Стабилизирующий преобразователь переменного трехфазного напряжения в постоянное

Полезная модель относится к устройствам для преобразования энергии переменного тока на входе в энергию постоянного тока на выходе с промежуточными преобразованиями в постоянный и переменный ток. Стабилизирующий преобразователь содержит последовательно включенные радиочастотный фильтр, входной выпрямитель, блок измерения и защиты входной, емкостной фильтр, транзисторный высокочастотный инвертор, высокочастотный понижающий трансформатор, выходной выпрямитель, LC-фильтр и блок измерения и защиты выходной. Имеется также блок управления, входы которого соединены с потенциальным измерительным выходом блока измерения и защиты выходного и токовыми и потенциальными измерительными выходами блока измерения и защиты выходного, а выходы - с управляющими входами инвертора и коммутирующими входами блока измерения и защиты выходного. Полезная модель обеспечивает надежную защиту стабилизирующего преобразователя, а также повышенные качество стабилизации и экономичность устройства. Технический результат заключается в повышении надежности работы преобразователя и расширении области его практического использования.

10 з.п. ф-лы. 4 ил.

Полезная модель относится к устройствам для преобразования энергии переменного тока на входе в энергию постоянного тока на выходе с промежуточными преобразованиями в постоянный и переменный ток.

Известны стабилизирующие источники вторичного электропитания постоянного тока с первичным питанием от сети переменного тока, выполненные по бестрансформаторной схеме (без низкочастотного силового трансформатора) на основе регулируемого по сигналам обратной связи высокочастотного инвертора, а также входного и выходного выпрямителей (SU 505100 А, Н 02 М 5/42, 28.02.1976; SU 982162 A, H 02 M 3/335, 15.12.1982).

Однако в известных устройствах отсутствует защита от перегрузок по току и перенапряжений. Кроме того, в них не решена проблема плавного пуска, что обуславливает значительные провалы в сетевом напряжении при подаче питания.

Наиболее близким к предложенному является стабилизирующий преобразователь переменного, в частном случае трехфазного, напряжения в постоянное, имеющий в своем составе последовательно включенные входной выпрямитель, емкостной фильтр, блок обеспечения плавного заряда конденсатора емкостного фильтра, блок токовой защиты, транзисторный высокочастотный инвертор, высокочастотный понижающий трансформатор, выходной выпрямитель и фильтр, а также блок управления, включенный в контур обратной связи по выходному напряжению и связанный с управляющими входами инвертора (SU 951594 А, H 02 M 3/335, 15.08.1982).

Недостатки указанного устройства определяются неудовлетворительной защищенностью в аномальных режимах, в частности при перенапряжениях по входу и выходу, невысоким динамическим коэффициентом стабилизации вследствие использования только контура обратной связи по выходному напряжению и низким КПД из-за рассеивания на транзисторах инвертора значительной мощности при их переключениях.

Следует заметить, что в последнее время в источниках вторичного электропитания получили распространение технические решения, предусматривающие существенное уменьшение динамических потерь мощности на силовых транзисторах за счет их открытия при нулевом напряжении между силовыми электродами (Zero Voltage Switch - ZVS). (JP 5316726 A, H 02 M 3/28, 26.11.1993; JP 4210775 A, H 02 M 3/28, 31.07.1992; JP 8168239 A, H 02 M 3/155, 25.06.1996; JP 11262253 A, H 02 M 3/28, 24.09.1999; US 2002/0064060 A1, H 02 M 3/335, 30.05.2002; US 2005/0185425 A1, H 02 M 3/335, 25.08.2005). Однако эти решения не сочетаются в комплексе с другими техническими мероприятиями по повышению технических показателей источников вторичного электропитания.

Задачей полезной модели является обеспечение надежной защиты стабилизирующего преобразователя, а также повышение качества стабилизации и экономичности устройства. Технический результат заключается в повышении надежности работы преобразователя и расширении области его практического использования.

