СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ НАПРЯЖЕНИЯ ПОВЫШАЮЩЕГО ТИПА

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ НАПРЯЖЕНИЯ ПОВЫШАЮЩЕГО ТИПА


RU (11) 2309448 (13) C2

(51) МПК
G05F 1/565 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2005127621/09 
(22) Дата подачи заявки: 2005.09.02 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.09.02 
(43) Дата публикации заявки: 2007.03.10 
(45) Опубликовано: 2007.10.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2156996 C2, 27.09.2000. RU 2214618 C2, 20.10.2000. GB 1272366 A, 26.11.1996. 
(72) Автор(ы): Лекарев Анатолий Федорович (RU); Казанцев Юрий Михайлович (RU); Журавлев Константин Владимирович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Полюс" (ОАО "НПЦ"Полюс") (RU) 
Адрес для переписки: 634050, г. Томск, пр. Кирова, 56"в", ОАО "НПЦ "Полюс" 

(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ НАПРЯЖЕНИЯ ПОВЫШАЮЩЕГО ТИПА

Заявляемое изобретение относится к автоматическому управлению и предназначено для систем с широтно-импульсным регулированием, оно может найти широкое применение в управляемых источниках вторичного питания. Технический результат изобретения состоит в расширении функциональных возможностей способа управления за счет его распространения на преобразователи повышающего типа. Сущность изобретения заключается в том, что в преобразователе повышающего типа напряжения на накопительном дросселе на интервале до и после коммутации ключевого элемента соответственно равны Uвх-U 1 и Uвх-U2, где Uвх - напряжение питания, U 1, U2 - напряжения на выходе накопительного дросселя на интервалах до и после коммутации ключевого элемента. 1 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Заявляемое изобретение относится к автоматическому управлению и предназначено для систем с широтно-импульсным регулированием, оно может найти широкое применение в управляемых источниках вторичного питания.

Известны преобразователи напряжения повышающего типа, содержащие накопительный дроссель, ключевой элемент, диод и конденсатор фильтра. Известен способ управления такими преобразователями, основанный на коммутации ключевого элемента импульсным сигналом с коэффициентом заполнения определяемым сигналом ошибки [1].

Недостатком этого способа управления является зависимость между сигналом ошибки и коэффициентом заполнения импульса.

Известен способ управления с широтно-импульсным регулированием, заключающийся в том, что определяют сигнал ошибки, пропорциональный разности выходного сигнала системы и сигнала задания, формируют синхронизирующий сигнал, сигнал, пропорциональный пульсирующей составляющей тока дросселя, сигнал развертки, пропорциональный сумме периодического сигнала и сигнала смещения. Периодический сигнал формируют из прогнозируемого для интервала после коммутации ключевого элемента приращения тока дросселя, а сигнал смещения равный сумме средних за период синхронизации прогнозируемых приращений тока дросселя для интервалов до и после коммутации ключевого элемента. Управление преобразователем осуществляют управляющим и синхронизирующим сигналами. Управляющий сигнал формируют из суммы сигнала ошибки, сигнала, пропорционального пульсирующей составляющей тока дросселя, и сигнала развертки [2].

Известный способ может быть использован для управления преобразователем напряжения повышающего типа.

Недостаток известного способа заключается в сложности формирования сигнала развертки.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ управления преобразователем понижающего типа, в котором коммутацию ключевого элемента осуществляют синхронизирующим и управляющим сигналами, управляющий сигнал формируют из суммы сигнала ошибки, пульсирующей составляющей тока дросселя, периодического сигнала и сигнала смещения, периодический сигнал формируют пропорциональным текущему значению среднего за период коммутации значению напряжения питания, а сигнал смещения - пропорциональным произведению периода синхронизации на амплитуды напряжения, приложенного к дросселю после коммутации ключевого элемента [3].

В известном способе управления сигнал развертки прогнозирует значение пульсирующей составляющей тока дросселя на момент после коммутации переключателя, что обеспечивает его коммутацию при отсутствии статической ошибки и устойчивость управления в широком диапазоне задания параметров.

Цель предлагаемого изобретения состоит в расширении функциональных возможностей способа управления за счет его распространения на преобразователи повышающего типа.

Поставленная цель достигается тем, что коммутацию ключевого элемента повышающего преобразователя осуществляют синхронизирующим и управляющим сигналами, управляющий сигнал формируют из суммы сигнала ошибки, сигнала, пропорционального пульсирующей составляющей тока дросселя, периодического сигнала и сигнала смещения. Сигнал смещения формируют пропорциональным произведению периода синхронизации на амплитуду напряжения прилагаемого к дросселю после коммутации ключевого элемента, при этом периодический сигнал формируют пропорциональным текущему среднему за период коммутации значению выходного напряжения.

