Преобразователь постоянного напряжения в переменное напряжение заданной формы

СОЮЗ СОВЕ ГСКИХ сОциАлистически 690146 РЕСПУБПИК 9)(я)5 Н 02 М ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕТЕЛЬСТ АВТОРСКО титу ерге ридОГО РЯхниемах при- качефиг. 1) содержит мос йки (ИЯ) 1 - 3, выпал ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Самарский политехнический инсим, В.В.Куйбышева и Московский энтический институт(56) Авторское свидетельство СССРМ 1193760, кл. Н 02 М 7/5395, 1985,Авторское свидетельство СССРМ 1453564, кл. Н 02 М 7/5395, 1987.(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯНННАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ НАЖЕНИЕ ЗАДАННОЙ ФОРМЫ(57) Изобретение относится к электротеке и может быть использовано в систвторичного электропитания и электровода. Цель изобретения - повышение Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода.Цель изобретения - повышение качества выходного напряжения.На фиг, 1 показана силовая часть преобразователя с тремя каналами преобразования (в = 3); на фиг. 2 - схема блока управления этого преобразователя; на фиг. 3 и 4 - диаграммы, поясняющие процесс формирования выходного напряжения соответственно для случаев, когда опорное напряжение имеет пилообразную и треугольную формы.Преобразователь(товые инверторные яче ства выходного напряжения. Преобразователь содержит мостовые инверторные ячейки 1 - 3 и подключенные к их выходу через выходные трансформаторы 12 - 14 мостовые демодуляторы 15 - 17, Суммирование и фильтрация выходных напряжений мостовых демодуляторов обеспечиваются суммирующим трехфазным трансформатором 22. Коммутация ключей мостовых инверторных ячеек 1-3 производится на повышенной частоте с широтной модуляцией, При этом мостовые инверторные ячейки 1-3 управляются сигналами, взаимно сдвинутыми на некоторую часть периода. Ключи 18 - 21 мостовых демодуляторов 15 - 17 коммутируются сигналами, модулируемыми выходной частотой. На выходе преобразователя формируется гп-ступенчатое напряжение с частичной широтно-импульсной модуляцией, 4 ил. ненные, например, на транзисторах /) 4 - 7 и обратных диодах 8-11, с выходными трансформаторами 12 - 14, Мостовые демодуляторы (ДМ) 15 - 17 выполнены.на ключах переменного тока 18-21 и подключены силовыми входами к вторичным обмоткам соответствующих трансформаторов 12-14. Тоехфазный суммирующий трансформатор 22 реализует задачу параллельного соединения выходов демодулятора и выполняет функцию выходного фильтра. Выход трансформатора 22 является выходом преобразователя.Блок управления (фиг. 2) содержит последовательно связанные между собой задающий генератор 23 и трехканальный (с тремя фазами на выходе) распределитель91 к 4 = Р 1Е + Р 1 ГЬгкэ =9 к 4 импульсов (РИ) 24 с парафазными выходами; прямыми р 1, р 2, рз и инверсными р 1, р 2, рз, Прямые выходы РИ подключены к одним из входов первых логических узлов управления инверторными ячейками (ЛУИ), соответственно 25 - 27, и входам вторых логических узлов управления демодуляторами (ЛУД), соответственно 28 - 30, и к информационным входам компараторов, соответственно 31-33 через генераторы пилообразных напряжений, соответственно 34 - 36, управляющие входы компараторов объединены и связаны с выводом для подключения источника эталонного напряжения через выпрямитель 37, Выходы компараторов 31 - 33 подключены к вторым входам соответственно ЛУИ 25, ЛУИ 26 ЛУИ 27, Инверсные выходы РИ подключены к третьим входам соответственно ЛУИ и ЛУД, Внутренняя структура логических узлов ЛУИ и ЛУД может быть различной, Конкретный вариант их схемотехнической реализации зависит от типа и номенклатуры используемых логических элементов. Так, например, логический узел управления инверторной ячейкой содержит по два логических элемента И 38, 39 и НЕ 40, 41 и один логический элемент ИЛИ 42, а логический узел управления демодулятором - два элемента И 43, 44 и по одному ИЛИ 45 и НЕ 46. В блок управления преобразователя входит формирователь импульсов выходной частоты 47, непосредственно соединенный по входу с выводом источника эталонного напряжения, а по прямому и инверсному выходам Е и Е - соответственно с вторыми и четвертыми входами ЛУД. Выходы ЛУИ и ЛУД связаны с управляющими входами соответствующих ключей ИЯ и ДМ(фиг, 1).Преобразователь работает следующим образом.