Способ управления преобразователем постоянного напряжения в однофазное переменное выходное напряжение заданной формы с входным мостовым инвертором на транзисторах и выходным мостовым демодулятором на тиристорах

, 09) 2 М 7/539 ГОСУДАРСТВЕННЭЕ ПАТЕНТНОЕВедоМстВО сссР(ГОСПАТЕНТ СССР) РЕТЕНИЯ ОПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕ ГЕЛЬСайеЬ 2(21) 4940543107 . , : , НА ТРАНЗЙСТОРАХ И ИЫХОДНЫМ МОС- (22) 12.03.91:,: ТОВЫМ ДЕМОДУЛЯТОРОМ НА ТИНИСТО.(71) Специальное проектно-конструктор- (57) Использование: преобразование йостоское и.технологическое бюро" статическихянного йапряжения в однофазное переменпреобразователейиагрегатов бесперебой- .Ное напряжение заданной формы в ного питания.:. системах ВтОрйчнОГО электРОпитания и (72) Е.Н. Патлахов и А.Е. Чеботарев,: электроприводом Сущность изобретения; (56) Патент США +4706178,кл. Н 02 М 7/44, входной мостовой инвертор 1 формирует . 1986, .широтно-модулированные прямоугольныеМоин В,С. Стабилизированные транши- .: ,1 импульсй напряжения повыйенной частосторные.преобразователи, Энергоатомйз-,тц, поступающие через трансформатор 2 на .дат, 1986, с. 196-198. вход демодулятора 3. На тиристоры Т 1, Т 11 (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЙРЕОБРАЗО- и Та, Т демодулятора 3 подаюТ отпираю- ВАТЕЛЕМ ПОСТОЯНО-ОГО НАПРЯЖЕНИЯ. щие импульсы.и одйн полупериад выходно- В ОДНОФАЗЙОЕ ПЕРЕМЕННОЕ ВЫХОД-.го напряженил преобразователя, а на НОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ЗАДАННОЙ ФОРМЫ . тиристорыТг,ЬИТз,Тз -вдругойполупе- С ВХОДНЫМ МОСТОВЫМ ИЙВИРТОРОМ рйод этого напряжения, 2 ил.Изобретение относится к области электротехники, в частности преобразовательной технике, и может быть использованодля управления основными ключами(кромеключей цепи принудительной коммутации)преобразователя постоянного напряженияв однофаэное переменное выходное напряжение заданной формы с входным мостовым инвертором"на транзисторах ивыходным мостовым демодулятором на основе однооперационных тиристоров.Цельо изобретения является упрощение реализации управления тиристорамидемодулятора путем упрощения формы управляющих импульсов,На фиг, 1 представлен вариант структурной схемы преобразователя, на фиг, 2приведены диаграммы напряжений и управляющих импульсов.Изобретение осуществляется следующим образом,Преобразователь включает высокоча-:стотный (ВЧ) мостовой инвертор (модулятор) на транзисторах 1, промежуточный ВЧгрансформатор (ВЧТ) 2, выходной мостовойдемодулятор на тиристорах 3, выходнойнизкочастотный фильтр 4, цепь принуди-.: тельной коммутации(на фиг. 1 не показана),Системой управления инвертора 1 организуется широтно-импульсная однополяр-.ная модуляция с регулированиемположения переднего фронта импульсов пофункции построения, соответствующей заданной форме выходного напряжения преОбразователя (например, синусоидальной),На фиг. За представлены диаграммы тактирующего, опорного и эталонного (синусоидального) сигналов поясняющиеорганизацию ШИМ,Транзисторы инвертора 1 коммутируютна тактовой повышенной частоте по принципу ШИМ, причем на интервале нулевой. паулсы выхбдного Напряжения открываЮтодновременно два транзистора, соединенных с одним из входных выводов модулятора. В качестве примера на фиг. Збпредставлен вариант управления с регулируемым фазовым сдвигом (в общем случаене является единственно возможным).На фиг.Зв представлена диаграммавхоДного напряжения демодулятора Овх. Вмомент реверса полярности вцходного(низкочастотного) напряжения преобразователя сигналы управления, поступающиена транзисторы одного полумоста инвертора, переключают на транзисторы другогополумоста и наоборот, что позволяет, в частности, исключить замагничивание ВКтрансформатора 2 (вследствие пропуска импульса Овх в конце периода опорного сигнала).