Статический преобразователь со ступенчатым выходным напряжением

Статический преобразователь со ступенчатым выходным напряжением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОЛИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

Союз Советских

Социалистических

Республик () 758444

S

= 1 ф — .-" (61 ) Донол н и тел ь кое к а вт. с вид-ву (22) Зал влено 11.04,78 (21) 2603102/24 — 07 с присоединением заявки М

1 (28) Приоритет (51)М. Кл.

Н 02 М 7/537

Н 02 М 1/12

Государственный комитет по делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.08.80. Бюллетень .% 31

Дата опубликования описания 23.08,80 (53) УДК621.314..58 (088.8) (72) Автор изобретения

А. В. Саксонов

Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева (7I ) Заявитель (54) СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СО СТУПЕНЧАТЫМ

ВЫХОДНЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться в системах вторичного электропитания и электропривода для преобразования постоянного напряжения в переменное со ступенчатой формой,.аппроксимирующей, например синусоиду.

Известны преобразователи со ступенчатым квазисинусоидальным напряжением, содержащие несколько преобразовательных ячеек, соединенных по выходу последовательно, а по входу параллельно, в которых управление ключами ячеек производится по внешнему сигналу заданной формы, т.е. по жесткой программе (1).

Недостаток такой системы управления состоит в ее неспособности перестраиваться при изменении величины входного напряжения преобразователя или при отказе одной или нескольких ячеек.

Известна система управления преобразователем, в которую входит источник эталонного напряжения заданной формы и несколько предварительных усилителей, причем вход первого усилителя соединен с указанным источником непосредственно, а вход каждого из остальных усилителей — через последовательно соединенные обмотки трансформаторов, связанных с выходами всех предыдущих ячеек, которые могут быть выполнены либо по схеме со средней точкой, либо по полумостовой схеме (21, (3».

Однако наличие в этой схеме значительного количества согласующих трансформаторов между предварительными усилителями и силовыми ключами ячеек увеличивает массу и габариты

1О устройства.

Цель изобретения — уменьшение массы и габаритов.

Эта цель достигается тем, что в преобразователе со ступенчатым выходным напряжением

15 заданной формы, содержащем 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 непо758444

ЗО

55 средственно, а вход каждого из остальных предварительных усилителей соединен с источником через последовательно соединенные обмотки обратной связи трансформаторов всех предыдуших ячеек, преобразовательные ячейки выполнены мостовыми на управляемых ключах, шунтированных возвратными диодами, управляющие 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) предварительного 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, нагрузку 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 общего источника питания или по другим известным схемам.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения:

21 и 22 — напряжения на входах предварительных усилителей-ограничителей 5 и 4 соответственно; 23 и 24 — выходные напряжения ячеек 6 и 7; 25 — выходное ступенчатое напряжение преобразователя и эталонное синусоидальное напряжение источника 1.

Прсобразова гель работает следующим образом.

Синусоидальный эталонный сигнал источника 1 поступает на вход предварительного усилителя-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 отперты транзисторы 8 и 12; при этом транзис4 торы 11 и 15 заперты через диод 19. На входе усилителя-ограничителя 4 разность напряжений эталонного сигнала и напряжения с об моток обратной связи трансформатора 3 образует напряжение 21, положительная полярность которого преобразуется в импульсы, управляющие в рассматриваемый полупериод транзистором 8. На выходе ячейки 6 формируется напряжение 24. На входе предварительного усилителя-ограничителя 5 эталонное напряжение, напряжение обмоток обратной связи трансформатора 3 и измерительного трансформатора

16 образуют напряжение 21, положительная полярность которого преобразуется в импульсы, управляющие транзистором 13 ячейки 7, обеспечивая формирование на выходной о6мотке трансформатора 17 напряжения 23. Сумма напряжений 23 и 24 с выхода ячеек 6 и 7 образует напряжение 25, ступенчатз аппроксимирующее эталонный сигнал. Во время паузы в выходном напряжении какой-либо ячейки выход данной ячейки замкнут накоротко отпертым 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 вызывает изменение полярности напряжений на обмотках трансформатора 3, 16 и 17 и формирование второй полуволны выходного напряжения аналогично описанному выше с участием транзисторов 10 и 11, 14 и 15. второго плеча яче-. ек 6 и 7. Транзисторы другого плеча при этом заперты.

Формула изобретения

Статический преобразователь со с".упенчатым выходным напряжением заданной формы, содержащий 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 соединенные обмотки обратной связи трансформаторов всех предьщущих ячеек, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов, преобразовательные ячейки выполненй мостовыми на управляемых ключах, шунтированных возвратными диодами, управляющие цепи всех ключей

5 подсоединенных к одному из входных выводов 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) предварительного усилителя, выполненного с бестрансформаторным выходом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Harem США Ю 3768000, кл. 321 — 27, опублик. 1973.

758444

2. Авторское свидетельство СССР Я4 505104 кл. Н 02 М 7/48, 1971.

3. Авторское свидетельство. СССР Р 505103, о кл. Н 02 М 7 48, 1971.

758444 гг

22 т/

Фиг.l

Составитель В. Монк

Техред Ж, Кастелевич

Корректор А. Гриценко

Редактор Т. Иванова

Тираж 783 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раутнская наб., д. 4/5

Заказ 5649/47

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4