Источник асимметричного синусоидального тока или напряжения

Источник асимметричного синусоидального тока или напряжения может быть использован в электрохимических технологиях, где требуется регулирование соотношения величин положительной и отрицательной полуволн тока или напряжения. Источник содержит два управляемых выпрямителя, два дросселя, два конденсатора, четыре транзистора и трансформатор, первичная обмотка которого является входом и соединена с системой управления. Две вторичные обмотки трансформатора являются первым и вторым входами соответственно первого и второго управляемых выпрямителей. Первый выход первого управляемого выпрямителя через первый дроссель соединен с первым выводом первого конденсатора и коллектором первого и второго транзисторов. Второй выход второго управляемого выпрямителя соединен через второй дроссель с первым выводом второго конденсатора и эмиттерами третьего и четвертого транзисторов. Второй вывод первого конденсатора, второй выход первого управляемого выпрямителя, второй вывод второго конденсатора, первый выход второго управляемого выпрямителя, анод первой и второй нагрузок имеют общую точку соединения. Катод первой нагрузки, эмиттер второго транзистора и коллектор четвертого транзистора также имеют общую точку соединения. Катод второй нагрузки имеет общую точку соединения с эмиттером первого транзистора и коллектором третьего транзистора. Управляющие входы транзисторов, а также первого и второго управляемых выпрямителей соответственно соединены с выводами системы управления. Управляемые выпрямители выполнены по схеме однофазного мостового выпрямителя. Технический результат заключается в одновременном и независимом регулировании величины амплитуды прямой и обратной полуволн синусоидального тока или напряжения при одновременном уменьшении габаритной мощности трансформатора 1 н.з. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к области преобразовательной техники, более конкретно к источникам, содержащим трансформаторный формирователь асимметричного тока или напряжения (ТФАТ или ТФАН). Такие источники могут быть использованы, например, в электрохимических технологиях, где требуется регулирование соотношения величин положительной и отрицательной (большой и малой) полуволн тока или напряжения; при зарядке аккумуляторных батарей; а также в технологиях, связанных с электрообработкой растворов; гальваникой и др.

Известен источник, содержащий трансформаторный формирователь асимметричного напряжения [1. К.В.Маканков, Ю.С.Новокшенов, В.Д.Семенов. Обзор трансформаторных формирователей асимметричного синусоидального напряжения. Научная сессия ТУСУР-2007. Тематический выпуск «Системная интеграция и безопасность». Томск: Изд-во «В-Спектр», 2007. Ч.4, с.66-69, рис 5.]. Схема такого источника асимметричного синусоидального напряжения состоит из трансформатора, имеющего одну первичную обмотку, на которую подается входное синусоидальное напряжение, и две вторичные обмотки с разными числами витков. Средние точки вторичных обмоток соединены между собой и соответственно с первыми выводами первой и второй нагрузки. Концы и начала первой и второй вторичных обмоток трансформатора соединены между собой соответственно цепочками, состоящими из последовательно соединенных первого, третьего диодов и первого транзистора; и - второго, четвертого диодов и второго транзистора. Конец первой вторичной обмотки соединен с катодом первого диода, а анод третьего диода соединен с эмиттером первого

транзистора, коллектор которого соединен с концом второй вторичной обмотки. Начало первой вторичной обмотки соединено с катодом второго диода, а анод четвертого диода соединен с эмиттером второго транзистора, коллектор которого соединен с началом второй вторичной обмотки. При этом другие выводы первой и второй нагрузки соединены соответственно с анодом первого и катодом третьего диодов и соответственно с анодом второго и катодом четвертого диодов. Первый и второй транзисторы трансформаторного формирователя управляются с помощью сигналов от системы управления (на рис.5 [1] не показанной) и работают в режиме ключа.

Достоинством известной схемы является быстрота и плавность регулирования коэффициента асимметрии, симметричное двухполупериодное потребление тока, что исключает подмагничивание трансформатора и улучшает за счет этого его массогабаритные показатели.

К недостаткам данной схемы можно отнести вносимые искажения в форму тока и напряжения, которые не позволяют однозначно задавать требуемое значение тока или напряжения. Кроме того, недостатком данной схемы, является невозможность одновременного независимого регулирования прямой и обратной полуволн напряжения, что снижает функциональные возможности источника. Также недостатком схемы является завышенная габаритная мощность трансформатора за счет неэффективного использования вторичных обмоток (на каждом полупериоде входного напряжения задействовано только две из четырех вторичных обмоток).