Импульсы. управления тиристорами выходного мостового демодулятора 3 подают5 одновременно на оба тиристора, включенных встречно-параллельно в каждое плечо.Органиэация однополярной ШИМ с регулированием положения переднего фронта импульсов и реверс полярности выходного10 напряжения взаимным переключением импульсов управления с транзисторов Одногополумоста инвертора 1 на транзисторы другого полумоста этого инвертора обеспечивают возможность упростить форму15 импульсов управления демодулятором 3.управляющие импульсы на одно плечодемодулятора, образуемое встречно-параллельными тиристорами Т 1, Т 1, Т 4, Т соответствуют тактирующему сигналу (отставая20 от него на.время рассасывания неосновныхносителей транзисторов модулятора), анавторое - тиристоры Т 2, Т 2, Тз, Тз - сигналупротивофазному тактирующему.Диаграммы напряжения непосредст 25 венно на выходе демодулятора 3 Бах.инапряжения на выходе фильтра 4 Оеых представлены на фиг; Зд.В режимах, когда влиянием высших гар.моник выходного тока можно пренебречь,30 нулевые паузы выходного напряжения формируются непосредственно ключами демодулятора, так как импульсы управления на,вновь вступающую группу вентилей подаются сразу по окончании импульса входно 35 го напряжения, а отработавшие тиристорыподдерживаются в открытом состоянии током нагрузки,В режимах, когда амплитуды высшихгармоник сопоставимы по величине с амп 40 литудой низкочастотной составляющей (работа на ЕС-фильтр) на интервале нулевойпаузы необходимо обеспечить двухстороннюю проводимость выходного тока. Двухсторон н я я и ро води мость осуществляется45 вновь Открывающимися тиристорами и щунтированием первйчйой обмотки ВЧ трансформатора открытым транзистором(формировавшим предшествующи,й импульс напряжения) и соответствующим об 50 ратным диодом,Предлагаемый способ позволяет упростить реализацию управления основнымитиристорами демодулятора, так как импульсы управления группами вентилей соответ 55 ствуют или противофазны непосредственнотактирующему сигналу и, так как управляющие импульсы не промодулированы (например, схема усилителя управляющихимпульсов может содержать всего лишь дватранзистора и один ВЧ трансформатор сразделенными вторичными обмотками), чем и обусловлен положительный эффект от его , применения.Формула изобретенияСпособ управления преобразователем 5 постоянного напряжения в однофазное переменное выходное напряжение заданной формы с входным. мостовым инвертором на транзисторах и выходным мостовым демодулятором на тиристорах, при котором 10 транзисторы коммутируют на тактовой повышенной частоте с обеспечением широтно-импульсной однополярной модуляции выходного напряжения инвертора по функции построения, а на тиристоры, включен ные встречно-параллельно в каждое плечо выходного мостового демодулятора, отпирающий импульс подают одновременно, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения, широтно-импульсную однопо лярную модуляцию выходного напряжения инвертора выполняют односторонне с регулированием положения переднего фронта импульсов, причем на интервале нулевой паузы этого напряжения открывают одновременно два транзистора, соединенных с одним из входных выводов входного мостового инвертора, в момент реверса полярности выходного напряжения преобразователя, сигналы управления, поступающие на транзисторы одного полумоста входного мостового инвертора, переключают на транзисторы другого полумостаэтого инвертора и наоборот, а отпйрающие импульсы подают на пары тиристоров, включенных в диагонально расположенные плечи выходного мостового демодулятора в течение одного полупериода тактовой повышенной частоты и на две другие пары тиристоров этого демодулятора в течение другого полупериода тактовой повышенной частоты.