Преобразователь постоянного напряжения в переменное напряжение многоступенчатой формы

(56) Авторское свидетельство СССР В 1134999, кл. Н 02 М 7/537, 1983,Проблемы преобразовательной техники. - Киев.: Изд-во АН УССР, 1979, ч,11, с. 41.(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ ФОРМЫ(57) Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано в системах вторичного электропитания и электропривода для преобразования постоянного напряжения в переменное многоступенчатой формы. Цель - упрощение путем уменьшения числа ключей при заданном числе ступеней выходного напряжения. Преобразователь под 0 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ключен к источнику постоянного напряжения 1 и содержит основной 2 и дополнительный 3 ннверторы, выходной основной 4 и дополнительный 8 трансформаторы. Нарастающая полуволна формируется в два такта В первом такте демодулируется сумма напряжений на секции 5 и обмотке 9. При этом в четные полупериоды нагрузка подключена через ключи 13 и 15, а в нечетные - через ключи 14 и 16 к высокочастотному напряжению. Фаза высокочастотных напряжений такая, что вначале напряжения вычитаются, а затем суммируются. В дополнительном инверторе 3 осуществляется амплитудно-импульсная модуляция, и он фор- Е мирует одноступенчатое напряжение, При формировании многофазного напря-: жения с регулируемой фазой инвертор С 2 и трансформатор 4 являются общими для всех фаз. 1 э,п. ф-лы, 3 ил.25650 5 10 15 20 25 30 45 50 55 13Изобретение относится к электротехнике н может быть использовано в системах вторичного электропитанияи электропривода для преобразованияпостоянного напряжения в переменноемногоступенчатой формы.Цель изобретения - упрощение путем уменьшения числа. ключей при заданном числе ступеней выходного напряжения,На фиг.1 показана принципиальнаясхема преобразователя; на фиг.2временные диаграммы, поясняющие алгоритмы переключения ключей и Формирования выходного шестиступенчатогонапряжения; на фиг,З - схема выполнения пары ключей переменного тока.Преобразователь (фиг,1) подключенк источнику постоянного напряжения 1и содержит основной 2 и дополнительный 3 инверторы, выходной основнойтрансформатор 4 с секциями вторичнойобмотки 5-7, выходной дополнительныйтрансформатор 8 с секциями вторичной обмотки 9 и 10, пары 11 и 12ключей переменного тока 13-16, Точки соединения пар подключены к нагрузке 17,На фиг.2 обозначены: О,О - напряжения на первичной стороне трансформаторов 4 и 8 соответственно;О О " напряжения управления поступающие на пары ключей 11 и 12 соответственно; О - ступенчатое выходное напряжение на нагрузке 17; О,О - напряжения первой, второйи т,д. ступенек выходного напряженияна нагрузке; , "2", "3" полулериоды высокочастотного напряжения,Пара ключей переменного тока(фиг.З) выполнена на транзисторах18-21, диодах 22-25,резисторе 26,Преобразователь работает следующим образом,Нарастающая полуволна, напримерположительного напряжения, формируется в два такта. В первом такте демодулируется сумма напряжений на секции5 и обмотке 9 (секции 7, обмотке О),При этом в нечетные голупериоды ("1","3") нагрузка подключена черезключи 13 и 15, а в четные ("2","4" )ключами 14 и 16 к высокочастотномунапряжению, Амплитуда импульсов регулируемого инвертора в начале уменьшается. до нуля по заданному закону,а потом возрастает до прежнего ( илидругого ) уровня . Фаз а высокоча стотиых напряжений инверторов така., что в начале их напряжения вычитаются, а затем суммируются. Во втором такте аналогично демодулируется сумма напряжений на секциях 5 и 6 и обмотке 10 (секциях 6 и 7 и обмотке 9) посредством ключей 14, 15 и 13, 16,На Фиг.2 показаны диаграммы работы основных устройств при формировании шестиступенчатого напряжения. Соотношение амплитуд напряжений на секциях 5-7 и обмотках 9 и 10 равны 2:3:2:1:1. При этом в дополнительном инверторе осуществляется амплитудно- импульсная модуляция и он формирует одноступенчатое напряжение. При формировании первой ступеньки выходного напряжения (О ) высокочастотное напряжение дополнительного инвертора О вычитается из напряжения крайних секций, при формировании второй ступеньки (О ) напряжение дополнительного инвертора равно нулю, а при формировании третьей ступеньки (О) напряжения основного и дополнительного инверторов суммируются.Формирование четвертой, пятой и шестой ступенек происходит аналогично, При этом нагрузка 17 поочередно подключается к секциям 5 и 6 и обмот"ке 10 (секциям 6 и 7, обмотке 9),Так как секции трансформатора 4 ивторичные обмотки трансформатора 8 в этом случае включаются встречно,то напряжения на первичных обмотках трансформаторов (О,О) при Формироваиии четвертой ступеньки находятся в фазе, а шестой - в противофазе, Смена полярности выходного напряжения осуществляется изменением фазы управляющих напряжений О и О( фиг.З ) работает следующим образом,При подаче на вход С управляющего импульса, в зависимости от его полярности, откроются транзисторы 18и 20 или 19 и 21, После смены полярности управляющего напряжения закрытые транзисторы откроются послерассасывания избыточных носителейиз области базы открытого транзистора, что и исключает сквозные токи припереключении,При формировании многофаэногонапряжения с регулируемой фазой инвертор 2 и трансформатор 4 ( фиг,1)Л 3256 являются общими для всех фаэ. Кроме того, каждая фаза содержит свою вторичную обмотку, ключи переменного тока и дополнительный ннвертор,5формула изобретения1, Преобразователь постоянного напряжения в переменное напряжение многоступенчатой формы, содержащий основной и дополнительный инверторы с выходными трансформаторами, вторичные обмотки которых разделены на секции и через ключи переменного тока ,связаны с выходными выводами преобразователями, причем секции вторичной обмотки выходного трансформатора основного инвертора образованы посредством И пар промежуточных отводов, симметрич О но расположенных относительно середины обмотки, о т л и.ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения путем уменьшения числа ключей переменного тока при заданном числе ступеней вы ходкого напряжения, вторичная обмотка выходного трансформатора дополнительного инвертора выполнена в виде ьо4М пар независимых секций с равным числом Битков в секциях каждой пары, крайние выводы вторичной обмотки выходного трансформатора основного инвертора через первую пару ключей переменного тока соединены с первым выходным выводом преобразователя, а каждый промежуточный отвод вторичной обмотки выходного трансформатора основного инвертора через последовательно соединенные соответствующую секцию вторичной обмотки выходного трансформатора дополнительного инвертора.и второй ключ переменного тока соединен с вторым выходным выво" дом преобразователя. 2, Преобразователь по п,1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что каждый ключ переменного тока выполнен в виде встречно-паралелльно соединенных двух цепочек, каждая из которых состоит иэ последовательно соединенных диода и транзистора, причем транзисторы имеют разный тип проводимости и подключены эмиттерами к выходному выводу преобразователя.1325650 Составитель В,Моин Техред Л.Сердюкова Коррект оль ер едак каэ 3122/5 ИИПИ 3035, М нно-полиграфическое предприятие, г.ужго