Известен также источник, содержащий трансформаторный формирователь асимметричного напряжения и две индуктивности, включенные в цепь нагрузки [2. Патент РФ №69350, опубликован 2007.12.10, МПК (2006) Н02М 9/00, Н02М 9/06, фиг.1], который взят за прототип как наиболее близкий по назначению и технической сути к заявляемой полезной модели.

Схема такого источника асимметричного напряжения состоит из трансформатора, имеющего одну первичную обмотку, на которую подается входное синусоидальное напряжение, и две вторичные обмотки с разными числами витков. Две вторичные обмотки трансформатора имеют средние точки, которые соединены между собой, с первыми выводами первой и второй нагрузок соответственно и с коллекторами третьего и четвертого транзисторов. Конец первой вторичной обмотки соединен с катодом первого диода, анод которого соединен с первым выводом первого дросселя и со вторым выводом первой нагрузки. Второй вывод первого дросселя соединен с катодом третьего диода, анод которого соединен с эмиттером первого транзистора, коллектор которого соединен с концом второй вторичной обмотки. Второй вывод первого дросселя также соединен с катодом пятого диода, анод которого соединен с эмиттером третьего транзистора. Начало первой вторичной обмотки соединено с катодом второго диода, анод которого соединен с первым выводом второго дросселя и со вторым выводом второй нагрузки. Второй вывод второго дросселя соединен с катодом четвертого диода, анод которого соединен с эмиттером второго транзистора, коллектор которого соединен с началом второй вторичной обмотки. Второй вывод второго дросселя также соединен с катодом шестого диода, анод которого соединен с эмиттером четвертого транзистора. Первый, второй, третий и четвертый транзисторы управляются с помощью сигналов от системы управления СУ [2. Фиг.2] и работают в режиме ключа. Система управления содержит генератор пилообразного напряжения ГПН, генератор прямоугольных импульсов ГПИ, компаратор, два логических инвертора, четыре логических элемента «И». Выходы всех логических элементов «И» подключены соответственно к управляющим входам транзисторов.

Данный источник асимметричного тока или напряжения, содержащий трансформаторный формирователь асимметричного напряжения, обеспечивает симметричное двухполупериодное потребление тока,

исключает подмагничивание трансформатора и улучшает за счет этого его массогабаритные показатели. За счет введения двух дополнительных индуктивностей исключается искажение формы выходного напряжения, что позволяет однозначно задавать требуемое значение коэффициента асимметрии (симметрии) в заданных пределах.

Однако данная схема не позволяет одновременно независимо друг от друга регулировать амплитуду положительной и отрицательной полуволн напряжения, что в свою очередь ограничивает функциональные возможности данной схемы и ее практическое применение. Кроме того, у прототипа, как и у аналога [1] из-за неэффективного использования вторичных обмоток завышена габаритная мощность трансформатора.

Задача полезной модели состоит в том, чтобы расширить функциональные возможности источника и улучшить его массогабаритные показатели.

При решении поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в одновременном и независимом регулировании величины амплитуды прямой и обратной полуволн синусоидального тока или напряжения при одновременном уменьшении габаритной мощности трансформатора.

Для достижения технического результата полезная модель, как и прототип, содержит трансформатор, имеющий первичную обмотку, которая является входом и соединена с входом системы управления, и две вторичные обмотки; а также - два дросселя; четыре транзистора, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами системы управления.

В отличие от прототипа полезная модель дополнительно содержит два управляемых выпрямителя и два конденсатора. Начало и конец первой и второй вторичных обмоток трансформатора являются первым и вторым входами соответственно первого и второго управляемых выпрямителей УВ1, УВ2. Первый выход первого управляемого выпрямителя через первый дроссель соединен с первым выводом первого конденсатора и коллектором

первого и второго транзисторов. Второй выход второго управляемого выпрямителя соединен через второй дроссель с первым выводом второго конденсатора и эмиттерами третьего и четвертого транзисторов. При этом второй вывод первого конденсатора, второй выход первого управляемого выпрямителя, второй вывод второго конденсатора, первый выход второго управляемого выпрямителя, анод первой и второй нагрузок имеют общую точку соединения. Катод первой нагрузки, эмиттер второго транзистора и коллектор четвертого транзистора также имеют общую точку соединения. Катод второй нагрузки имеет общую точку соединения с эмиттером первого транзистора и коллектором третьего транзистора. Управляющие входы первого и второго управляемых выпрямителей соответственно соединены с выводами системы управления.