Поставленная задача решается предложенным стабилизирующим преобразователем переменного трехфазного напряжения в постоянное, содержащим последовательно включенные радиочастотный фильтр, входной выпрямитель, блок измерения и защиты входной, емкостной фильтр, транзисторный высокочастотный инвертор, высокочастотный понижающий трансформатор, выходной выпрямитель, LC-фильтр и блок измерения и защиты выходной, а также блок управления, входы которого

соединены с потенциальным измерительным выходом блока измерения и защиты входного и токовыми и потенциальными измерительными выходами блока измерения и защиты выходного, а выходы - с управляющими входами инвертора и коммутирующими входами блока измерения и защиты выходного, при этом

блок измерения и защиты входной выполнен с возможностью измерения входного напряжения преобразователя, коммутации цепи питания преобразователя, обеспечения плавного заряда конденсатора емкостного фильтра перед включением преобразователя и его быстрого разряда после выключения преобразователя, а также с возможностью выключения преобразователя при перенапряжениях и токовых перегрузках по входу,

блок измерения и защиты выходной выполнен с возможностью измерения токов до и после конденсатора LC-фильтра, выходных напряжений преобразователя на конденсаторе LC фильтра и на нагрузке, с возможностью подключения минимальной встроенной нагрузки на холостом ходу преобразователя, а также с возможностью отключения внешней нагрузки,

блок управления выполнен с возможностью приема потенциальных измерительных сигналов от блока защиты входного, токовых и потенциальных измерительных сигналов от блока измерения и защиты выходного, формирования сигналов фазового управления транзисторами инвертора с их открытием при нулевом напряжении между силовыми электродами и стабилизацией выходного напряжения по отклонениям входного и выходного напряжений, входному и выходному токам и скорости изменения входного тока, компенсацией падения напряжения в выходных цепях при больших токах нагрузки и ограничением входного тока при перегрузке, а также формирования коммутирующих сигналов для блока измерения и защиты выходного с обеспечением подключения минимальной встроенной нагрузки на холостом ходу преобразователя, отключения

преобразователя при перенапряжении в сети и отключения внешней нагрузки при перегрузке по выходному току.

Решению поставленной задачи способствуют частные существенные признаки полезной модели.

Входной выпрямитель выполнен по схеме Ларионова, обеспечивающей максимальную постоянную составляющую выпрямленного 3-х фазного напряжения и минимальную чувствительность к перекосу фаз.

Блок измерения и защиты входной содержит электронный автоматический выключатель, цепь заряда емкостного фильтра, делитель перепада напряжения, датчик тока, делитель напряжения, микроконтроллер с аналого-цифровым преобразователем и разрядник емкостного фильтра, при этом электронный автоматический выключатель и датчик тока включены последовательно в цепь между потенциальными выводами входного выпрямителя и емкостного фильтра преобразователя, цепь заряда емкостного фильтра и делитель перепада напряжения включены параллельно электронному автоматическому выключателю, делитель напряжения и разрядник емкостного фильтра включены на выходе данного блока, входы микроконтроллера соединены с выходами датчика тока, делителя напряжения и делителя перепада напряжения, а выходы - с управляющим входом цепи заряда емкостного фильтра и коммутирующим входом электронного автоматического выключателя, один из выходов микроконтроллера является потенциальным измерительным выходом блока измерения и защиты входного.

Емкостной фильтр выполнен с конденсатором, емкость которого определена как минимально необходимая для демпфирования импульсных помех из сети 3-х фазного переменного тока.

Транзисторный высокочастотный инвертор выполнен по 4-х плечевой мостовой схеме, в диагональ которой включена первичная обмотка высокочастотного понижающего трансформатора.

Высокочастотный понижающий трансформатор может быть выполнен со вторичной обмоткой, имеющей среднюю точку, а выходной выпрямитель - по схеме 2-х полупериодного выпрямителя со средней точкой и рециркуляционным диодом.

