Регулируемый многоячейковый преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4(51) и 02 М 3/3 ОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ(71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления н радиоэлектроники(56) 1, .Кобзев А.В. Многозонная импульсная модуляция. Новосибирск, "Наука", 1979, с. 73, рис. 2.22.2, Авторское свидетельство СССР по заявке В 3499599/24-07, 12.10.82. (54)(57 ) РЕГУЛИРУЕМЫЙ МНОГОЯЧЕЙКОВЬЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий и фазорегулирующих узлов, подключенных к цепям управления, и соединенных по входу параллельно инверторных ячеек с выходными трансформаторами, вторичные обмотки которых соединены последовательно и через выпрямитель Я 01159126 А и ЬС-фильтр подключены к выходным выводам преобразователя, задающий генератор, выход которого соединен с входами синхронизации всех фаэорегулирующих узлов, управляющие входы которых объединены и образуют управляющий вход преобразователя, уси литель импульсов с выходным трансформатором, вторичная обмотка которого включена через диод между отводом обмотки дросселя укаэанного ЬС-фильтра и выходным выводом преобразователя, а цепь управления усилйтеля соединена с выходом задающего генератора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения КЦЦ и надежности, он дополнительно . снабжен выпрямителем с фильтром, а выходные трансформаторы всех инверторных ячеек выполнены с дополнительными обмотками, которые включены последовательно и через упомянутые выпрямитель и фильтр подключены ко входу усилителя импульсов.1 1 159Изобретенйе относится к электротехнике, в частности к преобразователям постоянного напряжения в постоянное с многозонной импульсноймодуляцией, н может найти применение при регулировании напряженияв широком диапазоне с высоким качеством выходных параметров.Известен преобразователь постоянного напряжения в постоянное с . 1 Опромежуточным звеном повышенной. частоты, содержащий задающий генератор и несколько инверторных ячеек,соединенных по входу параллельно,а по выходу последовательно 1 1.Такой преобразователь обеспечивает регулирование выходного напряжения от нуля до максимальногоэн.-чения.Однако наличие пульсаций выходного напряжения в виде провалов, возникающих в результате конечной крутизны фронтов прямоугольного напряжения повышенной частоты, а такжекоммутации выходного выпрямителя,приводит к существенному ухудшениюкачества выходного напряжения, снижению энергетических и массогабаритных показателей фильтров, к снижению быстродействия.Наиболее близким к предлагаемому30по технической сущности являетсяпреобраэователь, который содержити Фазорегулирующих узлов, подключенных к цепям управления, и ииверторных ячеек, соединенных по входупараллельно с выходными трансформаторами, вторичные обмотки которыхсоединены последовательно и.через,выпрямитель и 1 С-Фильтр подключены к выходным выводам преобразова Отеля, задающий генератор, выходкоторого соецинен с входами синхронизации всех фазорегулирующих узловуправляющие входы которых объединены и образуют управляющий вход фпреобразователя, усилитель импульсов с выходным трансформатором,вторичная обмотка которого включена через диод между отводом обмоткидросселя указанного 1 С-фильтра и Я 1выходным выводом преобразователя,а цепь управления усилителя соедииена с выходом задающего генератора. Усилитель импульсов соединен систочником питания через регуляторамплитуды с узлом управления 12.В укаэанном преобразователе вмоменты переключения инверторных 12 Ь.2ячеек осуществляется компенсацияпровала выходного напряжения с помощью усилителя мощности с трансформаторным выходом. Качество выход-ного напряжения повышается, снижаются масса и габариты выходногофильтра,Однако указанный преобразоватепь имеет следующие недостатки:регулятор амплитуды с блоком управления усложняет схему преобразователя, снижая тем самым надежность;в преобразователях, питающихся отпромышленной сети, необходимо обеспечивать гальваническую развязкумежду регулятором амплитуды и. блоом управления с помощью согласущих трансформаторов или оптронныхпар, что также приводит к снижениюнадежности; использование импульсного регулятора затруднено из-эабольшого диапазона регулированиянапряжения от нуля до максимального значения, регулятор амплитуды,как правило, выполняется с проходным регулирующим элементом, имеющимнизкий КПД, что снижает КПД преобразователя в целом.Целью изобретения является повышение КПД и надежности преобразователя.