В частном случае выполнения управляемые выпрямители УВ1 и УВ2 содержат по два транзистора, соответственно: пятый, шестой и седьмой, восьмой, и по четыре диода, соответственно: первый, второй, третий, четвертый и пятый, шестой, седьмой, восьмой. Начало первой вторичной обмотки трансформатора соединено с коллектором пятого транзистора и катодом третьего диода, анод которого объединен с анодом четвертого диода и образует второй выход первого управляемого выпрямителя. Конец первой вторичной обмотки трансформатора соединен с катодом четвертого диода и с коллектором шестого транзистора, эмиттер которого соединен с анодом второго диода. Катод второго диода связан с катодом первого диода и образует первый выход первого управляемого выпрямителя, при этом анод первого диода связан с эмиттером пятого транзистора; Начало второй вторичной обмотки соединено с коллектором седьмого транзистора и с катодом седьмого диода, анод которого объединен с анодом восьмого диода и образует второй выход второго управляемого выпрямителя. Конец второй вторичной обмотки трансформатора соединен с катодом восьмого диода и с коллектором восьмого транзистора, эмиттер которого связан с анодом шестого диода, катод которого объединен с катодом пятого диода и образует

первый выход второго управляемого выпрямителя, при этом анод пятого диода связан с эмиттером седьмого транзистора. Управляющие входы транзисторов управляемых выпрямителей образуют управляющие входы последних и соединены с соответствующими выходами системы управления.

В частном случае выполнения система управления содержит генератор пилообразного напряжения, два компаратора, генератор прямоугольных импульсов, логический инвертор и четыре логических элемента «ИЛИ». Выход генератора пилообразного напряжения соединен с инверсными входами компараторов, прямые входы которых являются входами системы управления. Выход первого компаратора соединен с первыми входами первого и второго логических элементов «ИЛИ». Выход второго компаратора соединен с первыми входами третьего и четвертого логических элементов «ИЛИ». Вход генератора прямоугольных импульсов является входом системы управления и соединен с первичной обмоткой трансформатора. Выход генератора прямоугольных импульсов соединен с вторыми входами второго и четвертого логических элементов «ИЛИ», входом логического инвертора и с управляющими входами второго и третьего транзисторов. Выход логического инвертора соединен со вторыми входами первого и третьего логических элементов «ИЛИ» и с управляющими входами первого и четвертого транзисторов. Выходы всех логических элементов «ИЛИ» соединены с управляющими входами управляемых выпрямителей.

Совокупность существенных признаков заявляемой полезной модели, не известна заявителям из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» полезной модели.

Отличительные признаки заявляемой полезной модели в совокупности с известными признаками обеспечивают указанный выше технический результат. Это достигается введением двух управляемых выпрямителей, двух конденсаторов и изменением соединений между элементами схемы источника, благодаря чему в течение каждого полупериода входного

напряжения задействованы обе вторичные обмотки трансформатора, что уменьшает количество вторичных обмоток трансформатора, его габаритную мощность. При этом каждая вторичная обмотка трансформатора является входом управляемого выпрямителя, которые управляются сигналами системы управления независимо друг от друга, благодаря чему достигается возможность независимого и одновременного регулирования амплитуды положительной и отрицательной полуволн тока или напряжения, что в свою очередь расширяет возможности регулирования коэффициента асимметрии и как следствие - функциональные возможности источника. Введение двух дополнительных конденсаторов обеспечивает дополнительное сглаживание выходного тока (напряжения), что позволяет исключить изменение формы выходного тока (напряжения).

Это достигается следующим образом.

Управляемые выпрямители формируют однополярное выпрямленное ток (напряжение). Изменяя длительность включенного состояния транзисторов в этих выпрямителях можно менять амплитуду тока (напряжения) на выходе выпрямителей от нуля до максимального значения, обусловленного количеством витков вторичных обмоток трансформатора. Следовательно, становится возможным регулирование коэффициента асимметрии в широких пределах. LC-фильтр на выходе выпрямителя обеспечивает неискаженную форму сигнала на нагрузках. Транзисторы, включенные последовательно с нагрузкой, коммутируют выходное напряжение выпрямителей так, что в течение одного полупериода первый выпрямитель (соответственно первая вторичная обмотка) работает на первую нагрузку, а второй выпрямитель (соответственно вторая вторичная обмотка) работает на вторую нагрузку. Таким образом, в течение всего периода входного напряжения задействованы обе вторичные обмотки.