Высокочастотный понижающий трансформатор может быть выполнен со вторичной обмоткой, не имеющей средней точки, а выходной выпрямитель - по схеме Греца.

Емкость и индуктивность LC-фильтра определены из условий заданной максимальной амплитуды пульсаций выходного напряжения, заданного максимального провала выходного напряжения при мгновенном подключении нагрузки и заданного максимального подброса выходного напряжения при мгновенном отключении нагрузки.

Блок измерения и защиты выходной содержит два датчика тока, два делителя напряжения, минимальную встроенную нагрузку и электронный автоматический выключатель, при этом датчики тока и электронный автоматический выключатель включены последовательно между дроссельным выводом LC-фильтра и внешней нагрузкой, общий вывод датчиков тока соединен с потенциальным выводом конденсатора LC-фильтра, один из делителей напряжения включен на выходе данного блока, а другой делитель напряжения и минимальная встроенная нагрузка - перед электронным автоматическим выключателем, выходы датчиков тока и делителей напряжения являются соответствующими токовыми и потенциальными выходами блока измерения и защиты выходного, а коммутирующие входы минимальной встроенной нагрузки и электронного автоматического выключателя - его соответствующими коммутирующими входами.

Блок управления содержит микроконтроллер с АЦП, усилители сигналов с датчиков тока и делителей напряжений, генератор сигналов управления ZVS-инвертором, который может быть встроен в микроконтроллер, причем выходы усилителей соединены с

соответствующими входами микроконтроллера, а вход генератора - с его выходом, входы усилителей предназначены для соединения с токовыми и потенциальными измерительными выходами блоков измерения и защиты входного и выходного, а выходы генератора - для соединения с управляющими входами транзисторного высокочастотного инвертора, дискретные выходы микроконтроллера предназначены для соединения с коммутирующими входами блока измерения и защиты выходного.

Блок управления может также содержать органы задания уставки выходного напряжения, органы индикации выходного напряжения и выходного тока, интерфейс внешнего управляющего компьютера и измерительный усилитель выходного напряжения на конце длинного кабеля, соединенные с дополнительными входами микроконтроллера.

На фиг.1 представлена общая функциональная схема предложенного стабилизирующего преобразователя переменного трехфазного напряжения в постоянное, на фиг.2 и 3 - функциональные схемы соответственно блока измерения и защиты входного и блока измерения и защиты выходного, а на фиг.4 - функциональная схема блока управления.

Стабилизирующий преобразователь содержит последовательно включенные радиочастотный фильтр 1 (фиг.1), входной выпрямитель 2, блок 3 измерения и защиты входной, емкостной фильтр 4, транзисторный высокочастотный инвертор (ZVS-инвертор) 5, высокочастотный понижающий трансформатор 6, выходной выпрямитель 7, LC-фильтр 8, блок 9 измерения и защиты выходной, а также блок 10 управления. (Внешняя нагрузка преобразователя на схеме не показана).

Входы блока 10 управления соединены с потенциальным выходом блока 3 измерения и защиты входного и токовыми и потенциальными выходами блока 9 измерения и защиты выходного, а выходы - с управляющими входами инвертора 5 и коммутирующими входами блока 9 измерения и защиты выходного.

Блок 3 измерения и защиты входной выполнен с возможностью измерения входного напряжения преобразователя, коммутации цепи питания преобразователя, обеспечения плавного заряда конденсатора емкостного фильтра 4 перед включением преобразователя и его быстрого разряда после выключения преобразователя, а также с возможностью выключения преобразователя при перенапряжениях и токовых перегрузках по входу.

Блок 9 измерения и защиты выходной выполнен с возможностью измерения токов до и после конденсатора LC-фильтра 8, выходных напряжений преобразователя на холостом ходу и под нагрузкой, с возможностью подключения минимальной встроенной нагрузки на холостом ходу преобразователя, а также с возможностью отключения внешней нагрузки.