Указанная цель достигается тем,что регулируемый многоячейковый преобразователь, содержащий и фазорегулирующих узлов, подключенных кцепям управления, и соединенных повходу параллельно инверторных ячеекс выходными трансформаторами, вторич--ные обмотки которых соединены последовательно и через выпрямитель иЬС-Фильтр подключены к выходным выводам преобразователя, задающий генератор, выход которого соединен свходами синхронизации всех фазорегулирующих узлов, управляющие входыкоторых, объединены и образуют управляющий вход преобразователя, усилитель импульсов с выходным трансформатором, вторичная обмотка которого включена через диод между отводом обмотки дросселя указанногоЬС;фильтра и выходным выводом преобразователя, а цепь управления уси-,лителя соединена с выходом задающего генератора, дополнительно снабжен выпрямителем с фильтром, а выходные трансформаторы всех инверторных ячеек выполнены с дополнительными обмотками, которые включеныные обмотки трансформаторов 7-9закорочены, На выходе преобразователя напряжение отсутствует. Появившееся напряжение 0 с управляюУщего входа 19 поступает на управляющие входы фазорегулирующнх узлов 1-3 с последовательно нарастающими уровнями сравнения, которыепоследовательно (по мере нарастания 1регулируют фазу управляющихнапряжений инверторных ячеек 4-6,реализующих последовательное регулирОвание методом широтно-импульсной модуляции напряжения на первичных.обмотках трансформаторов 7-9.Напряжение вторичных обмоток 1 О 12, соединенных последовательно,суммируется и через выпрямитель 13н фильтр 6 поступает на нагрузку17. Таким образом, напряжение нанагрузке 17 регулируется по методумногозонной импульсной модуляции.В моменты коммутации ключей инверторных ячеек 4-6 и диодов выпрямителя 13 напряжение на его выходеимеет нулевые паузы, которые по времени совпадают с импульсами напряжения задающего генера;ора 18. Вэти моменты включается усилитель25 импульсов с трансформатором 26,В его вторичной обмотке 27 появля-.ется импульсное напряжение, котороечерез диод 28 и часть обмотки дросселя 14 прикладывается к нагрузке17 и компенсирует провал напряжения.Напряжение на нагрузке 17 не имеетхарактерного провала. Амплитуда импульсов усилителя 25 всегда совпадает с величиной напряжения на нагрузке 7, так как усилитель 25 им"пульсов получает питание через выпрямитель с фильтром от дополнительных обмоток трансформаторов 7-9 инверторных ячеек 4-6, соединенных аналогично выходным обмоткам. Величина напряжения питания усили. теля 25 импульсов значительно больше величины напряжения на нагрузке и выбирается в соответствии с ко-. эффициентом трансформации импульсного трансформатора 26 с учетом потерь в импульсном усилителе 25 и .на диоде 28. 3 159 126 4последовательно и через упомянутыевыпрямитель и фильтр подключены квходу усилителя импульсов,На чертеже приведена функциональная схема регулируемого многоячейкового преобразователя.Регулируемый многоячейковый преобразователь содержит и (для примера принято п=З) фазорегулирующихузлов 1-3 с оследоватеЛьно нарастающими уровнями сравнения, п (,п=З)инверторных ячеек 4-6 с выходнымитрансформаторами -9, вторичные обмотки 10-12 которых соединены последовательно и через выпрямитель 13,дроссель 14 и конденсатор 15 Фильтра 16 подключены к нагрузке 7, за -дающий генератор 18, выходом соединенный.с входами синхронизации .Фазорегулирующих Узлов 1-3, Управляющиевходы которых объединены и образуютуправляющий вход 19 преобразователя.Дополнительные обмотки 20-22трансформаторов 7-9 соединены последовательно и .через выпрямитель23 с фильтром 24 подключены к входуусилителя 25 импульсов с выходным. трансформатором 26, вторичная.обмотка 27 которого подключена одним вы-.водом через диод 28 к отводу дросселя 14 фильтра 16, а другим выводом -ЗО. к нагрузке 17.Инверторные ячейки 4-6 могут бытьвыполнены на ключах с односторон.ней проводимостью и с обратными диодами по мостовой или нулевой схеме. 35Фазорегулирующие узлы 1-3 выполнены на компараторах напряжений,синхронизированных задающим генера-.тором 18, который может быть собран на операционном усилителе с 40дальнейшим делением частоты триггерными счетчиками,Усилитель 25 импульсов выполненпо схеме импульсного усилителя мощности с трансформаторным выходом 45или по схеме блокннг-генератора.При отсутствии напряжения П иаМ управляющем входе 19 преобразователя ключи инверторных ячеек 4-6 управляются по закону, исключающему возможность закорачивания источника питания, но при этом первичТаким образом, введение в регулируемый многоячейковый преобразователь дополнительных обмоток и выпрямителя с фильтром позволяет повысить ИЩ .и надежность, а также1159126 Составитель В.МоинТехред Т.Дубинчак Корректор С.Шекмар Редактор Л,Веселовская Тираж 646 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Заказ 3605/54 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 упростить его схему за счет исключения регулятора амплитуды с блокомуправления, сохранив при этом высокое качество выходного напряженнябез увеличения габаритов и массыФильтра,