Таким образом, указанные выше изменения схемы позволяют достичь указанного технического результата, заключающегося в одновременном и независимом регулировании величины амплитуды прямой и обратной

полуволн синусоидального тока или напряжения при одновременном уменьшении габаритной мощности трансформатора.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена функциональная схема источника асимметричного синусоидального тока или напряжения. На фиг.2 приведен пример выполнения системы управления. На фиг.3 приведены диаграммы токов, напряжений и управляющих сигналов транзисторов, поясняющих работу источника при отсутствии модуляции выходного сигнала управляемых выпрямителей. На фиг.4 приведены диаграммы токов, напряжений и управляющих сигналов транзисторов, поясняющих работу источника при модуляции выходного сигнала управляемых выпрямителей.

Источник асимметричного синусоидального тока (напряжения) на фиг.1 содержит восемь диодов VD1-VD8; восемь транзисторов VT1-VT8, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами системы управления СУ; два конденсатора С1-С2; два дросселя L1-L2 и трансформатор, первичная обмотка TV 1.1 которого является входом, на который подается входное напряжение U_ВХ.- Две вторичные обмотки трансформатора TV 1.2 и TV 1.3 являются входами двух управляемых выпрямителей УВ1 и УВ2. Первый выход первого управляемого выпрямителя УВ1 через дроссель L1 соединен с первым выводом первого конденсатора С1 и с коллектором первого VT1 и второго VT2 транзисторов. Второй выход второго управляемого выпрямителя УВ2 через дроссель L2 соединен с первым выводом второго конденсатора С2 и эмиттером третьего VT3 и четвертого VT4 транзисторов. Второй выход первого управляемого выпрямителя УВ1, первый выход второго управляемого выпрямителя УВ2, вторые выводы конденсаторов С1 и С2 и аноды А1 и А2 соответственно первой Rн1 и второй Rн2 нагрузок имеют общую точку соединения. Катод К1 первой нагрузки Rн1 имеет общую точку соединения с эмиттером второго транзистора VT2 и коллектором четвертого транзистора VT4. Катод К2 второй нагрузки Rн2 имеет общую точку соединения с эмиттером

первого транзистора VT1 и коллектором третьего транзистора VT3. Управляющие входы транзисторов VT1, VT2, VT3, VT4 и первого УВ1 и второго УВ2 управляемых выпрямителей соединены с выходами системы управления СУ соответственно.

Каждый из управляемых выпрямителей УВ1 и УВ2. в частном случае выполнения фиг.1 выполнен на основе соответственно четырех диодов: VD1, VD2, VD3, VD4 и четырех диодов VD5, VD6, VD7, VD8; двух транзисторов VT5, VT6 и двух транзисторов VT7, VT8. При этом начало первой вторичной обмотки TV 1.2 соединено с коллектором пятого транзистора VT5 и с катодом третьего диода VD3, анод которого объединен с анодом четвертого диода VD4 и образует второй выход первого управляемого выпрямителя УВ1. Конец первой вторичной обмотки ТV1.2 соединен с катодом четвертого диода VD4 и с коллектором шестого транзистора VT6, эмиттер которого соединен с анодом второго диода VD2, а эмиттер пятого транзистора VT5 соединен с анодом первого диода VD1, катод которого объединен с катодом второго диода VD2 и образует первый выход первого управляемого выпрямителя УВ1. Кроме того, начало второй вторичной обмотки TV1.3 соединено с коллектором седьмого транзистора VT7 и с катодом седьмого диода VD7, анод которого объединен с анодом восьмого диода VD8 и образует второй выход второго управляемого выпрямителя УВ2. Конец второй вторичной обмотки TV1.3 соединен с катодом восьмого диода VD8 и с коллектором восьмого транзистора VT8, эмиттер которого соединен с анодом шестого диода VD6. Эмиттер седьмого транзистора VT7 соединен с анодом пятого диода VD5, катод которого объединен с катодом шестого диода VD6 и образует первый выход второго управляемого выпрямителя УВ2. На фиг.1 использованы также следующие обозначения: U_d1 - выходное напряжение управляемого выпрямителя УВ1, U_d2 - выходное напряжение управляемого выпрямителя УВ2; U_упр1 - управляющее напряжение, подаваемое на вход 1 системы управления СУ для регулирования выходного напряжения U_d1 управляемого выпрямителя УВ1;