Блок 10 управления выполнен с возможностью приема потенциальных измерительных сигналов от блока 3 защиты входного, токовых и потенциальных измерительных сигналов от блока 9 измерения и защиты выходного, формирования сигналов фазового управления транзисторами инвертора 5 с их открытием при нулевом напряжении между силовыми электродами и стабилизацией выходного напряжения по отклонениям входного и выходного напряжений, входному и выходному токам и скорости изменения входного тока, компенсацией падения напряжения в выходных цепях при больших токах нагрузки и ограничением входного тока при перегрузке, а также формирования коммутирующих сигналов для блока 9 измерения и защиты выходного с обеспечением подключения минимальной встроенной нагрузки на холостом ходу преобразователя, отключения инвертора при перенапряжении в сети и отключения внешней нагрузки при перегрузке по выходному току.

Входной выпрямитель 2 выполнен по схеме Ларионова, обеспечивающей максимальную постоянную составляющую

выпрямленного 3-х фазного напряжения и минимальную чувствительность к перекосу фаз.

Блок 3 измерения и защиты входной содержит электронный автоматический выключатель 11 (фиг.2), цепь 12 заряда емкостного фильтра, делитель 13 перепада напряжения, датчик 14 тока, делитель 15 напряжения, микроконтроллер 16 с АЦП и разрядник 17 емкостного фильтра. Электронный автоматический выключатель 11 и датчик 14 тока включены последовательно в цепь между потенциальными выводами входного выпрямителя 2 и емкостного фильтра 4 преобразователя. Цепь 12 заряда емкостного фильтра и делитель 13 перепада напряжения включены параллельно электронному автоматическому выключателю 11. Делитель 15 напряжения и разрядник 17 емкостного фильтра включены на выходе данного блока. Входы микроконтроллера 16 соединены с выходами датчика 14 тока, делителя 15 напряжения и делителя 13 перепада напряжения, а выходы - с управляющим входом цепи 12 заряда емкостного фильтра и коммутирующим входом электронного автоматического выключателя 11. Один из выходов микроконтроллера 16 является потенциальным измерительным выходом блока 3 измерения и защиты входного.

Емкостной фильтр 4 выполнен с конденсатором, емкость которого определена как минимально необходимая для демпфирования импульсных помех из сети 3-х фазного переменного тока.

Транзисторный высокочастотный инвертор 5 выполнен по 4-х плечевой мостовой схеме, в диагональ которой включена первичная обмотка высокочастотного понижающего трансформатора 6.

Высокочастотный понижающий трансформатор 6 может быть выполнен со вторичной обмоткой, имеющей среднюю точку, а выходной выпрямитель 7 - по схеме 2-х полупериодного выпрямителя со средней точкой и рециркуляционным диодом. Высокочастотный понижающий

трансформатор 6 может быть также выполнен со вторичной обмоткой, не имеющей средней точки, а выходной выпрямитель 7 - по схеме Греца.

Коэффициент трансформации определяется как максимальное целое число, меньшее отношения минимального мгновенного значения выпрямленного сетевого напряжения к максимальному задаваемому значению выходного напряжения с учетом падения напряжения на диодах выходного выпрямителя.

Емкость и индуктивность LC-фильтра 8 определены из условий заданной максимальной амплитуды пульсаций выходного напряжения, заданного максимального провала выходного напряжения при мгновенном подключении нагрузки и заданного максимального подброса выходного напряжения при мгновенном отключении нагрузки.