Генераторы пилообразных напряжений 34 - 36, синхронизируемые распределителем импульсов РИ 24 с выходными сигналами р 1, р 1, (фиг. 3), р 2, р 2 и рз, рз и задающим генератором 23, вырабатывают опорные на- пРЯжениЯ Ор 1 - Орз пилообРазной (фиг, 3) или треугольной (фиг. 4) формы с взаимными фазовым сдвигом 2 7 г/3 (в общем случае 2 ж/в), которые сравниваются на компараторах 31 - 33 с модулем управляющего сигнала Оу, так что на выходе компаратора формируются сигналы к 1(фиг, 3), к 2, кз. Управляющие сигналы ключей, например, ИЯ 1 формируются ЛУИ 25 (фиг. 2) по следующему алгоритму (фиг, 3);Фч = Р 1 9 э = Р 1к 1 + Р 1 к 1,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 При таком управлении на выходах инверторных ячеек (на вторичных обмотках трансформаторов 12 - 14) формируются высокочастотные напряжения соответственно О 2 В 4О 2 В 4, О 2 В 4 (фиг. 3 или фиг. 4), которые подают на силовые входы демодуляторов соответственно 15-17. Управляю-. щие сигналы ключей, например ДМ 15 формируются ЛУД 28 (фиг, 2) по следующему алгоритму (фиг, 3): На выходах демодуляторов 15 17 формиру ются напряжения соответственно ОР, ОР, Оз( ) (фиг, 3 или фиг, 4), содержащие в своем(з)составе кроме основной (полезной) составляющей, повторяющей по форме управляющий сигнал Оу, еще и ряд высокочастотных гармоник, основные из которых образуют трехфазную систему, Эти напряжения с выходов ДМ подают на обмотки трехфазного суммирующего трансформатора (ФТ) 22 (через нагрузку преобразователя). По основной составляющей (синфазной) трансформатор 22 работает в режиме короткого замыкания (его обмотки оказываются включенными фактически паоаллельно, что эквивалентно короткому замыканию трехфазного или в общем случае в-фазного трансформатора), и основная составляющая без искажений попадает на выход преобразователя (правда, вместе с другими синфазными гармониками). По отношению к основным высокочастотным гармоникам обмотки ФТ включены по обычной схеме звезда, и ФТ, задерживая,все высокочастотные гармоники, образующие трехфазные системы (в общем случае в-фазные), не пропускает их на выход преобразователя, На выходе преобразователя формируется напряжение улучшенного гармонического состава 02 (фиг. 3 или фиг, 4), идентичное по форме суммарному выходному напряжению демодуляторов 15 - 17 и отличающееся от последйего лишь уменьшенной в три раза (в п 1 раэ) амплитудой (при суммировании синфазные составляющие будут иметь утроенную амплитуду, как показано на фиг. 3 и 4, а гармоники, образующие трехфазные системы, нулевую).Формула изобретения Преобразователь постоянного напряжения в переменное напряжение заданной формы, содержащий п 1 мостовых инверторных ячеек с выходными трансформаторами, вторичные обмотки которых соединены с входными выводами п 1 мостовых демодуля 1690146торов, первые выходы которых обьединены и подключены к первому выходному выводу преобразователя, и блок управления с задающим генератором, распределителем импульсов и логическими узлами, о т л и ч э ющ и й с я тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения, введен в- (разный суммирующий трансформатор, на п 1 стержнях которого расположены обмотки, подключенные своими первыми одноименными выводами к второму выходному выводу преобразователя, а своими вторыми выводами - к второму выходному выводу соответствующего демодулятора, причем в блоке управления распределитель импульсов входом подключен к выходу задающего генератора и имеет т парафазных выходов, формирующих сигналы Рь Рь где= 1 в, и соединенных одними выходами через генераторы пилообразных напряжений с первыми входами щ компараторов с выходными сигналами Кь вторые входы которых объединены и соединены через выпрямитель с выводом для подключения источника эталонного напряжения заданной формы, выходы компараторов и распределителя импульсов соединены с соответствующими входами гп первых логических узлов, выходами соединенных с цепями управления ключей гп мостовых инвер-ооных ячеек иреализующих логические функцииЬ 1 - Р 1 Ч,/12 Р Ь 3=Р К+ РК;Фчд =1 з К10 где фЪ ц, фч 4 и фЪ . Ч 4 з - сигналы Уп Равпения парами диагонально расположенных ключей мостовых инверторных ячеек, выходы распределителя импульсов подключены к первым входам вторых е логических уз лов, вторые входы которых соединены черезформирователь импульсов выходной частоты Р и Е с выводом для подключения источника эталонного напряжения заданной формы, а выходы вторых е логических узлов 20 соединены с цепями управления ключамидемодулятора, при этом вторые логические узлы реализуют логические функцииФк 1.4 Р Р + Р Р и 1 к 12,3 Ь п,425где фн 4 ифз - сигналы управления первой и второй пары диагонально располо женных ключЕй мостовых демодуляторов,(1)д(2) гдО) Составитель В,Моин Техред М,Моргентал Редактор Е.Хорин Корректор А,Осауленко Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 Заказ 3824 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5