U_упр2 - управляющее напряжение, подаваемое на вход 2 системы управления СУ для регулирования выходного напряжения U_d2 управляемого выпрямителя УВ2; W12, W13 - числа витков соответственно первой и второй вторичных обмоток трансформатора. Управляемые выпрямители УВ1 и УВ2 могут быть выполнены и на основе других схем и элементов, известных специалистам в данной области техники.

Кроме того, система управления СУ (фиг.2) в частном случае исполнения содержит: генератор пилообразного напряжения ГПН 1, компараторы 2, 4, генератор прямоугольных импульсов ГПИ 6, логический инвертор 7, четыре логических элемента «ИЛИ», обозначенные соответственно: 3, 5, 8, 9. При этом вывод ГПН 1 соединен с инверсными входами компараторов 2 и 4, прямые входы которых являются соответственно первым и вторым выводами (входами) системы управления СУ, на которые подаются управляющие напряжения U_упр1 и U_упр2 . Выход компаратора 2 соединен с первыми входами логических элементов «ИЛИ» 3, 5, выходы которых является пятым и седьмым выводами (выходами) системы управления СУ. Выход компаратора 4 соединен с первыми входами логических элементов «ИЛИ» 8, 9, выходы которых являются четвертым и шестым выводами (выходами) системы управления СУ. Вход ГПИ 6 является третьим выводом (входом) системы управления СУ, на который подается входное синусоидальное напряжение Uвх. Выход ГПИ является восьмым и одиннадцатым выводами (выходами) системы управления СУ и соединен с вторыми входами логических элементов «ИЛИ» 5, 9 и с входом логического инвертора 7, выход которого является девятым и десятым выводами (выходами) системы управления СУ и соединен с вторыми входами логических элементов «ИЛИ» 3, 8, выходы которых являются седьмым и шестым выводами (выходами) системы управления. К четвертому, пятому, шестому, седьмому, восьмому, девятому, десятому, одиннадцатому выводам (выходам) системы управления подключены соответственно управляющие входы седьмого VT7, пятого VT5, восьмого

VT8, шестого VT6, третьего VT3, первого VT1, четвертого VT4, второго VT2 транзисторов. Система управления может быть выполнена на основе других блоков и элементов, известных специалистам в данной области техники.

На фиг.3 и 4 представлены диаграммы, поясняющие работу источника асимметричного синусоидального тока или напряжения соответственно при отсутствии модуляции выходного напряжения управляемых выпрямителей и при модуляции выходного напряжения управляемых выпрямителей. На этих диаграммах используются следующие обозначения: U _вх - входное синусоидальное напряжение; U _упр1 - постоянное управляющее напряжение первого управляемого выпрямителя; U_упр2 - постоянное управляющее напряжение второго управляемого выпрямителя; U _ГПН - напряжение ГПН 1; U_VT1-U _VT8 - импульсы напряжения, подаваемые системой управления на каждый из восьми транзисторов соответственно; i _Rн1 - ток формируемый на нагрузке Rн1; i _Rн2 - ток формируемый на нагрузке Rн2; i _вх - входной ток; t - временная ось; U_d1 - выходное напряжение управляемого выпрямителя УВ1, U _d2 - выходное напряжение управляемого выпрямителя УВ2.

Работа источника рассмотрена на конкретном примере, в котором трансформатор выполнен в виде многообмоточного понижающего трансформатора. Управляемые выпрямители УВ1, УВ2 выполнены по схеме однофазного мостового выпрямителя. Использованы биполярные транзистора n-р-n типа, полупроводниковые диоды, сглаживающий дроссель с заданной индуктивностью и конденсатор с заданной емкостью, обеспечивающие синусоидальную форму выходного тока (напряжения). Нагрузка является симметричной и представлена в виде двух резисторов Rн1, Rн2. Система управления СУ выполнена, например, по схеме, представленной на фиг.2, где ГПН 1 выполнен по классической схеме генератора линейно-нарастающего напряжения; ГПИ 6 выполнен на компараторе и имеет два выходных состояния (0 - при отрицательном входном напряжении U_вх и 1 - при положительном U_вх). Компаратор 2 и 4,

логический инвертор 7, логические элементы «ИЛИ» 3, 5, 8, 9 являются стандартными логическими элементами.

