Регулируемый многоячейковый преобразователь

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 119) 111) М 3 335 51 ИЕ ИЗОБ У СВИДЕТЕПЬСТ ОПИС НИЯ ВТОРСКОМ(54) (57) РЕГУЛИРУ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, гулирующих узлов,цепям управлениявходу параллельнос выходными транс МЫЙ МНОГОЯЧЕЙКОВЫЙодержащий Ж фавореподключенных ксоединенных поинверторных ячеекорматорами, вторич ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (53) 621.314.58(088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 851832, кл. 6 05 Р 1/64, 1978.2, Кобзев А,В.Многозоннан импульсная модуляция, Новосибирск, Наука 1979, с281. ные обмотки которых соединены последовательно и через выпрямитель и Ь фильтр подключены к выходным вывод преобразователя, задающий генерато выход которого соединен с входами синхронизации всех фазорегулирующих узлов, управляющие входы которых объединены и образуют управляющий вход преобразователя,.о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения, он снабжен соединенными последователь но регулятором амплитуды, соединенным через узел управления с управляю щим входом преобразователя, н усилителем импульсов с выходным трансформатором, вторичная обмотка которого Я включена через диод между отводом обмотки дросселя Ь-С-фильтра и выходным выводом преобразователя, а цепь управления усилителя соединена с выходом задающего генератора.Изобретение относится к электротехнике, в частности к многоячейковым преобразователям постоянного напряжения в постоянное, и может найтиприменение при регулировании напряжения в широком диапазоне с высокимкачеством выходных параметров.Известны многоячейковые преобразователи постоянного напряжения в постоянное со звеном промежуточнойчастоты, содержащие задающий генератор, и несколько инверторных ячеек,соединенных по входу параллельно, апо выходу последовательно 1).Отличительной особенностью данныхпреобразователей является то, что 15они обеспечивают регулирование выходного напряжения от нуля до максимального значения. Наличие пульсацийвыходного напряжения, в виде провалов, возникающих в результате конечной крутизны фронтов прямоугольногонапряжения промежуточной частотыприводит к существенному ухудшениюкачества выходного напряжения, снижению энергетических показателей,увеличению массы и габаритов выходных фильтров и, соответственно, кснижению быстродействия,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности, являетсяпреобразователь, который содержитзадающий генератор, И фаэорегулирующих узлов, подключенных к цепямуправления И,соединенных по входупараллельно инверторных ячеек с вьходными трансформаторами, вторичные 335обмотки которых соединены последовательно и через выпрямитель и 1,-ГФильтр подключены к выходным выводампреобразователя,Выход задающего генератора, соеди 40нен с входами синхронизации всехФазорегулирующих узлов, управляющиевходы которых объединены и образуютуправляющий вывод преобразователя1,21,Основным недостатком известного 45преобразователя является то, что вмоменты переключения инверторов навыходе появляется провал напряжения,обусловленный конечной крутизнойФронтов прямоугольного напряжениявторичных обмоток трансформаторов,коммутацией диодов выходного выпрямителя.Для компенсации провала в выходном напряжении необходимо увеличивать мощность реактивных элементовфильтра, что приводит к снижениюэнергетических и массо-габаритныхпоказателен всего преобразователя.Необходимо указать, что для преобразоэателей с низким выходным напряжением и большими токами нагрузки 60полностью компенсировать провал ввыходном напряжении не удается из-заналичия индуктивной составляющей вполном сопротивлении конденсаторовфильтра. 65 Целью изобретения является повышение качества выходного напряжения.Эта цель достигается тем, что врегулируемый преобразователь, содержащий К фазорегулирующих узлов, подключенных к цепям управления И соединенных по входу параллельно инверторных ячеек с выходными трансформаторами, вторичные обмотки которыхсоединены последовательно и черезвыпрямитель и Ь-С Фильтр подключенык выходным выводам преобразователя,задающии генератор, выход которогосоединен с входами синхронизациивсех фазорегулирующих узлов, управляющие входы которых объединены иобразуют управляющий вход преобразователя, введены включенные последовательно регулятором амплитуды, соединенныи через узел управления с управляющим входом преобразователя иусилитель импульсов с выходным трансформатором, вторичная обмотка которого включена через диод между отводом обмотки дросселя указанногофильтра и выходным выводом преобразователя, а цель управления усилителясоединена с выходом задающего генератора.