Преобразователь переменного напряжения в постоянное

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (11) д) 4 Н 02 М 7/04 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ РЕМЕННОГО НА(54) ПРЕОБРПРЯЖЕНИЯ В(57) Изобрезоотехнике,вательной т ЗОВАТЕЛЬ ОСТОЯННО ение отн частнос хнике, и ится к элект.к преобразоожет быть исГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Институт электроди Специальное констругическое бюро Институ Р д мики АН УССР(56) Маевский О.А, Энергетические показатели вентильных преобразователей. М.: Энергия, 1978, с,114-128.Векслер Г.С. Электропитание спецаппаратуры, - Киев: Высшая школа, 1975, с.41. пользовано при создании сетевых выпрямителей для источников вторичногоэлектропитАния, Цель изобретения -улучшение электромагнитной совместимости преобразователя с питающейсетью. Устройство позволяет обеспечить полную электромагнитную совместимость с питающей сетью, т,к. поотношению к сети оно выступает какактивная нагрузка, потребляющая отсети синусоидальный ток, фаза которого совпадает с фазой питающего напряжения, В устройстве осуществляетсянепрерывное слежение за величйнойпотребляемого тока и сравнение егос опорным синусоидальным напряжением.На входы схемы сравнения 14 поступают сигналы, пропорциональные потребляемому току с шунта 5 и опорному синусоидальному напряжению с делителя9 входного напряжения, в результатечего формируется разностный сигнал,который в импульсном модуляторе 15сравнивается с модулирующим напряжением, например, пилообразной формы.,При этом на выходе усилителя мощности 17 формируется импульсная последовательность управления ключом 12переменного тока. В результате воздействия полученного сигнала управления на ключ 12, частота коммутациикоторого может быть выбрана порядка10-20 кГц, форма кривой потребляемого 1Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть исполь" зовано при создании сетевых выпрями" телей для источников вторичного элек тропитания,Цель изобретения - улучшение электромагнитной совместимости преобразователя с питающей сетью.На фиг,1 приведена схема -преобразователя, в однофаэном варианте; на фиг.2 - то же, со стабилизацией выходного напряжения; на фиг,З - схема трехфазного варианта преобразователя; на фиг,4 - временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя.Преобразователь (фиг.1) содержит цепочку 1 последовательно соединенных диодов, параллельно которой включены два последовательно соединенных конденсатора 2, точка соединения которых образует первый входной вывод 3, второй входной вывод 4 через шунт 5 и дроссель 6 подключен к точке соединения диодов цепочки 1, Выводы цепочки 1 образуют выходные выводы 7 и 8, Делитель 9 входного напряжения включен между входными вы. водами 3 и 4, Средняя точка 10 дели". теля 9 подключена к схеме 11 управления ключом 12.Схема 11 включает в себя пороговый элемент 13, входом подключенный к точке 1 О и входу схемы сравнения 14, другой вход которой соединен с дросселем 6, а выход через импульсный модулятор 15 - к входу схемы равнозначности 16, другой вход которой соединен с выходом порогового элемен та 13, а выход через усилитель мощности 17 - к управляющему входу 18 ключа 12 переменного тока. тока повторяет форму приложенногосинусоидального напряжения, При необходимости стабилизации выходногонапряжения, преобразователь дополняется датчиком 19 выходного напряжения, выход которого подключается квходу управляемого делителя 9 входного напряжения. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. 2Преобразователь (фиг,2) содержитдля стабилизации выходного напряжениядатчик 19 выходного напряжения, включенный между выходными выводами 7 и8. Выход датчика 19 подключен куправляющему входу 20 делителя 9 входного напряжения, который в данномслучае выполнен управляемым,Однофазный вариант схемы преобразователя может быть реализован набазе всех известных схем выпрямителей с конденсаторным фильтром на выходе и умножителей напряжения.Трехфазный вариант устройства(фиг.