Сущность изобретения заключается в том, что в преобразователе повышающего типа ключевой элемент управляющий выходным напряжением замыкает цепь источника питания через накопительный дроссель с одновременным отключением цепи нагрузки от накопительного дросселя, при этом напряжения на накопительном дросселе на интервале до и после коммутации ключевого элемента соответственно равны Uвх -U1 и Uвх-U 2, где Uвх - напряжение питания, U1, U2 - напряжения на выходе накопительного дросселя на интервалах до и после коммутации. При управлении задним фронтом модуляции имеем U 1=0, U2=Uвых , а при управлении передним фронтом U1=U вых, U2=0, где Uвых - выходное напряжение преобразователя. Поэтому предлагается закон управления вида







где X=Uвых-U on - сигнал ошибки, формируется как разность между выходным сигналом системы и сигналом задания, km - коэффициент передачи, - пульсирующая составляющая тока дросселя (разность между током дросселя и его средним за период коммутации значением), Yр - сигнал развертки, L - индуктивность дросселя, Tn - длительность периода синхронизации, tp=T{t/T} - временная координата для формирования сигнала развертки ({а} - дробная часть числа a), t k - моменты коммутации ключевого элемента, определяемые наименьшим положительным корнем уравнения F=0 при управлении задним фронтом модуляции и наименьшим по модулю отрицательным корнем уравнения F=0 при переднем фронте, VT(F,t) - состояние ключевого элемента (VT=1 на выходе дросселя напряжение U 1, VT=0 на выходе дросселя напряжение U 2).

На чертеже приведена схема устройства, реализующего предложенный способ управления.

Устройство содержит: ключевой элемент 1, накопительный дроссель 2, датчик тока 3, узел сравнения 4, блок формирования управляющего сигнала 5, RS-триггер 6, масштабный усилитель 7 и интегратор 8. Один вывод ключевого элемента 1 соединен с выходом накопительного дросселя 2 через датчик тока 3 и выходной шиной Uвых через диод D, второй - с выходной шиной U0, управляющий вход ключевого элемента 1 соединен с выходом RS-триггера 6, общий вывод переключателя 1. Узел сравнения 4 имеет два входа - прямой и инверсный, прямой вход узла сравнения 4 соединен с выходной шиной устройства U вых, инверсный вход узла сравнения 4 соединен с шиной задания Uon. Блок формирования управляющего сигнала 5 имеет четыре входа. Первый вход блока формирования управляющего сигнала 5 соединен с выходом датчика тока 3, второй вход блока формирования управляющего сигнала 5 соединен с выходом узла сравнения 4, третий вход блока формирования управляющего сигнала 5 соединен с выходом масштабного усилителя 7, четвертый вход блока формирования управляющего сигнала 5 соединен с выходом интегратора 8, выход блока формирования управляющего сигнала 5 соединен с S-входом RS-триггера 6, R-вход RS-триггера 6 соединен с шиной синхронизации Uсинх, аналоговый вход узла интегрирования 8 соединен с выходной шиной Uвых, управляющий вход интегратора 8 соединен с шиной синхронизации U синх. Масштабный усилитель 7 имеет два входа, первый вход масштабного усилителя 7 соединен с шиной питания U вх, второй вход масштабного усилителя 7 соединен с выходной шиной устройства Uвых.

Устройство работает следующим образом. На выходе узла сравнения 4 формируется сигнал ошибки Х=Uвых-Uon , на выходе датчика тока 3 формируется сигнал , пропорциональный пульсирующей составляющей тока дросселя 2; на выходе узла интегрирования 8 формируется периодический сигнал, 



прогнозирующий приращение тока дросселя 2 на момент после коммутации переключателя 1; на выходе масштабного усилителя 7 формируется сигнал смещения Сумма сигналов Y p, Y p равна сигналу развертки Y p по уравнению (1), при этом на выходе RS-триггера 6 из выходного сигнала F блока формирования управляющего сигнала 5 и сигнала синхронизации Uсинх формируется управляющий сигнал VT, который управляет состоянием переключателя 1 в соответствии с законом управления (1).

При управлении задним фронтом модуляции узел интегрирования 8 формирует периодический сигнал масштабный усилитель 7 формирует сигнал смещения сигнал VT формируется наименьшим положительным корнем уравнения F=0, соответственно ключевой элемент 1 включается при появлении синхроимпульса Uсинх и отключается при появлении сигнала VT.

При управлении передним фронтом модуляции узел интегрирования 8 формирует периодический сигнал масштабный усилитель 7 не имеет второго входа и формирует сигнал смещения сигнал VT формируется наименьшим отрицательным корнем уравнения F=0, соответственно ключевой элемент 1 отключается при появлении синхроимпульса Uсинх и включается при появлении сигнала VT.

Литература

1. Семенов Б.Ю. Силовая электроника для любителей и профессионалов. М.: Солон-Р, 2001.

2. Патент РФ №2156996, МПК7 G05F 1/56, опубл. 27.09.2000.

3. Патент РФ №2214618, МПК 7 G05F 1/56, опубл. 20.10.2003.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Способ управления преобразователем напряжения повышающего типа, заключающийся в том, что коммутацию ключевого элемента осуществляют синхронизирующим и управляющим сигналами, управляющий сигнал формируют из суммы сигнала ошибки, сигнала пропорционального пульсирующей составляющей тока дросселя, сигнала периодической развертки и сигнала смещения, пропорционального произведению периода синхронизации на амплитуду напряжения прилагаемого к дросселю после коммутации ключевого элемента, отличающийся тем, что периодический сигнал развертки формируют пропорциональным текущему среднему за период коммутации значению выходного напряжения преобразователя.






ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru