Преобразователь постоянного напряжения в переменное квазисинусоидальное напряжение

союз соВетскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУбЛИК 51 у Н 02 М 7,;г;39 ГОСУДА ПО ИЗО ПРИ ГКН ТВЕННЫИ КОМИТЕТЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМСССР ОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ленинградский электротехнический институт связи им. проф. М,А,Бонч-Бруевича (72) В,В.Васюков и К,К.Никитин(56) Авторское свидетельство СССР М 1134999, кл. Н 02 М 7/537, 1985,Авторское свидетельство СССР М 1464274, кл. Н 02 М 7/537, 1987.(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ КВАЗИСИНУСОИДАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода. Цель изобретения - повышение качества выходного напряжения путем уменьшения коэффициента гармоник. Преобразователь содержит основной инвертор 501 б 83158 1, в цепь питания которого последовательно включены вторичные обмотки 39, 42 и 44 выходных трансформаторов 11, 12, 13 первого, второго и третьего дополнительных инверторов 2, 3, 4 соответс 1 венно. В цепь питания дополнительного инвертора 4 включены последовательно вторичные обмотки 40 и 43 выходных трансформаторов 11 и 12, а в цепь питания дополнительного инвертора 3 - вторичная обмотка 41 выходного трансформатора 11, Транзисторы 5-6, 7-8, 9-10 дополнительных инверторов 2-4 управляются импульсами соответственно с частотой в 8, 4 и 2 раза более высокой, чем частота выходного напряжения, и воспроизводящими соответствующие функции Уолша.На выходе преобразователя формируется Б восьмиступенчатое напряжение с коэффициентом гармоник 60 при соответствующем выборе коэффициентов трансформации обмоток 39 - 45, 1 з.п, ф-лы, 3 ил.Ф ,Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системахвторичного электропитания и электропривода,Цель изобретения - повышение качества выходного напряжения путем уменьшения коэффициента гармоник.На фиг,1 представлена принципиальная схема преобразователя для случая, когда число дополнительных инверторов Й = 3;на фиг.2 - пример выполнения принципиальной схемы блока управления и генератора тактовых импульсов; на фиг.Здиаграммы напряжений, поясняющие рабогу преобразователя,Преобразователь содержит основнойинвертор 1 и Й дополнительных инверторов2 - 4(в предлагаемом примере Й = 3), каждыйиз которых выполнен на транзисторах 5 и 6,7 и 8, 9 и 10 соответственно и содержитВыходной трансформатор 11-13, соответственно,Двухтактный инвертор 1 выполнен, например, на выходном трансформаторе с отЬодом от средней точки 14 и на двух силовыхтранзисторах 15 и 16.Блок 17 управления состоит из генератора 18 тактовых импульсов, триггерногосчетчика 19 с модулем счета, равным 2, гдеК - число инверторов, и дешифратора 20 счислом выходов, равным 2,кГенератор 18 тактовых импульсов(фиг.2) выполнен по схеме релаксационногогенератора на однопереходном транзисторе 21, к эмиттеру которого подключены резистор 22 и конденсатор 23, к первой базеПодключен резистор 24 смещения, а к второйпоследовательно соединенные резисторы 25 и 26, представляющие собойДелитель напряжения. Триггерный счетчик19 выполнен на 3 К-триггерах 27 - 31 по схее последовательного счетчика тактовыхмпульсов, поступающих на счетный тригер 27 с генератора 18 через логическуюсхему НЕ 32. С триггерного счетчика 19 число считанных тактовых импульсов в двоичНом коде (а нашем примере - в пятиразрядах) поступает в дешифратор 20, предСтавляющий собой преобразователь двоичНого кода числа тактовых импульсов а кодуправляющих напряжений транзисторныхключей 5 - 10 и 15 и 16. Дешифратор 20 впредлагаемом примере выполнен на логических схемах НЕ 33 - 35 и О-триггерах 3638. Вторичные обмотки 39 - 45 выходныхтрансформаторов включены последовательно в цепи питания инверторов 2 - 4.На фиг,З показаны: О 1 - выходное напряжение преобразователя; О 2-04 - выходные напряжения дополнительных инверторов 2 - 4 соответственно; О 5-О 10 - управляющие напряжения, поступающие на базы транзисторов 5-10 дополнительных инверторов 2 - 4 с выходов дешифратора 20;5 015 и 016 - управляющие напряжения силовых транзисторов 15 и 16, поступающие с выходов триггера 31 триггерного счетчика 19.