Источник асимметричного синусоидального тока или напряжения работает следующим образом.

Рассмотрим режим работы схемы (фиг.3), при котором отсутствует модулирование (регулирование) выходного напряжения управляемых выпрямителей (на управляющие входы транзисторов VT5, VT6, VT7, VT8 подан высокий уровень сигнала, обеспечивающий их включенное состояние). Входное синусоидальное напряжение Uвх поступает на первичную обмотку TV1.1 трансформатора TV1 и повторяется с учетом соответствующих коэффициентов трансформации Ктр1, Ктр2 на первой TV1.2 и второй TV1.3 вторичных обмотках трансформатора. Причем при положительной полярности входного напряжения Uвх (обозначено без скобок) ток первой вторичной обмотки TV1.2 протекает через первый VD1 и четвертый VD4 диоды, а при отрицательной полярности через второй VD2 и третий VD3 диоды. Одновременно ток второй вторичной обмотки TV1.3 при положительной полярности входного напряжения протекает через пятый VD5 и восьмой VD8 диоды, а при отрицательной через шестой VD6 и седьмой VD7 диоды. Таким образом, на выходе первого и второго управляемых выпрямителей возникает однополярное синусоидальное напряжение, амплитуда которого обусловлена количеством витков (W12, W13) первой TV1.2 и второй TV1.3 вторичных обмоток трансформатора. На выходе управляемых выпрямителей УВ1 и УВ2 возникает напряжение соответсвенно U_d1 и U_d2 (фиг.3). Высокочастотный фильтр на выходе выпрямителей образованный первой индуктивность L1 и первым конденсатором С1 и второй индуктивностью L2 и вторым конденсатором С2 не оказывает влияния на форму сигнала, так как сигнал является низкочастотным. При замкнутых транзисторах VT2, VT3 и разомкнутых VT1, VT4 напряжение с выхода управляемых выпрямителей поступает соответственно на первую Rн1 и вторую Rн2 нагрузки, причем на нагрузке

Rн1 формируется малая отрицательная полуволна тока (напряжения), а на нагрузке Rн2 - большая положительная полуволна тока (напряжения). При смене полярности входного напряжения на противоположную (указано в скобках) замкнуты транзисторы VT1, VT4 и разомкнуты VT2, VT3 и выходное напряжение управляемых выпрямителей поступает на вторую Rн2 и первую Rн1 нагрузки соответственно и полуволны меняются местами, как показано на фиг.3. Ток, потребляемый от трансформатора i_вх при этом остается симметричным.

Рассмотрим режим работы схемы, при котором осуществляется высокочастотное широтно-импульсное модулирование (регулирование) выходного сигнала выпрямителя. Транзисторы VT5, VT7 переключается с частотой много большей частоты входного напряжения в течение первой полуволны входного напряжения (фиг.4). При этом транзисторы VT6, VT8 находятся в открытом состоянии (на их управляющие входы подан высокий уровень сигнала) и обеспечивают контур протекания для спадающего тока дросселей L1 и L2 при паузах в работе транзисторов VT5, VT7. Транзисторы VT6, VT8 также переключаются с частотой много большей частоты входного напряжения в течение второй полуволны входного напряжения (фиг.4). При этом транзисторы VT5, VT7 - открыты (на их управляющие входы подан высокий уровень сигнала) и обеспечивают контур протекания спадающего тока дросселей L1 и L2 при паузах в работе транзисторов VT6, VT8. Высокочастотные фильтры на выходе управляемых выпрямителей обеспечивают сглаживание сигнала с выхода выпрямителей, что обеспечивает неискаженную форму сигнала на нагрузках. Транзисторы VT2, VT3 (включены в течение первой полуволны входного напряжения) и VT1, VT4 (включены в течение второй полуволны входного напряжения) коммутируют выходное напряжение выпрямителей на нагрузки Rн1 и Rн2.