На Фиг. 1 приведена Функциональная схема регулируемого многоячейкового преобразователя; на Фиг. 2диаграммы, поясняющие его работу.Регулируемыи преобразователь(фиг. 1) содержит И фазорегулирующихузлов 1-3 (И=З) с последовательнонарастающими уровнями сравнения, Иинверторных ячеек 4-6 с выходнымитрансформаторами 7-9, вторичные обмотки 10-12 которых соединены последовательно и через выпрямитель 13,дроссель 14, конденсатор 15 фильтра16 подключены к нагрузке 17. Задающий генератор 18 выходом соединенс входом синхронизации фаэорегулирующих узлов 1-3, управляющие входыкоторых объединены и образуют управляющий 19 преобразователя.Регулятор амплитуды 20 включенпоследовательно с усилителем импульсов 21 и через узел управления 22соединен с входом управления 19,усилитель импульсов 21 с выходным трансформатором 23 подключен к выходузадающего генератора 18.Вторичнаяобмотка 24 трансформатора 23 однимвыводом через диод 25 соединена сотводом обмотки дросселя 14 фильтра16, а другим выводом с нагрузкой17,На фиг. 2 приведены диаграммы напряжений, поясняющие работу преобразователя: 26 - напряжение на выходевыпрямителя, например, при полномрегулировании двух эон; 27 - напряжение на выходе задающего генератора; 28 - напряжение на выходе усилителя импульсов; 29 - напряжение на1081760 При отсутствии напряжения 1) на управляющем входе 19 преобразователя ключи инверторных ячеек 4-6 управляются по закону, исключающему возможность закорачивания источника питания, но при этом первичные обмотки трансформаторов 7-9 закорочены. Напряжение на выходе преобразова.еля отсутствует. Появившееся напряжение Бр, на управляющем входе преобразователя 19 подается на управляющие входы фазорегулирующих узлов 1-3 с последовательно нарастающими уровнями сравнения, которые последовательно (по мере нарастания Б) регулируют фазу управляющих напряжений инверторных ячеек 4-6. При этом инвертор. ные ячеики 4-6 реализуют последовательное регулирование методом широтно-импульсной модуляции напряжения на первичных обмотках трансформаторов 7-9. Напряжение вторичных обмоток 10-12, соединенных последователь но, суммируется и через выпрямитель 13 и ЬС-фильтр 16 подается в нагрузку 17. Таким образом, напряжение 26 на нагрузке регулируется по методумногоэонной импульс йно модуляции,В моменты коммутации ключей инверторных ячеек 4-6 и диодов выпрямителя 13 нап яжряжения 26 на выходе выпрямителя 13 и меет нулевые паузы, значительно ухудшающие качество выходного напряжения. Для компенсации па з выхо дного напряжения 26 в известныхпауз преобразователях необходимо увеличивать мощность реактивных элементов фильтра 16. ВНИИПИТираж 66 каз 1562/50 Подписифилиал ППП" г,ужгород,у атент",Проектная выходе преобразователя, например, от двух зон регулирования.Рег легулируемый преобразователь работает следующим образом. В предлагаемом преобразователев моменты пауз выходного напряжениякоторые по времени совпадаютс импульсами напряжения 27 эадающе- раторар включается усилителимпульсов 21,с трансформатором 23,В его вторичной обмотке 24 появляется импульсное напряжение 28 р котороечерез диод 25 и часть обмотки дрос и кселя 14 прикладывается к нагрузке 17компенсирует провал напряжения.Напряжение 29 на нагрузке не имеет характерного провала, Амплитудаимпульсов усилителя 21 изменяетсярегулятором амплитуды 20 в эависимос 15 ти от уровня Ц 1 р на управляющем входе19 к оторыи связан с ним через узелуправления 22Регулятор амплитуды 20 с узломуправления 22 может быть выполненсхеме линейного регулятора с проходным регулирующим элементом непрерывного действия, либо по схеме ключевого или релейного регулятора.Усилитель импульсов 21 выполнен посхеме импульсного усилителя мощностис трансформаторным выходом или посхеме блокинг-генератора. Длительность импульсов определяется длительностью паузы выходного напряжения 30выпрямителя 13.Таким образом, введение в регулируемый преобразователь регулятораамплитуды с узлом управления и усилителя импульсов с трансформатором,вторичная обмотка которого через 35 диод подключена к отводу обмоткидросселя фильтрарпозволяет повыситькачество выходного напряжения засчет компенсации провалов напряжениявыходного выпрямителя в моменты переключения регулируемых инверторов идиодов выпрямителя без увеличениягабаритов и массы фильтра.