Преобразователь постоянного напряжения в квазисинусоидальное

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН @4 Н02М748 С

Р(р.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН,,,„6/

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3993603/24-07 (22) 23.!2.85 (46) 07.04.88. Бюл. № 13 (71) Ташкентский политехнический институт им. А. P. Бируни (72) Б. У. Умаров, Ш. Ш. Шаисламов, М. У. Халбаев и А. Л. Халбаева (53) 621.314.572 (088.8) (56) Патент ФРГ № 1285054, кл. Н 02 М 7/587, 1968.

Патент Японии № 56-53948, кл. Н 02 М 7/48, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 836739, кл. Н 02 М 7/4811, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 688970, кл. Н 02 М 7/48, 1976.

Гусев С. И., Сенько В. И. и др. Принципы построения прецизионных преобразователей с программируемой формой выходного напряжения. Техническая электродинамика, 1980, № 5, с. 49 — 55.

Руденко В. С., Сенько В. И. и Чуженко И. М. Основы преобразовательной техники

N.: Высшая школа, 1980, с. 287, 285, рис. 5,4а, 5.7.

ÄÄSUÄÄ 1387149 А1 (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В КВАЗИСИНУСОИДАЛЬНОЕ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике. Целью является упрошение без ухудшения качества выходного напряжения. Устр-во содержит инверторную ячейку на ключах 9 и 10 постоянного тока (КПТ) с тр-ром I I. Вторичная обмотка тр-ра

11 выполнена с отводами, подключенными через ключи 12 — 17 переменного тока к выходному выводу. Дополнительные КПТ 7 и 8 подключены к секциям 5 и 6 источника.

Амплитуда входного напряжения уменьшается при работе КПТ 8 и увеличивается при работе КПТ 7. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1387149

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано, например, при построении системы электропитания централизованного типа.

Целью изобретения является упрощение без ухудшения качества выходного напряжения.

На фиг. приведена принципиальная электрическая схема преобразователя при числе дополнительных ключей, равном двум; на фиг. 2 — блок-схема преобразователя; на фиг. 3 — временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя.

Преобразователь (фиг. 1) содержит после довательно включенные блок 1 формирования питающих напряжений, инверторнотрансформаторный блок 2 и блок 3 ключей переменного тока. Управление ключами этих блоков осуществляется от блока 4 управления.

Блок 1 формирования питающих напряжений содержит в данном конкретном примере секции 5 и 6 источника питания и дополнительные ключи 7 и 8 постоянного тока, соединяющие эти секции с одним из силовых входных выводов блока 2. Последний может быть выполнен в виде инверторной ячейки на ключах 9 и 10 постоянного тока и трансформатора 11, концы и промежуточные отводы вторичной обмотки которого через ключи 12 — 17 переменного тока подключены к одному выходному выводу преобразователя, а средняя точка этой обмотки подсоединена к второму выходному его выводу.

Блок-схема системы управления, реализующая необходимый алгоритм работы (фиг. 2), состоит из последовательно соединенных между собой задающего генератора 18, распределителя 19 импульсов, логического узла 20 и усилителей 21 мощности.

На временных диаграммах, поясняющих принцип действия преобразователя приняты следующие обозначения (фиг. 3):

U7, Us — сигналы управления, подаваемые на управляющие входы ключей 7 и 8 постоянного тока;

VI — сигнал с выхода формирователя

1 уровней входного напряжения; — напряжение с выхода высокочастотного преобразователя 2;

UIp — Ui — сигналы управления, подаваемые на управляющие входы ключей 12 — 17 переменного тока;

U„ — сигналы полупериода выходного напряжения устройства.

Преобразователь работает следующим образом.

На интервале времени to — tI6 на вход высокочастотного преобразователя 2 (инвертор по схеме с нулевой точкой) подают через ключ 8 напряжение источника 6.

Постоянное напряжение преобразуют в высо5 !

О l5

55 кочастотное с частотой, кратной частоте выходного напряжения инвертором 2. Далее осуществляют амплитудно-импульсную модуляцию высокочастотного напряжения: ключами 14 и 15 формируют первую ступень выходного напряжения; ключами 13 и 16 формируют вторую ступень, а третью ступень формируют ключами !2 и 17.

