Статический преобразователь со ступенчатым выходным напряжением

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51)М. Кл. Н 02 М 7/537 Н 02 М 1/12 Государственный комитет по делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения А. В, Саксонов Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева(54) СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СО СТУПЕНЧАТЫМ ВЫХОДНЫМ НАПРЯЖЕНИЕМИзобретение относится к преобразовательнойтехнике и может использоваться в системах вторичного электропитания и электроприводадля преобразования постоянного напряженияв переменное со ступенчатой формой,.аппроксимирующей, например синусоиду.Известны преобразователи со ступенчатымквазисинусоидальным напряжением, содержащиенесколько преобразовательных ячеек, соединен.ных по выходу последовательно, а по входупараллельно, в которых управление ключамиячеек производится по внешнему сигналу заданной формы, т,е. по жесткой программе 111,Недостаток такой системы управления сос.тоит в ее неспособности перестраиваться приизменении величины входного напряженияпреобразователя или при отказе одной илинескольких ячеек,Известна система управления преобразователем, в которую входит источник эталонногонапряжения заданной формы и несколькопредварительных усилителей, причем вход первого усилителя соединен с указанным источ.ником непосредственно, а вход каждого из остальных усилителей - через последовательносоединенные обмотки трансформаторов, связанных с выходами всех предыдущих ячеек,которые могут быть выполнены либо по схемесо средней точкой, либо по полумостовойсхеме (21, 31.Однако наличие в этой схеме значительногоколичества согласующих трансформаторов между предварительными усилителями и силовымиключами ячеек увеличивает массу и габариты 10устройства.Цель изобретения - уменьшение массы игабаритов.Эта цель достигается тем, что в преобразова.теле со ступенчатым выходным напряжением 15заданной формы, содержащем ряд преобразовательных ячеек, выходы которых соединенымежду собой последовательно, а входы параллельно, источник эталонного напряжения указанной заданной формы и ряд предварительныхусилителей, выходы которых связаны с цепямиуправления соответствующих преобразовательных ячеек, причем вход первого предварительного усилителя соединен с иСточником непо758444 5 10 15 20 25 ЗО Э 5 40 4550 55 средственно, а вход каждого из остальныхпредварительных усилителей соединен с источником через последовательно соединенные обмотки обратной связи трансформаторов всехпредыдущих ячеек, преобразовательные ячейкивыполнены мостовыми на управляемых клю.чах, шунтированных возвратными диодами,управляюшие цепи всех ключей, подсоединенных к одному входному выводу преобразователя, соединены с выходами первого предварительного усилителя, выполненного с выходным трансформатором, а управляющие цепи ключей, подсоединенных к другому входному выводу преобразователя, соединены с выходом соответствующего (второго и последующих) пред. варительного усилителя, выполненного с бестрансформаторным выходом.На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого преобразователя (на примере двух ячеек); на фиг, 2 - диаграммы напряжений в преобразователе.Преобразователь содержит источник 1 эталонного синусоидального напряжения, первый предварительный усилитель. ограничитель 2 с выходным трансформатором 3, бестрансформаторные предварительные усилители-ограничители 4 и 5 с дифференциальными выходами, мостовыс преобразовательные ячейки 6 и 7 на транзисторах 8 - 1.1, 12 - 15 с измерительным 16 и выходным 17 трансформаторами, нагруз. ку 18, разделительные диоды 19 и 20. Блоки 1, 2 и 4 могут быть выполнены по любым извсстным схемам. Питание блоков 1, 2, 4, 5; 6 и 7 может быть осуществлено от обшего источника питания или по другим известным схемам.На фиг. 2 приняты следующие обозначения: 21 и 22 внапряжения на входах предваритель. ных усилителей-ограничителей 5 и 4 соответ. ствснно; 23 и 24 - выходные напряжения ячеек 6 и 7; 25 - выходное ступенчатое напряжение преобразователя и эталонное синусоидальнос напряжение источника 1.Прсобразова гель работает следующим обра.зом.Синусоидальныйэталонный сигнал источни. ка 1 поступает на вход предварительного уси. лителя-ограничителя 2, который усиливает и .ограничивает его, преобразуя в прямоугольное напряжение на обмотках трансформатора 3 с частотой эталонного сигнала, уиравляющее в противофазе транзисторами 8 и 10, 12 . и 14 преобразовательных ячеек 6, 7 и обеспе. . чивающее запирание транзисторов 11, 15 и 9, 13 в соответствующие полупериоды через диоды 19 и 20.Пусть в рассматриваемый полупериод от. перты транзисторы 8 и 12; при этом транзис. 4торы 11 и 15 заперты через диод 19. На вхо.де усилителя-ограничителя 4 разность напряжений эталонного сигнала и напряжения с об моток обратной связи трансформатора 3 образует напряжение 21, положительная полярностькоторого преобразуется в импульсы, управляю.шие в рассматриваемый полупериод транзис.тором 8. На выходе ячейки 6 формируетсянапряжение 24. На входе предварительногоусилителя. ограничителя 5 эталонное напряжение,напряжение обмоток обратной связи трансформатора 3 и измерительного трансформатора16 образуют напряжение 21, положительнаяполярность которого преобразуется в импульсы, управляющие транзистором 13 ячейки 7,обеспечивая формирование на выходной оймотке трансформатора 17 напряжения 23. Сумманапряжений 23 и 24 с выхода ячеек 6 и 7образует напряжение 25, ступенчато аппроксимируюшее эталонный сигнал. Во время паузыв выходном напряжении какой. либо ячейкивыход данной ячейки замкнут накоротко от.пертым верхним транзистором и одним из возвратных диодов, что исключает передачу мощности в цепь источника питания данной ячейки, В следующий полупериод изменяется полярность эталонного сигнала, что вызываетизменение полярности напряжений на обмоткахтрансформатора 3, 16 и 17 и формирование второй полуволны выходного напряженияаналогично описанному выше с участием транзисторов 10 и 11, 14 и 15 второго плеча яче-.ек 6 и 7. Транзисторы другого плеча приэтом заперты. Формула изобретения Статический преобразователь со с".упенчатым выходным напряжением заданной формы, содержаций ряд преобразовательных ячеек, выходы которых соединены между собой последовательно, а входы параллельно, источник эталонного напряжения указанной заданной формы и ряд предварительных усилителей, выходы которых связаны с цепями управления соответствующих преобразовательных ячеек, причем вход первого предварительного усилителя соединен с источником непосредственно, а вход каждого из остальных предварительных усилителей соединен с источником через последовательно соедйенные обмотки обратной связи трансформаторов всех предьщуших ячеек, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов, преобразовательные ячейки выполненй мостовыми на управляемых ключах, шунтированных возвратными диодами, управляющие цепи всех ключей5подсоединенных к одному из входных выводов преобразователя, соединены с выходами первого предварительного усилителя, выпол. ненного с выходным трансформатором, а управляющие цепи ключей, подсоединенных к другому входному выводу прсобразова. теля, соединены с выходом соответствующего (второго и последующих) предварительного усилителя, выполненного с бестрансформатор. ным выходом 7584444Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США Иф 3768000, кл. 321 - 27,опублик. 1973.52, Авторское свидетельство СССР Иф 505104, кл. Н 02 М 7/48, 1971. 3. Авторское свидетельство. СССР Иф 505103,10 кл. Н 02 М 7/48, 1971758444 гг гг т( Фиг.8 Составитель В. МонкТехред Ж, Кастелевич Корректор А, Гриценко Редактор Т. Иванова Тираж 783 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раутнская наб., д. 4/5