Цифровое устройство для управления инвертором напряжения с промежуточным высокочастотным преобразованием

(51)5 Н 02 М 7/48 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВ"ЮРСИОМУ СВЯДЕГЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТОО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНЯТИЯМПРИ ПЮТ ССОф 1(56) Авторское свидетельство СССР В 945947, кл. Н 02 М 7/48, 1980. (54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИНВЕРТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ С ПРОМЕЖУТОЧНЫМ ВЫСОКОЧАСТОТНЫМ ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ(57) Изобретение относится к электро,технике и предназначено для управления инвертором напряжения, использующим метод биений для формирования выходного напряжения. Цель изобЯО.1557 53 А 2 2ретения - повышение надежности работы,КПД и уменьшение массы и габаритов инвертора. Высокочастотные инвер" торы напряжения 1 9, 20 обеспечивают питание нагрузки 23 через управляемый выпрямитель 21 и фильтр 22, Каждый инвертор имеет датчики 24 и, 25 состояния петли гистерезиса. При насьицении сердечника одного из силовых трансформаторов увеличивается сигнал на обмотках датчиков 24, 25, появляется сигнал на входе формирователей прямоугольных импульсов 26"29, которые формируют сигналы сброса делителей частоты 2, 3, что приводит к уменьшению длительности полупериода насыщения силового трансформатора.2 ил.Изобретение относится к электро, технике и предназначается для управления инвертором напряжения, использующим метод биений для Формирова 5 ния выходного напряжения.Цель изобретения - повышение надежности работы, КТЩ и уменьшение массы и габаритов и инвертора.На Фиг. 1 приведена принципиальная схема инвертора на биениях с цифровым устройством для управления, на Фиг. 2 - временные диаграммы работы отдельных узлов циФровой системы для управления инвертором напряжения.Цифровое устройство для управления состоит из кварцевого генератора 1, неуправляемого делителя 2 частоты, управляемого делителя 3 частоты, элементов И 4 и 5, счетчика 6 импульсов управляемого канала деления, триггера 7, неуправляемого делителя 8 частоты, двух циФровых генераторов 9 и 10 синусоидальной функции, дешифратора 11, датчика 12 амплитуды выходного напря жения инвертора, элемента И 13, сумматора 14 и блокинг-генератора 15 с управляемой длительностью. Кроме того,на фиг. 1 показаны Формирователи 16 и 17 управляющих импульсов двух высокочастотных инверторов, Формирователь 18 управляющих импульсов реверсивного выпрямителя, высокочастотные инверторы 1 9 и 20 напряжения, реверсивный выпрямитель 21, выходной фильтр 22, нагрузка 23, датчики 24 и3525 состояния петли гистерезиса, Формирователи 26-29 прямоугольных импульсов, элемент ИЛИ 30 и триггер 31 управления трехвходовых элементов И.На Фиг. 2 показаны: а - импульсызадающего генератора; б - импульсынеуправляемого делителя частоты, вимпульсы управляемого делителя частоты, г - импульсы счетчика периодоввыходного напряжения управляемого канала деления, д, е - импульсы неуправляемого делителя частоты по выходам Я и Ч соответственно, ж,з - формавыходного напряжения циФровых генераторов синусоидальной функции, и - выходное напряжение датчика амплитуды,к - выходное напряжение сумматорал - импульсы выходного напряженияуправляемого блокинг-генератора, м - импульсы схемы И 13, н - выходные импульсы сброса дешифратора на управляемый делитель частоты от Формирователей 26 и 27 прямоугольных импульсов, р - импульсы сброса на управляемый делитель частоты от формирователей 28 и 29 прямоугольных импульсов, с - выходные импульсы триггера 31 управления, т - выходное напряжение неуправляемого высокочастотного инвертора, у - выходное напряжение управляемого высокочастотного инвертора, ф - форма выходного напряжения инвертора на биениях.ЦиФровое устройство управления работает следующим образом.Импульсы от задающего генератора 1 (Фиг,2 а) поступают в два канала деления частоты, причем один из каналов работает с постоянным коэффициентом деления, а другой - с переменным. Импульсы с выхода делителей частоты 2 и 3 (Фиг.2 б,в) поступают на Формирователи 16 и 17 импульсов, выходы которых подключены на силовые ключи соответствующих высокочастотных инверторов, Кроме того, импульсы с управляемого делителя частоты поступают на вход счетчика импульсов 6 и на вход другого неуправляемого делителя 8 частоты, выходные импульсы которого (фиг,2 д,е) являются задающими импульсами для цифровых генераторов 9 и 10, работающих соответственно со сдвигом фазы, определяемым коэффициентом деления этого делителя. Выходное напряжение этих генераторов (Фиг.2 ж,з) суммируется с соответствующими знаками в сумматоре 14 с напряжением датчика 12 амплитуды (фиг.2 и), а выходное напряжение сумматора (фиг,2 к) поступает на управляющий вход блокииг-.