З) отличается тем, что входныевыводы 4, 21 и 22 подключаются к тремфазам питающей сети, а вывод 3 - кнулевому выводу, Введены дополнительно две цепочки 1, которые, совместнос основной цепочкой 1, образуют трехфазный выпрямительный мост. Датчик19 выходного напряжения в этом варианте преобразователя содержит ещедва гальванически не связанных выхода,подключенных к управляющим входам 20введенных делителей 9 входного напряжения. Введены так же дополнительно два шунта 5, два дросселя 6, двауправляемых ключа 2 переменного тока и две схемы управления,Все эти дополнительные элементывключены так же, как в схеме по фиг,2,Преобразователь работает следующимобразом,На входы схемы сравнения 14 (фиг,), которая представляет собой обычный дифференциальный усилитель, усиливающий разность входных сигналов,непрерывно поступают сигналы, пропор"циональные напряжению питающей сети127903 ция и потребляемому выпрямителем отпитающей сети току (1), с шуцта 5,На выходе схемы сравнения 14 формируется сигнал, пропорциональный разности входных сигналов (ЫЛ-Е 1), который поступает на вход импульсногомодулятора 15, где вырабатываетсяимпульсная последовательность, причем временные соотношения импульсаи паузы пропорциональны величине 10разцостного сигнала (сЕЕ). В качестве импульсного модулятора можетбыть использован релейный элементлибо широтно-импульсный модулятор,основанный на сравнении управляющего 15сигнала с модулирующим, напримерпилоОбразным напряжением,Укаэанный сигнал с выхода импульсного модулятора 15 поступает цавход схемы равнозначности 16, реализующей логическую функцию "равнозначность", ца другой вход которой поступает сигнал, несущий информацию ополугериоде входного напряжения; который поступает с выхода пороговогоэлемента 13При совпадении знаковвходных сигналов, на выходе схемыравнозначности 16 формируются импуль-.сы положительной полярности, прц несовпадении - отрицательной, Выходные ЗОсигналы схемы равнозначности 6 усиливаются усилителем мощности 7 ипоступают на управляющий вход 18 ключа. переменного тока 12 выполненногонапример, на базе силового транзистора, включенного в диагональ диодногомоста,при изменении величины выходного напряжения происходит изменение яркости свечения лампочки накаливания (светодиода), что вызывает изменение величины сопротивления Фоторезистора, который может быть подключен парал. - ., лельно сопротивлению плеча делителя 9 входного напряжения.Процессы, происходящие в схеме трехфазного преобразователя перемен- ного напряжения (Фиг.3), аналогичны описанным,Габота устрддства может быть проиллюстрирована вр еьдеддддд ддддд дц граммами, показадидымн ца фцг,4, Форьда сд;гПредположим, что в некоторый момент времени, совпадающий с положи тельным полупериодом входного напряже ния, мгновенное значение потребляемого тока с шунта 5 стало меньше величи ны напряжения с делителя 9 входного напряжения. При этом (ссЕЕ 0) на выходе схемы сравнения 14 имеет по,ложительньдй разностный сигнал, нали чие которого вызывает увеличение длительности импульса модулятора, и полученный импульсный сигнал поступа О ет на вход схемы равнозначности 16, где сравнивается с положительным сигналом с выхода порогового элемента 13. На выходе схемы равнозначности 16 Формируется положительный импульс, который после усиления вызывает отпирание ключа 12. Дроссель 6 оказывается подключенным к фазам питающей сети, что вызывает увеличение потребляемого тока, В устройстве д;ротоддет процесс цакоппедгия эддектромддд ддддтддойэнергии в дросселе 6. При превышениитоковым сигналом 11 сигнала с делителя входного цапряжеция а,П ца ддыходесхемы срацдденця 14 формируется сигнал (А(ЕЕ-Р 1 с О) отрддддьдтеддьддой полярности. Еазавыходе схемы равнозначности6 появляется отрицательный импульс,который вызывает запирацце ключа 12,Он закрьдваетсд, потребляемый от сетиток уменьшается, а энергия, ддакоддледдная на предыдущем интервале в дросселе 6, поступает в нагрузку, увеличивая напряжение на конденсаторах 2.Далее процессы в схеме протекают .ацалогично,Таким образом, в схеме осуществляется ддепрерывддое слежение за велддчдд-.цой потребляемого от сети тока и сравнецие его с опордьым с;шусоцдальцымнапряжением, Так как частота коммутации ключа 2 может быть выбрана порядка 10-20 кГц, то практически выпрямитель потребляет от сети ток,Форма которого повторяет Форму ддриложенцого синусоидальцого напряжения.