Блок 9 измерения и защиты выходной содержит датчики 17 и 18 (фиг.3) тока, делители 19 и 20 напряжения, минимальную встроенную нагрузку 21 и электронный автоматический выключатель 22. Датчики 17 и 18 тока и электронный автоматический выключатель 22 включены последовательно между дроссельным выводом LC-фильтра 8 и внешней нагрузкой (не показана). Общий вывод датчиков 17 и 18 тока соединен с потенциальным выводом конденсатора LC-фильтра 8. Делитель 20 напряжения включен на выходе данного блока, а делитель 19 напряжения и минимальная встроенная нагрузка 21 - перед электронным автоматическим выключателем 22. Выходы датчиков тока 17 и 18 и делителей 19 и 20 напряжения являются соответствующими токовыми и потенциальными выходами блока 9 измерения и защиты выходного, а коммутирующие входы минимальной встроенной нагрузки 21 и электронного автоматического выключателя 22 - его соответствующими коммутирующими входами.

Блок 10 управления содержит микроконтроллер 23 (фиг.4) с АЦП, усилители 24 - 27 сигналов с датчиков тока и делителей напряжений, генератор 28 сигналов управления ZVS-инвертором, который может быть

встроен в микроконтроллер 23. Выходы усилителей 24-27 соединены с соответствующими входами микроконтроллера 23, а вход генератора 28 - с его выходом. Входы усилителей 24-27 предназначены для соединения с токовыми и потенциальными измерительными выходами блоков 3 и 9 измерения и защиты входного и выходного, а выходы генератора 28 - для соединения с управляющими входами транзисторного высокочастотного инвертора 5. Дискретные выходы микроконтроллера 23 предназначены для соединения с коммутирующими входами блока 9 измерения и защиты выходного. Блок 10 управления может содержать органы задания уставки выходного напряжения, органы индикации выходного напряжения и выходного тока, интерфейс внешнего управляющего компьютера и измерительный усилитель выходного напряжения на конце длинного кабеля, соединенные с дополнительными входами микроконтроллера 23.

Работает стабилизирующий преобразователь переменного трехфазного напряжения в постоянное следующим образом.

Трехфазное сетевое напряжение, например 380/220 В с частотой 50 Гц, поступает на входной выпрямитель 2 и выпрямляется в нем. Демпфирование импульсных сетевых помех производится емкостным фильтром 4. Для исключения пусковых бросков зарядного тока и обеспечения плавного заряда конденсатора фильтра 4 микроконтроллер 16 после подачи питания включает цепь 12 заряда конденсатора фильтра, а затем, отслеживая сигнал от делителя 13 перепада напряжения, производит включение автоматического выключателя 11 в момент нулевого перепада напряжения на нем.

Генератор 28 сигналов управления ZVS-инвертором 5 включает и выключает транзисторы инвертора 5 так, что его цикл работы состоит из 4 интервалов, разделенных короткими паузами: открыты транзисторы одной диагонали, открыты два верхних транзистора, открыты транзисторы другой диагонали, открыты два нижних транзистора. При открытии диагонально-расположенных транзисторов на первичной обмотке высокочастотного

понижающего трансформатора 6 формируются биполярные импульсы, а на выходе выпрямителя 7 и входе LC-фильтра 8 - положительные импульсы, коэффициент заполнения которых регулируется микроконтроллером 23 блока управления 10. При открытии одноименных транзисторов образуются короткозамкнутые контура для тока индуктивности рассеяния первичной обмотки трансформатора 6, что способствует сохранению накопленной в ней энергии до следующего открытия одной из диагоналей. В паузах, длительность которых задается микроконтроллером 23 в соответствии с током во время импульсов, паразитные емкости плеч инвертора 5 полностью перезаряжаются током в индуктивности рассеяния первичной обмотки трансформатора 6 и последующее включение транзисторов происходит при нулевом напряжении на их силовых электродах. Таким образом, реализуется ZVS-режим работы инвертора 5 и его динамические потери сводятся к минимуму.