Преобразователь работает следующим 10 образом.Дополнительные инверторы 2 - 4 и силовые транзисторы 15 и 16 управляются напряжениями, поступающими с выходов дешифратора 20 в заданной последователь ности по мере счета в триггерном счетчике19 тактовых импульсов, сформированных генератором 18, Частота тактовых импульсов генератора 18 определяет период выходного напряжения предлагаемого 20 устройства, который разделен на 2 равныхпромежутков времени триггерным счетчиком 19.На управляющие входы инверторов 2-4подаются напряжения О 5, Ов, О 7, Ов и О 9, 25 010, описываемые функциями Уолша + Юа(16 Л), +Ха (8 Л) и +РУа (4 л) соответственно,На выходах инверторов 2 - 4 формируют 30 ся одно-, двух- и четырехступенчатые перемен н ые напряжения О 2, Оз, О 4 (фиг. 3)соответственно.Выходное напряжение преобразователя, сф.чмаемое с обмотки 45, имеет восьми 35 ступенчатую форму и описываетсявыражением29О 45 = Е У Ю а( , т )=1,5,9,где У 1= Й 45;У 5 = Й 45 Й 44;У 9 = Й 45 Й 42;У 13 = Й 45 Й 44 Й 43;У 17 = Й 45 Й 39У 21 = Й 45 Й 44 Й 40У 25 = Й 45 Й 42 Й 41У 29 = Й 45 Й 44 Й 43 Й 41Коэффициенты У однозначно определяют соотношения между амплитудами ступеней выходного напряженияпреобразователя, т.е, степень приближениявыходного сигнала к синусоидальному, чтообеспечивается выбором соответствующихкоэффициентов трансформации Йз 9, Й 40,41 Й 42 Й 4 з Й 44 Й 45 обмоток 39 45 соотаетственно.Анализ показывает, что при выборе коэффициентов1У =.Гзитра(1, т) Ф01683158 5 б ч 3 Ц 0 щ Шаг т.е У 1=0,637; УБ= -0,264: У 9 -0,052:. У 1 з" - 0,127,выражение для 04 в является частичной суммой ряда Уолша. При этом число ступеней выходного сигнала преобра-зователя на четверти периода равно 8, ко эффициент гармоник принимает минимальное значение, равное примерно 6, а номер первой присутствующей в спектре высшей гармоники равен 31.Формула изобретения 10 1. Преобразователь постоянного напряжения в переменное квазисинусоидальное напряжение, содержащий основной инвертор, выходная цепь которого соединена с выходными выводами преобразователя, и й 15 дополнительных инверторов с выходными трансформаторами, вторичные обмотки которых включены последовательно в цепь питания основного инвертора, а цепь питания первого дополнительного инвертора со единена непосредственно с входными выводами преобразователя, и блок управления, отл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения путем уменьшения коэффициента гар моник, выходные трансформаторы дополнительных инверторов выполнены с й-М+1 вторичными обмотками, где М, ., й - номердополнительного инвертора, каждый М-й дополнительный инвертор, кроме первого, по цепи питания подключен к входным выводам преобразователя через последовательно с "единенные вторичные обмотки выход- лх трансформаторов дополнительных инь;:торов с номерами от 1 до М - 1, а блок упр аления выполнен обеспечивающим формирование управляющих напряжений типа функций Уолша с номерами 1,4,82 . 2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что блок уп равления содержит И+2 соединенных последовательно счетных триггеров, й логических схем НЕ, М, О-триггеров и генератор тактовых импульсов, при атом С-входы от первого до й-го счетных триггеров подключены соответственно к входам от первой до Й-й логических схем НЕ, выходы которых подключены соответственно к С-входам от первого до М-го О-триггеров, О-входы которых соединены соответственно с С-входами от третьего до (И+2-го счетных триггеров, причем С-вход первого счетного триггера соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выходы (И+2)-го счетного триггера и всех О-триггеров соединены с выходными выводами блока управления,изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 каз 3421 Тираж ВНИИПИ Государственного комитет 113035, Москва, Подписноео изобретениям и открытиям п ри ГК5, Раушская наб., 4/5