Преобразователь постоянного напряжения в переменное заданной формы

Преобразователь постоянного напряжения в переменное заданной формы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ф (19) (И) 3ю}) Н 02 М 7/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3335611/24-07 (22) 04. 09. 81 (46) 15.07.83. Бюл, y 26 (72) М.П,Козин и E.Í.Ãåéòåíêî (71) Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт и .Волжское отделение Ин- . ститута геологии и разработки гпрючих ископаемых (53) 621,314.57(088.8) (56) 1. Патент СНА 1) 3710229, кл. Н 02 М l/12, 1973.

2. "Электронная техника в автоматике" Под ред..)0.И, Конева. М., "Советское радио", вып. 9,1977.

3. Кибакин В,Н. Основы ключевых методов управления. M., "Энергия", 1980 .с. 131. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО .НАПРЯЖЕНИЯ 8 ПЕРЕМЕННОЕ ЗАДАННОЙ

ФОРМЫ, содержащий релейный регулятор, выполненный на включенных последовательно ключевом регулирующем элементе и интегрирующем дросселЕ, точка соединения которых подключена через возвратный диод к общему входному выводу преобразователя и средней точке первичной обмотки выходного трансФорматора двухтактного уси- лителя мощности на силовых транзисторах, базы которых соединены с выхо-. дами узла коммутации с Фазоинвертором, причем вход релейного регулятора под.г ключен к второму входному выводу, преобразователя, а выход - к объединенным эмиттерам силовых транзисторов, коллекторами соединенным с крайними выводами выходного трансФорма-. тора, отличающийся тбм, что, с целью улучшения динамических и массогабаритных характеристик, в преобразователь введены демодулятор, измерительный преобразователь тока и регулятор непрерывного действия, регулирующий элемент которого силовым входом подключен к второму входному выводу преобразователя, а выходом через измерительный преобразователь тока соединен с выходом релейного регулятора, а управляющим входом че" рез узел управления - с выходом преобразователя, который через демоду" лятор подключен к крайним выводам вторичной обмотки выходного трансАор" матора с отводом от средней точки, общим с нагрузкой, при этом управляющий вход демодулятора соединен с выходом Фазоинвертора, входы которого подключены к выходам узла коммутации, выход измерительного преобразователя тока соединен с управляющим входом ключевого регулирующего элемента, вход узла управления и управляющий вход фазоинвертора подключены к вводу задающего сигнала.

50

Ф 1029

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для преобразования постоя ного напряжения в стабилизированное переменное напряжение лю" бой заданной формы.

Известен преобразователь постоянного напряжения в синусоидальное, содержащий мостовой инвертор с выходным трансформатором, включенным в 10 диагональ моста. Одна пара последовательно соединенных ключей инверто- . ра переключается сигналами с выхода коммутатора, Другая пара переключается со сдвигом Фазы относительно первой и управляется с помощью фазового модулятора. С помощью ключей первой и второй rep, соединенных диагонально и последовательно с дросселем и первичной обмоткой выходно- 20

ro трансформатора, формируется напряжение, например, положительной полярности, с помощью двух других ключей " отрицателвной )lj.

Однако выходной трансформатор 25 преобразователя работает на низкой выходной частоте и имеет большие вес и габариты, Известен преобразователь постоянного напряжения в синусоидальное, содержащий высокочастотный преобразователь постоянного напряжения в постоянное другого уровня, включенный последовательно с мостовым инвертором и фильтром, С помощью схемы управления и инвертора путем широт35 но-импульсной модуляции Формируется квазисинусоидальное напряжение (2).

Однако этот преобразователь имеет невысокие динамические характеристики и низкий КПД.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является преобразователь, содержащий одйотакт45 ный .ключевой канал. регулирования, состоящий из ключа, диода и дроссе" ля и управляемый модулятором. С помощью канала регулирования осуществляется широтно-импульсная модуляция по закону выпрямленного задающего сигнала. Далее«с помощью двухтактного инвертора с выходным трансформатором, управляемого фазоинвертором, выходной сигнал преобразуется в двухполярный (3).

Однако этот преобразователь имеет невысокие динамические характеристики, а его выходной трансформа356 1 тор работает на низкой частоте и, следовательно, имеет большие вес и габариты, Цель изобретения - улучшение динамических и массогабаритных характеристик, Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь постоянного напряжения. в переменное заданной формы, содержащий релейный регулятор, выполненный на включенных последовательно ключевом регулирующем элементе и интегрирующем дросселе, точка соединения которых подключена через возвратный диод к общему входному выводу преобразователя и средней точке первичной обмотки выходного трансформатора двутактного усилителя мощности на силовых транзисторах, базы кото" рых соединены с выходами узла коммутации с фазоинвертором, причем вход релейного регулятора. подключен к второму входному выводу преобразователя, а выход - к обьединенным эмиттерам силовых транзисторов, коллекторами соединенным с крайними выводами выходного трансформатора, введены демодулятор, измерительный преобразователь тока и регулятор непрерывного действия, регулирующий элемент которого силовым входом подключен к второму входному выводу, преобразователя, а выходом через измерительный преобразователь тока соединен с выходом релейного регулятора, а управляющим входом через узел управления.- с выходом преобразователя, который через демодуля" тор подключен к крайним выводам вторичной обмотки выходного трансформатора с отводом от средней точки, общим с нагрузкой, при этом управляющий вход демодулятора соединен с выходом Фазоинвертора, входы которого подключены к выходам узла коммутации, выход измерительного преобразователя тока соединен с управляющим входом ключевого регулятора, вход узла управления и ynpasляющий вход фазоинвертора подключены к вводу задан цего сигнала.

На фиг. 3 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2диаграммы напряжений, поясняющие принцип его работы, Преобразователь содержит узел

1 коммутации, управляющий транзисторами 2 и 3 усилителя мощности с

3 1 выходным трансформатором 4, Релейный регулятор содержит .ключевой регулирующий элемент 9, интегрирующий дроссель (не показан) и возвратный диод 6. Параллельно релейному регулятору включен регулятор непрерывного действия, состоящий из регулирующего элемента 7, управляемого узлом 8 управления. Последовательно регулятору непрерывного действия включен измерительный преоб" разователь 9 тока,.с помощью которого осуществляется управление релейным регулятором, Вторичная обмотка выходного трансформатора подключается к нагрузке через демодулятор 10, управляемый фазоинвертором 11.

Преобразователь работает следующим образом.

Под действием задающего сигнала, например, синусоидальной формы с помощью блока 8 управления и регулирую щего элемента 7 непрерывного действия отрабатываются уровни малых мощностей выходного напряжения, При достижении выходным сигналом измерительного преобразователя 9 тока порога чувствительности релейного регулятора замыкается его ключевой элемент 5. В результате ток релейного регулятора увеличивается, а ток регулятора непрерывного действия снижается под действием отрицательной обратной связи, поступающей с выхода. преобразователя на вход блока 8 .управления. Таким образом, основную нагрузку несет релейный регулятор (диаграмма 2.2, фиг. 2), а регулятор непрерывного действия обеспечивает динамические режимы и заполнение пульсаций релейного регулятора (диаграммы 2.1; фиr. 2), Трансформация напряжения,.модулированного по закону выпрямленной синусоиды, осуществляется на высокой несущей частоте с помощью трансФ

029356 форматора 4 двухтактного инвертора (диаграмма 2.3, фиг. 2). Управление коммутацией транзисторов 2 и 3 инвертора осуществляется с помощью

5. узла 1 коммутации, синхрониэирующего также фазоинвертор 11.

С помощью фаэоинвертора 11 производится управление ключами демодулятора 10 таким. образом, что по1О лярность выходного напряжения соответствует задающему сигналу, В результате выходное напряжение имеет форму, показанную на диаграмме 2,4 (фиг; 2). При этом выходной транс° f5 форматор, дроссель и другие реактивные. элементы преобразователя имеют параметры, в том числе вес и габариты, определяемые высокой несущей частотой и не зависят от частоты преобразуемого сигнала. Высокочастотный тракт преобразования в совокупности с параллельно включенным быстродействующим регулятором непрерывного действия позволяет добиться высоких значений динамических характеристик преобразователя и коэффициента гармоник выходного напряжения при малом весе и габаритах реактивных элементов независи "

30 мо от частоты преобразуемого сигнала, I

Динамические характеристики предлагаемого преобразователя, определя35 емые каналом непрерывного действия, ограничиваются только быстродействием транзисторов, которое может быть достаточно велико. Это, наряду с использованием модуляции на высокой частоте с последуецей демоду40 ляцией, позволяет осуществить преобразование задающего сигнала . с весьма широким спектром частот, начинающимся от нуля, что невоэмож45 но при использовании известного преобразователя.

1029356

ВНИИПИ Заказ 4998/56 Тираж б87 Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,