На интервале времени tIq — tz4 на вход преобразователя 2 через ключ 7 подают суммарное напряжение источников 5 и 6 (ключ 8 при этом разомкнут).

Высокочастотное напряжение 14 с преобразователя 2 на этом интервале имеет большую амплитуду, следовательно, модуляторами 12 — 17 можно сформировать дополнительные ступени выходного напряжения.

На интервале времени 1 4 — tqI; уменьшают амплитуду входного напряжения замыкая ключ 8, размыкая ключ 7. Отрицательную полуволну выходного напряжения формируют аналогично, используя обратные ветви ключей 12 — 17 переменного тока. Задающий генератор 18 вырабатывает импульсы

Р| — РЗ6 с частотой, кратной частоте выходного напряжения, которые через распределитель импульсов на 36 каналов подаются на входы логического узла 20. Логический узел представляет собой набор RS-триггеров, схем совпадения и сборок, формирующих необходимые (в соответствии с временными диаграммами) последовательности импульсов на все ключи преобразователя. Усилители 21 мощности служат для огласования логических элементов с силовыми ключами.

Предлагаемый преобразователь позволяет существенно упростить и улучшить массогабаритные показатели устройства, реализующего способ за счет уменьшения числа ключей переменного тока.

Соотношения уровней секций источника входного питания и числе витков трансформатора 11 выбираются из условия максимального исключения гармоник, близких к основной. Так, для пятиступенчатой кривой выходного напряжения с нулевой ступенью (U„, фиг. 3) амплитуды ступеней должны быть равны. При амплитуде аппроксимируемой синусоиды U„„=10

UI= 0;

Ug= Uxaac sin20 = 3,42;

U = Uxaêñ Мп40 = 6,42;

U4= Uìàêñ ° siII60 = 8,66;

U5= UMaac siIl80 = 9,848.

Исходя из этих уровней, соотношения амплитуд ступеней будут равны 1:1,87:2,53:

:2,88, следовательно, при уровне ЭДС источника 6 равного 1, соотношения чисел витков вторичных обмоток трансформатора 11 будут равны 1:0,87:0,66. Уровень ЭДС источника 5 должен быть равен по отношению к ЭДС источника 6:1,88:1, т.е. их сумма дает 2,88

Коэффициент гармоник такого напряжения порядка 9,3Я.

1387149

Формула изобретения

И9 Л70

О9ыгг!

/77! тт

Фггг 3

Составитель Г. Мыпык

Редактор Г. Волкова Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Заказ 1227/55 Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, гК вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1. Преобразователь постоянного напряжения в квазисинусоидальное, содержащий последовательно включенные инверторную ячейку и трансформатор, вторичная обмотка которого выполнена с делящим ее на две полуобмотки средним отводом, образующим первый выходной вывод, и с промежуточными отводами, симметрично по числу витков расположенными в обе стороны от средней точки, причем концы обмоток и промежуточные отводы через управляемые ключи переменного тока подключены к второму выходному выводу преобразователя, а также блок управления, включающий в себя последовательно связанные между собой задающий генератор, выходом соединенный с управляющими входами ключей инверторной ячейки, распределитель импульсов и логический узел, формирующий управляющие импульсы для уппавляемых ключей переменного тока, отличающийся тем, что, с целью упрощения без ухудшения качества выходного квазисинусоидального напряжения, он снабжен дополнительными управляемыми ключами постоянного тока, одни одноименные силовые электроды которых обьединены и подключены к одному входному силовому выводу инверторной ячейки, другие силовые электроды соединены с выводами для подключения к секционированному источнику питания, а управляющие электроды — к логическому узлу.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что при числе дополнительных клю15 чей постоянного тока, равном двум, числа витков частей каждой полуобмотки вторичной обмотки, на которые ее делят промежуточные отводы, выбирают из соотношения 1:0,87:0,66, а напряжения секций источника питания задают из соотношения

20 1 88 1