Преобразователь постоянного напряже-ния b ступенчатое

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 291079 (21) 2832020/24-07с присоединением заявки Нов(51)М3 Н 02 М 7/537Н 02 М 1/12 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий1) Заявитель йбышевский политехнический инстит им. В.В, Куйбышева 4) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИ В СТУПЕНЧАТОЕ мами с ения2 . азовае число женин ном числе нного наа секций существенбариты его надежнической преобразоько источния, соевательно чей, причем из источниммирующего ующим дио- предшестклеммыс нагрузже блок те ием осо аст еобра формы эках ияагруто о 3 Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразованию с помощью управляемых статических ключей постоянного напряженияв ступенчатое, аппроксимирующее заданный закон изменения выходногонапряжения преобразователя, например синусоидальный и может бытьиспользовано в качестве вторичногоисточника питания устройств измерительной техники и автоматики, вэлектроприводе.Известны преобразователи постоянного напряжения в ступенчатое, содержащие несколько преобразовательных ячеек с .выходным трансформатором, выходы которых соединены последовательно между собой 1 .Недостаток данного преобразоваля - значительные габариты ивес, обусловленные использованвыходных трансформаторов, чтобенно проявляется при низкой ч отевыходного напряжения,Известны также преобразователипостоянного напряжения в ступенчатое, содержащие секционированныйисточник постоянного напряжения,диодно-транзисторный переключательотводов секции источника, соединенный своими выходными клем инвертором, и блок управл Недостаток этих преобр;елей - относительно мало ступеней в выходном напря преобразователя при задан секций в источнике постоя пряжения. Увеличение числ нежелательно, так как это но увеличивает массу и га преобразователя, снижает ность. Наиболее близок по тех сущности к предлагаемомуватель, содержащий нескол ников постоянного напряже диненных согласно-последо с помощью суммирующих клю каждая секция, состоящая О ка и соответствующего су ключа, шунтирована суммир дом, прямо включенным для вующих секций, свободные крайних секций соединены кой через инвертор, а так управления ключами ГЗ,Недостатком указанного зователя являются искажен выходного напряжения на н О с индуктивной реакцией, ччивает область использования преобразователя, ухудшает параметрыего потребителей.Цель изобретения - устранениеискажений .выходного ступенчатогонапряжения преобразователя при работе на активно-индуктивную нагрузку,Поставленная цель достигаетсятем, что в преобразователе, содержащем согласно-последовательно соединенных секций, каждая из которыхсодержит первый ключ, соединяющийвходные выводы секций, используемыедля подключения источников питания,с выходными выводами секции, междукоторыми включен суммирующий диод,причем первый вывод первой секциии второй вывод последней секцииобразуют выходные выводы преобразователя, введено М вторых ключей,каждый из которых включен встречнопараллельно указанному диоду.При этом в качестве первого ивторого ключа использованы транзисторы разного типа проводимости,а их базы объединяются,На Фиг, 1 изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого преобразователя, выполненного,например, на транзисторах; на Фиг.2диаграммы включенного состоянияключей преобразователя и напряжения на его нагрузке за половинупериода аппроксимируемой синусоиды,поясняющие работу преобразователя..Преобразователь подключен к источнику 1-3 питания, например, снапряжениями 5 В, 10 В, 20 В соответственно и содержит первые ключи4"б, которые шунтированы обратнымидиодами 7-9. Каждый источник ссоответствующим первым ключом образует секцию, шунтированную однимиэ суммирующих дибдов 10-12 и однимиз вторых ключей 13-15. Ключи 16-19инвертора шунтированы обратнымидиодами 20-23. Нагрузка 24 переменного тока включена на выходе инвертора. Нагрузку постоянного токаможно подключить к клеммам 25 и 26.