Посредством высокочастотного трансформатора 6, первичная обмотка которого включена в выходную диагональ мостового инвертора 5, производится понижение сформированного переменного напряжения до требуемого уровня. Далее полученное переменное напряжение выпрямляется, например, 2-х полупериодным выходным выпрямителем 7 и сглаживается LC-фильтром 8. Рециркуляционный диод выпрямителя 7 обеспечивает протекание тока через дроссель LC-фильтра в промежутках между импульсами напряжения на выходе трансформатора. Емкость и индуктивность LC-филътра 8 определены, как уже указывалось, из условий заданной максимальной амплитуды пульсаций выходного напряжения, заданного максимального провала выходного напряжения при мгновенном подключении нагрузки и заданного максимального подброса выходного напряжения при мгновенном отключении нагрузки. При этом использованы следующие аналитические соотношения:

, ;

max(k₂/₂,k₃/₃)

k₁k₁(u₀,m,u,f)

k₂k₂(u₀,m,u,i)

k₃k₃(i)

где ₁ - заданная амплитуда пульсаций выходного напряжения, В;

₂ - заданный максимальный провал выходного напряжения при мгновенном подключении нагрузки, В;

₃ - заданный максимальный подброс выходного напряжения при мгновенном отключении нагрузки, В;

u₀ - действующие значение входного 3-х фазного переменного напряжения, В;

u - выходное напряжение, В;

m - коэффициент трансформации высокочастотного понижающего трансформатора;

f - частота переключения инвертора, Гц;

i - максимальный ток нагрузки, А.

Выпрямленное выпрямителем 7 и сглаженное LC-фильтром 8 напряжение поступает через блок 9 измерения и защиты выходной на внешнюю нагрузку преобразователя.

В процессе работы преобразователя блоком 3 измерения и защиты входного по сигналам от датчика 14 тока осуществляется входная токовая защита преобразователя с отключением электронного автоматического выключателя 11. С помощью разрядника 17 производится быстрый разряд емкостного фильтра 4 при отключении сетевого напряжения с целью безопасного ремонта и обслуживания преобразователя. При перенапряжении на входе преобразователя сигнал на потенциальном

выходе блока 3, воздействуя на соответствующий вход блока 10 управления, приводит к остановке инвертора 5, который, в этом случае, выдерживает без повреждений двойное максимальное рабочее напряжение.

Коэффициент k заполнения импульсов на управляющих входах инвертора 5 - отношение длительности одновременного открытия диагонально-расположенных транзисторов инвертора к длительности цикла его работы - периодически рассчитывается микроконтроллером 23 в зависимости от сигналов на потенциальных и токовых входах блока управления 10, например, по следующему алгоритму:

S=max(min(сумма(u0-u2), Sm), -Sm); di=i1 - _i1; _i1=i1;

du=min(c1*(u0-u2)+c2*S+c3*i2, c3*i_m)-c3*i1-c4*di;

Если i2>i_mm тo k=0

Иначе k=m*(min(u0+u2-u_L, u_m)+du)/u1,

где S - интегральная обратная связь по выходному напряжению;

u0 - заданное выходное напряжение;

и2 - напряжение на конденсаторе LC-фильтра, определенное АЦП по сигналу с делителя 19;

Sm - ограничение интегральной обратной связи;

di - дифференциальная обратная связь (по скорости изменения входного тока);

i1 - приведенный ко вторичной обмотке трансформатора 6 входной ток, определенный АЦП по сигналу с датчика тока 17;

i2 - выходной ток, определенный АЦП по сигналу с датчика тока 18;

i_m - максимальный рабочий входной ток преобразователя;

i_mm - ток начала насыщения сердечника дросселя LC-фильтра;

u_L - напряжение на нагрузке (на выходе блока 9), определенное АЦП по сигналу с делителя 20;

u_m - максимально-допустимое выходное напряжение преобразователя;

m - коэффициент трансформации высокочастотного трансформатора 6;

ul - входное напряжение, определенное микроконтроллером 23 по сигналу с потенциального выхода блока 3.