Если требуется стабилизация выходного напряжения, с выхода датчика 19выходддого напряжения (фддг,2) поступает сигнал ца управляющий вход 20 делителя 9 ьходного напряжения, Прцэтом изменяется соотношение сопротивлений плеч делителя и коэффициентделения и, соответственно, величинасигнала, пропорционального напряжению Фазы сети, что приводит к изменению разностного сигнала на выходесхемы сравнения 14 и, в свою очередь,изменению алгоритма работы ключа 12,Указадшый датчик 9 выходного напряжения может быть легко реализован на базе резистивцой оптопары, гденалов в различных точках схемы (фиг,1) соответствует напряжению на выходе делителя 9 напряжения (сигнала). При, прохождении данного сигнала через пороговый элемент 13 на его 5 выходе формируется прямоугольное напряжение, моменты переключения которого соответствуют смене полярности напряжения питающей сети, На вход схемы сравнения поступает сигнал, проО порциональный входному току (е), в результате чего формируется разностный сигнал (в), который в импульсном модуляторе сравнивается с модулирующим напряжением, например пилообразной формы, в результате чего формируется импульсная последовательность (г). На выходе устройства формируется сигнал управления ключом переменного тока (д). В результате воздействия полученного сигнала управления (д) форма потребляемого тока соответству- . ет сигналу (е). Приведенные эпюры соответствуют частоте импульсной последовательности 1,2 кГц и относитель. но невысокому значению коэффициента усиления разностного сигнала. По мере повышения частоты и коэффициента усиления форма потребляемого тока приближается к синусоидальной, при30 этом снижается уровень высокочастотных пульсаций потребляемого тока. Формула изобретения351, Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий первую цепочку последовательно соединенных диодов и два последовательно соединенных конденсатора, точка соеди О нения которых образует первый входной вывод, а каждый свободный вывод первой цепочки соединен с одним из свободных выводов указанных конденсаторов, образуя выходной вывод, о т - 45 л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения электромагнитной совместимости преобразователя с питающей сетью, в него введены основные делитель входного напряжения, шунт, 50 дроссель, управляемый ключ переменного тока со схемой управления, включающей пороговый элемент, схему равнозначности, усилитель мощности, схему сравнения и импульсный модулятор, при этом второй входной вывод через дроссель и шунт подключен к точке соединения диодов, средняя точка делителя входного напряжения, включенного между входными выводами, подключена к входу порогового элемен. та и входу схемы сравнения, другой вход которой соединен с шунтом, а выход через импульсный модулятор под. ключен к входу схемы равнозначности, другой вход которой соединен с выходом порогового элемента, а выход через усилитель мощности подключен к управляюшему входу ключа переменного тока, включенного между точками соединения диодов и конденсаторов,2, Преобразователь по и1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью стабилизации выходного напряжения, делитель входного напряжения выполнен управляемым, а в преобразователь дополнительно введен датчик выходного напряжения, включенный между выходными выводами, выход которого подключен к управляющему входу делителя входного напряжения. 3, Преобразователь по п.2, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения электромагнитной совместимости преобразователя с трех . фазной питающей сетью, в него дополнительно введены третий и четвертый входной выводы, вторая и третья цепочки последовательно соединенных диодов, образующие. совместно с первой цепочкой трехфазный мостовой выпрямитель, датчик выходного напряжения снабжен двумя дополнительными гальванически не связанными выходами, подключенными к управляющим входам соответствующих введенных делителей входного напряжения, первый входной вывод является нулевым, а также дополнительно введены два шунта, два дросселя, два управляемых ключа переменного тока и две схемы управления, при этом указанные дополнительные элементы включены аналогично основным, 279031279031 оставитель Е.Мельниковаехред В Кадар Корректор Л.Пилипенк едактор Г.Гербе Заказ 6851/5 оизвоцственно-полиграфическое предприятие, г.уж ул,Проектна Тираж 631 ВНИИПИ Государственн по делам изобрете 113035, Москва, Ж, РаПодписноео комитета СССРй и открытийская наб., д.4/