствующих выходов узла выделения действующих на дроссель фильтра напряжений в режиме прерывания тока дросселя LC-фильтра, что позволяет учесть этот режим при формировании временной развертки, так как при отсутствии тока дросселя напряжение на нем равно нулю (UL=0 при iL=0). На чертеже приведена структурная схема блока периодической развертки для преобразователя напряжения с ШИМ. Блок периодической развертки для преобразователя напряжения с ШИМ содержит узел выделения действующих на дроссель фильтра напряжений 1, два узла интегрирования 2, 3, сумматор 4, два переключателя 5, 6, входы узла выделения действующих на дроссель фильтра напряжений 1 соединены с входными шинами питания Uвх(t) и выходной шиной Uвых(t) преобразователя, первый выход U1L(t) узла выделения действующих на дроссель фильтра напряжений 1 соединен с первым аналоговым входом переключателя 5, второй выход U2L(t) узла выделения действующих на дроссель фильтра напряжений 1 соединен с первым аналоговым входом переключателя 6, вторые аналоговые входы переключателей 5, 6 соединены с нулевой шиной, переключатель 5 имеет один управляющий вход, соединенный с выходом IL(t) датчика тока дросселя фильтра, переключатель 6 имеет два управляющих входа, первый соединен с выходом IL(t) датчика тока дросселя фильтра, второй – с выходом VT датчика состояния импульсного элемента, вывод U1Lпр(t) переключателя 5 соединен с аналоговым входом узла интегрирования 2, выход U2Lпр(t) переключателя 6 соединен с аналоговым входом узла интегрирования 3, управляющие входы обоих узлов интегрирования 2, 3 соединены с шиной Uсинх(t) синхронизации, первый узел интегрирования 2 имеет один выход Y1cp.пp(t), второй узел интегрирования 3 имеет два выхода Y2p.пp(t), Y2cp.пp(t), все выходы узлов интегрирования 2, 3 соединены с входами сумматора 4, выход сумматора 4 является выходом Yp.пp(t) блока периодической развертки. Блок периодической развертки для преобразователя напряжения с ШИМ работает следующим образом: узел выделения действующих на дроссель фильтра напряжений 1 формирует напряжения U1L(t) и U2L(t), имитирующее напряжения, поступающие на дроссель фильтра до и после коммутации импульсного элемента, при этом U1L(t)=U1вх(t)-Uвых(t), U2L(t)=U2вх(t)-Uвых(t) (U1вх(t), U2вх(t) – напряжения источника питания, поступающие на вход дросселя фильтра до и после коммутации импульсного элемента соответственно, Uвых(t) – напряжения на выходе дросселя фильтра), на выходе переключателей 5, 6 напряжения формируются по алгоритму ![]() ![]() где IL(t) – сигнал с датчика тока дросселя фильтра, VT – сигнал с датчика состояния импульсного элемента, U1Lпр(t) – выход переключателя 5, U2Lпр(t) – выход переключателя 6, аналоговый вход узла интегрирования 2 соединен с выходом U1Lпр(t) переключателя 5, управляющий вход узла интегрирования 2 соединен с шиной Uсинх(t) синхронизации, которая устанавливает узел интегрирования 2 в исходное состояние в начале каждого периода синхронизации. На выходе узла интегрирования 2 формируется сигнал Y1cp.пp(t) напряжение которого пропорционально среднему за период синхронизации приращению расчетного тока дросселя от начала периода синхронизации при напряжении на нем равном UlLпp(t). Аналоговый вход узла интегрирования 3 соединен с выходом U2Lпp(t) переключателя 6, управляющий вход узла интегрирования 3 соединен с шиной Uсинх(t) синхронизации, которая устанавливает узел интегрирования 3 в исходное состояние в начале каждого периода синхронизации. На первом выходе узла интегрирования 3 формируется сигнал -Y2р.пр(t) напряжение которого пропорционально приращению прогнозируемого тока дросселя относительно конца периода синхронизации при напряжении на нем, равном U2L.пp(t). На втором выходе узла интегрирования 3 формируется сигнал Y2cp.пp(t), напряжение которого пропорционально среднему за период синхронизации приращению расчетного тока дросселя Y2p.пp(t). Таким образом, введение двух переключателей 5 и 6 в блок периодической развертки для преобразователя напряжения с ШИМ позволяет обеспечить формирование выходного сигнала с учетом режима прерывания тока в дросселе фильтра. ЛИТЕРАТУРА 1. Г. А. Белов, С.А. Кузьмин. Условия устойчивости и коэффициент стабилизации импульсного стабилизатора с образными связями по току и напряжению. М. Радио и связь” 1984. ЭТВА, Вып. 15. С. 48. 2. Ю.М. Казанцев. Прямой синтез управления в преобразовательной технике. Электротехника. 2000. 4. С. 31-36, формулы 3-8 (прототип). Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 17.06.2003
Извещение опубликовано: 20.11.2004 БИ: 32/2004
|
||||||||||||||||||||||||||