Константы с1, с2 и с3 определяются методами теории автоматического регулирования исходя из устойчивости системы регулирования и минимальных провалов и бросков выходного напряжения при мгновенном подключении и отключении нагрузки. При этом токовые обратные связи и ограничения i_m и i_mm защищают схему преобразователя от возможного насыщения сердечника дросселя LC-фильтра током больше допустимого или токовой перегрузки инвертора, трансформатора и выпрямителя; обратная связь по напряжению на выходе блока 9, обеспечивает компенсацию падения напряжения в выходных цепях при больших выходных токах.

Если ток через блок 9 превышает максимально допустимый (больший тока i_mm) или нагрузка коротко замкнута срабатывает электронный автоматический выключатель 22. При этом микроконтроллер 23, обнаружив одновременное наличие сигнала с делителя 19 и его отсутствие с делителя 20, не включает нагрузку повторно.

Если напряжение на конденсаторе LC-фильтра, определяемое по сигналу с делителя 19 больше заданного микроконтроллер включает встроенную нагрузку 21, иначе он ее выключает. При одновременном выполнении условий: выходной ток, входное и выходное напряжение соответствуют режиму разрывного тока дросселя LC-фильтра, а выходное напряжение больше заданного, - микроконтроллер 23 устанавливает минимальный коэффициент заполнения. В результате обеспечивается стабилизация выходного напряжения при сколь угодно малой внешней нагрузке или даже ее отсутствии (на холостом ходу).

Предложенный стабилизирующий преобразователь переменного трехфазного напряжения в постоянное характеризуется надежной защитой,

повышенным качеством стабилизации и экономичностью. Испытания опытного образца преобразователя 380 В 50 Гц / 27 В 10 кВт подтвердили реализуемость и эффективность заявленного комплекса технических решений. Подтвержденный КПД=92,2% - лучший в классе.

1. Стабилизирующий преобразователь переменного трехфазного напряжения в постоянное, содержащий последовательно включенные радиочастотный фильтр, входной выпрямитель, блок измерения и защиты входной, емкостной фильтр, транзисторный высокочастотный инвертор, высокочастотный понижающий трансформатор, выходной выпрямитель, LC-фильтр и блок измерения и защиты выходной, а также блок управления, входы которого соединены с потенциальным измерительным выходом блока измерения и защиты входного и токовыми и потенциальными измерительными выходами блока измерения и защиты выходного, а выходы - с управляющими входами инвертора и коммутирующими входами блока измерения и защиты выходного, при этом блок измерения и защиты входной выполнен с возможностью измерения входного напряжения преобразователя, коммутации цепи питания преобразователя, обеспечения плавного заряда конденсатора емкостного фильтра перед включением преобразователя и его быстрого разряда после выключения преобразователя, а также с возможностью выключения преобразователя при перенапряжениях и токовых перегрузках по входу, блок измерения и защиты выходной выполнен с возможностью измерения токов до и после конденсатора LC-фильтра, выходных напряжений преобразователя на конденсаторе LC-фильтра и на нагрузке, с возможностью подключения минимальной встроенной нагрузки на холостом ходу преобразователя, а также с возможностью отключения внешней нагрузки, блок управления выполнен с возможностью приема потенциальных измерительных сигналов от блока защиты входного, токовых и потенциальных измерительных сигналов от блока измерения и защиты выходного, формирования сигналов фазового управления транзисторами инвертора с их открытием при нулевом напряжении между силовыми электродами и стабилизацией выходного напряжения по отклонениям входного и выходного напряжений, входному и выходному токам и скорости изменения входного тока, компенсацией падения напряжения в выходных цепях при больших токах нагрузки и ограничением входного тока при перегрузке, а также формирования коммутирующих сигналов для блока измерения и защиты выходного с обеспечением подключения минимальной встроенной нагрузки на холостом ходу преобразователя, отключения преобразователя при перенапряжении в сети и отключения внешней нагрузки при перегрузке по выходному току.