Блок 27 управления определяеталгоритм включения ключей преобразователя,Диаграммы 28-30 (Фиг. 2) характеризуют замкнутое состояние первыхключей 4-6 соответственно, диаграмма 31 - включенное состояние ключей 16 и 19 инвертора, диаграммы 3234 - включенное состояние вторыхключей 13-15 соответственно, 35аппроксимируемая синусоида и аппроксимирующее ее ступенчатое напряжение на нагрузке 24.Преобразователь работает следующим образом.На интервале 1 включены первыйключ 4, вторые ключи 14 и 15. Напряжение источника 1 через ключ 4, 60 полностью повторяются.В предлагаемом преобразователеустранены искажения ступенчатойФормы его выходного напряжения наиндуктивных нагрузках при любыхзначениях их коэФФициента мощности,диоды 11 и 12 и ключи 16 и 19инвертора прикладывается к нагрузке 24. Рекуперация энергии нагрузкипри этом может осуществляться поцепи: 24, 22, 15, 14, 7, 21, 24на уровне напряжения источника 1,что исключает всплеск напряженияна нагрузке 24, На интервале 11 включены первый ключ 5 и вторые ключи15 и 13. Напряжение источника 2приложено в нагрузке 24 по цепи:2, 5, 12, 16, 19, 10, 2. Рекуперациявозможна при этом по цепи: 24, 22,15, 8, 2, 13, 21, 24, На интервале111 включены первые ключи 4 и 5 ивторой ключ 15. Суммарное напряжение 5 источников 1 и 2 приложено к нагрузке 24 по цепи: 1, 4, 2, 5, 12, 16,24, 19, 1. Рекуперация возможнапо цепи: 24, 22, 15, 8, 2, 7, 1, 21,24. На интервале Н включены первый 20 ключ б и вторые ключи 14 и 13. Кнагрузке 24 приложено напряжениеисточника 3 по цепи; 3, б, 16, 24,19, 10, 11, 3. Рекуперация возможна по цепи; 24, 22, 9, 3, 14, 13, 21,24. На интервале У включают первыеключи 4 и б и второй ключ 14. Суммарное напряжение источников 1 и 3приложено к нагрузке 24 по цепи:1, 4, 11, 3, б, 16, 24, 19, 1, Рекуперация возможна по цепи: 24,22, 9, 3, 14, 7, 1, 21, 24. На интервале М аппроксимации включеныпервые ключи 5 и б и второй ключ 13,К нагрузке приложено суммарноенапряжение источников 2 и 3 поцепи: 2, 5, 3, б, 16, 24, 19, 10, 2,Цепь рекуперации при этом: 24, 22,9, 3, 8, 2, 13, 21, 24 также включает в себя источники 2 и З,чтоисключает всплеск напряжения на на грузке. На интервале ЧИ включеныпервые ключи 4-6, все вторые ключизаперты, К нагрузке 24 приложеносуммарное напряжение источников1-3 по цепи; 1, 4,. 2, 5, 3, б, 16, 4 24, 19, 1, Рекуперация возможнапо цепи: 24, 22, 9, 3, 8, 2, 7, 1,21, 24, На интервалах аппроксимации 1 Х-Х 11 сочетания включенныхключей повторяются аналогично описанным на интервалах 1-711, новобратном порядке, в силу симметрииаппроксимируемой синусоиды.В следующем полупериоде инвертируетгя напряжение, прикладываемоек нагрузке 24 с клемм 26 и 25 уже з 5 через ключи 18 и 17, а управлениеключами 4-6 и 13-15 осуществляютаналогично описанному на участках1-Х 111. В следующий период аппроксимируемого напряжения процессычто расширяет область использования-преобразователя, повышает качествоего выходного напряжения, улучшаетэксплуатационные параметры потребителей; формула изобретения1. Преобразователь постоянного напряжения в ступенчатое, содержащий Й согласно-последовательно соединенных секций, каждая из которых содержит первый ключ, соединяющий входные выводы секций, используемые для подключения источников .питания, с выходными выводами секции, между которыми включен суммирующий диод, причем первый выходной вывод первой секции и второй выходной вывод последней секции образуют выходные выводы преобразователя, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повыщения качества выходного напряженияпри работе на активно-индуктивнуюнагрузку, введено И. вторых ключей,каждый из которых включен встречно параллельно указанному диоду.2. Преобразователь по п. 1,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтопервый и второй ключи каждойсекции выполнены на транзисторахразного типа проводнмости, а базыих объединены. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США Р 3768000,15 кл. 321-27, 1974,2. Авторское свидетельство СССР У 608245, кл. Н 02 И 7/48, 1977. 3. Современные задачи преобразовательной техники. Киев, 1975,20 вып. 4, с. 327.838980 ставитель В, Моихред А. Савка Корректор Г. Решети Редакто маненко Заказ .4469/87 4/5 лиал НПП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ВНИПИ Гос по делам 113035, Москва, 730арственного коми зобретений и отк -35, Раушская на дписное та СССР тий