генератора 1 5, определяя длительность выходного импульса в момент запуска его положительным перепадом импульсовделителя 8 (фиг,2 л)Импульс блокинг-генератора 15 через элемент И 13 пропускает на дешиФратор 11 определенное количество импульсов задающего генератора 1 (фиг .2 н), по числу которых дешифратор вырабатывает код переключения коэффициента деления управляемого делителя 3 (Фиг.2 н), что определяет рост разности фаз выходных напряжений делителей частоты 2 и 3 (фиг2 б,в). По выходным импульсам делителей 2 и 3 Формирователи 16 и 17 импульсов формируют сигналы управления силовыми ключами высокочастотных инверторов 19 и 20, имеющие прямоугольную формуЦифровое устройство для управления инвертором напряжения с промежуточным высокочастотным преобразованием по авт.св .У 945947, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, КПД и уменьшения массы и габаритов инвертора, оно снабжено двумя датчиками насыщения сердечников трансформаторов высокочастотных инверторов, каждый из которых имеет два противофазных выхода, четырьмя формирователями прямоугольных импульсов, элементом ИЛИ и вторым триггером, первый неуправляемый делитель частоты и управляемый делитель частоты снабжены входами сброса, второй и третий элементы И снабжены третьими .входами, причем выходы первого датчика насыщения подключены через первый и второй Формирователи 50 5, 15576 выходного напряжения (фиг,2 т,у). Управление реверсивным выпрямителем 21 осуществляется через формирователь 18 от триггера. 7 полупериодов (Фиг.2 о)управляемый счетчиком 6 импульсов (Фиг .2 г), Выходное напряжение реверсивного выпрямителя (Фиг.2 ф) через фильтр 22 подается в нагрузку .23,, Таким образом, цифровое устройство работает, когда нет насыщения в одном магнитопроводе силового трансформатора. При этом намагничивающая сила в первичных обмотках недостаточна для перемагничивания сердечника датчика по полной петле гистерезиса, и сигнал с его обмоток отсутствует.С началом насыщения одного из силовых трансформаторов величина тока в первичных обмотках начинает возрас тать, что приводит к перемагничиванию магнитопровода датчика по полной петле гистерезиса и возрастанщо величины сигнала с обмоток датчиков 24 и 25 (фиг,1), появлению сигнала на 25 входе Формирователей 26-29 прямоугольных импульсов, которые Формируют сигналы сброса делителей 2 и 3 частоты, что приводит к уменьшению длительности полупериода насыщения силового трансФорматора. Так как значение следующего за ним полупериода остается без изменения, сердечник трансформатора выходит из режима насыщения и начинает перемагничиваться в противо 35 положную сторону.Так, например, в момент времени(Фиг,2) сработал датчик 24, по выходному импульсу которого формирователь 26 сФормировал импульс сбро са (фиг.2 п) на неуправляемый делитель 2 частоты, При этом полупериод насыщения (фиг .2 б) уменьшается, что уменьшает широтно-модулированные импульсы выходного напряжения (Фиг.2 ф), Значение следующего за ним полупериода остается без изменения (фиг.2 б), что выводит сердечник из состояния насыщения. Уменьшение выходного напряжения инвертора Фиксируют датчик 12 амплитуды (Фиг,2 и), что приводит к повышению выходного напряжения сумматора 14 (фиг.2 к), увеличению ширины импульса блокинг-генератора 15 (Фиг.2 л) и увеличению количества импульсов задающего генератора 1, проходящих через схему И 13 (фиг.2 м).Это приводит к дополнительному изменению коэффициента деления управ 53 6ляемого делителя и, как следствие,к увеличению амплитуды выходного напряжения. Аналогичным образом схемаработает и по каналу управляемогоделителя частоты, когда задействованы датчик 25 состояния петли гистерезиса и формирователя 28 и 29. Сцелью предотвращения работы силового трансформатора по частному циклуи обеспечения максимального значения полупериода, следующего за полупериодом насыщения (фиг.2 в), выходные импульсы формирователей 28 и 29 через схему ИЛИ 30 поступают на первый вход триггера 31 управления (фиг,2 р) и переводят его в такое состояние, что он своим выходным напряжением (фиг.2 с) запрещает прохождение импульсов сброса через схемы И 4 и 5 на время полупериода, следующего за полупериодом пересыщения.Использование двух датчиков состояния петли гистерезиса с соответствующими добавлениями в схему обеспечивает надежную работу инвертора с промежуточным высокочастотйым преобразованием, уменьшение массогабаритных показателей и повышение его КПД за счет контроля состояния петли гистерезиса трансформаторов высокочастотных инверторов и отсутствия режима глубокого насыщения, а также поддержания выходного напряжения в заданных пределах, что существенно для установок гарантированного питания. Формула изобретения1557653 ход. которого подключен к первомувходу второго триггера, второй входвторого триггера подключен к выходууправляемого делителя частоты, а выход - к третьим входам второго итретьего элементов И. прямоугольных импульсов к входамсброса первого неуправляемого делителя частоты, выходы второго датчиканасыщения подключены через третий ичетвертый формирователи прямоугольныхимпульсов к входам элемента ИЛИ, выРедактор Л. Пчолинская Заказ 722 Тираж 497 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент , г.ужгород, ул. Гагарина,1Г 101 8 е Ю И Составитель В, Бунаков Техред Л.Олийнык Корректор М.Самборская