2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что входной выпрямитель выполнен по схеме Ларионова, обеспечивающей максимальную постоянную составляющую выпрямленного трехфазного напряжения и минимальную чувствительность к перекосу фаз.

3. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что блок измерения и защиты входной содержит электронный автоматический выключатель, цепь заряда емкостного фильтра, делитель перепада напряжения, датчик тока, делитель напряжения, микроконтроллер с аналого-цифровым преобразователем и разрядник емкостного фильтра, при этом электронный автоматический выключатель и датчик тока включены последовательно в цепь между потенциальными выводами входного выпрямителя и емкостного фильтра преобразователя, цепь заряда емкостного фильтра и делитель перепада напряжения включены параллельно электронному автоматическому выключателю, делитель напряжения и разрядник емкостного фильтра включены на выходе данного блока, входы микроконтроллера соединены с выходами датчика тока, делителя напряжения и делителя перепада напряжения, а выходы - с управляющим входом цепи заряда емкостного фильтра и коммутирующим входом электронного автоматического выключателя, один из выходов микроконтроллера является потенциальным измерительным выходом блока измерения и защиты входного.

4. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что емкостной фильтр выполнен с конденсатором, емкость которого определена как минимально необходимая для демпфирования импульсных помех из сети трехфазного переменного тока.

5. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что транзисторный высокочастотный инвертор выполнен по четырехплечевой мостовой схеме, в диагональ которой включена первичная обмотка высокочастотного понижающего трансформатора.

6. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что высокочастотный понижающий трансформатор выполнен со вторичной обмоткой, имеющей среднюю точку, а выходной выпрямитель выполнен по схеме двухполупериодного выпрямителя со средней точкой и рециркуляционным диодом.

7. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что высокочастотный понижающий трансформатор выполнен со вторичной обмоткой, не имеющей средней точки, а выходной выпрямитель выполнен по схеме Греца.

8. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что емкость и индуктивность LC-фильтра определены из условий заданной максимальной амплитуды пульсаций выходного напряжения, заданного максимального провала выходного напряжения при мгновенном подключении нагрузки и заданного максимального подброса выходного напряжения при мгновенном отключении нагрузки.

9. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что блок измерения и защиты выходной содержит два датчика тока, два делителя напряжения, минимальную встроенную нагрузку и электронный автоматический выключатель, при этом датчики тока и электронный автоматический выключатель включены последовательно между дроссельным выводом LC-фильтра и внешней нагрузкой, общий вывод датчиков тока соединен с потенциальным выводом конденсатора LC-фильтра, один из делителей напряжения включен на выходе данного блока, а другой делитель напряжения и минимальная встроенная нагрузка - перед электронным автоматическим выключателем, выходы датчиков тока и делителей напряжения являются соответствующими токовыми и потенциальными выходами блока измерения и защиты выходного, а коммутирующие входы минимальной встроенной нагрузки и электронного автоматического выключателя - его соответствующими коммутирующими входами.

10. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что блок управления содержит микроконтроллер с АЦП, усилители сигналов с датчиков тока и делителей напряжений, генератор сигналов управления ZVS-инвертором, который может быть встроен в микроконтроллер, причем выходы усилителей соединены с соответствующими входами микроконтроллера, а вход генератора - с его выходом, входы усилителей предназначены для соединения с токовыми и потенциальными измерительными выходами блоков измерения и защиты входного и выходного, а выходы генератора - для соединения с управляющими входами транзисторного высокочастотного инвертора, дискретные выходы микроконтроллера предназначены для соединения с коммутирующими входами блока измерения и защиты выходного.

11. Преобразователь по п.10, отличающийся тем, что блок управления содержит органы задания уставки выходного напряжения, органы индикации выходного напряжения и выходного тока, интерфейс внешнего управляющего компьютера и измерительный усилитель выходного напряжения на конце длинного кабеля, соединенные с дополнительными входами микроконтроллера.