Регулирование коэффициента асимметрии осуществляется путем изменения относительной длительности включенного состояния транзисторов VT5, VT6 и VT7, VT8.

Управляющие напряжения Uупр1 и Uупр2, подаваемые на 1 и 2 выводы системы управления, сравниваются в компараторах 2 и 4 с линейно-нарастающим напряжением ГПН 1. При положительной разности управляющих напряжений Uупр1 и Uупр2 и линейно-нарастающего напряжения ГПН 1 (фиг.3) на выходе ГПН 1 формируется импульс управления высокого уровня (логическая единица). В это же время на третий вывод системы управления СУ подается входное синусоидальное напряжение Uвх, из которого с помощью ГПИ 6 формируются прямоугольные импульсы с частотой и фазой входного напряжения U _вх. Указанные прямоугольные импульсы с выхода ГПИ поступают на входы логических элементов «ИЛИ» 5, 9, и при прямой полуволне входного напряжения запрещают прохождение управляющих импульсов с выходов компараторов 2, 4 на транзисторы VT6, VT8, в результате чего в течение прямой полуволны входного напряжения на транзисторы VT6, VT8 подается постоянный высокий уровень сигнала (логическая единица) (фиг.4). Одновременно эти импульсы подаются на вход логического инвертора и с его выхода (в инвертированном виде) на входы логических элементов «ИЛИ» 3, 8 и разрешают прохождение управляющих импульсов с выходов компараторов 2, 4 на транзисторы VT5, VT7, в результате чего в течение прямой полуволны входного напряжения транзисторы VT5, VT7 работают в режиме широтно-импульсной модуляции (ШИМ) независимо друг от друга, в соответствии с управляющими напряжениями Uупр1 и Uупр2 (фиг.4). При обратной полуволне входного напряжения транзисторы VT6, VT8 работают в режиме ШИМ, а на транзисторы VT5, VT7 подается высокий уровень управляющего сигнала (логическая единица). При этом на транзисторы VT2, VT3 поступают прямые управляющие импульсы с выхода ГПИ 6, а на транзисторы VT1, VT4 поступают инвертированные импульсы с выхода логического инвертора 7.

Таким образом, на управляющие входы транзисторов VT5, VT6 и VT7, VT8 подаются управляющие сигналы, так как показано на фиг.4. Причем

высокий уровень управляющего сигнала, поданный на управляющий вход транзистора, соответствует открытому состоянию транзистора, а низкий - закрытому. Как видно из фиг.4, при положительной полярности входного напряжения транзисторы VT5, VT7 переключаются с частотой много большей частоты входного напряжения Uвх, а транзисторы VT6, VT8 - открыты. При отрицательной полярности входного напряжения транзисторы VT5, VT7 - открыты, а транзисторы VT6, VT8 переключаются с частотой много большей частоты входного напряжения Uвх. При положительной полярности входного напряжения Uвх транзисторы VT2, VT3 открыты, а транзисторы VT1, VT4 - закрыты. При отрицательной полярности входного напряжения Uвх транзисторы VT2, VT3 закрыты, а транзисторы VT1, VT4 - открыты.

Таким образом, плавно изменяя относительную длительность включенного состояния транзисторов VT5, VT6, и независимо VT7, VT8 в пределах от 0 до 1, можно плавно и независимо изменить амплитуду малой и большой полуволн напряжения (тока) от нуля до его максимального значения, определяемого коэффициентом трансформации вторичных обмоток трансформатора TV1.2, TV1.3 и, следовательно, коэффициент симметрии (асимметрии) выходного асимметричного синусоидального напряжения в заданных пределах. При этом форма полуволн выходного напряжения (тока) не меняется (с точностью до пульсаций, которые при достаточно большой частоте переключения транзистора как угодно малы) вследствие фильтрующих свойств дросселя и конденсатора.

Приведенный пример выполнения заявляемого источника не ограничивает другие возможные примеры реализации данного источника и его блоков, например, управляемых выпрямителей, блоков системы управления.

Полезная модель промышленно применима и может быть многократно реализована на известной элементной базе, (например, IGBT или полевых транзисторах). Заявляемая полезная модель может быть использована в

различных технологических процессах, где требуются источники асимметричного синусоидального тока или напряжения с плавной регулировкой величины коэффициента асимметрии (симметрии).

1. Источник асимметричного синусоидального тока или напряжения, содержащий трансформатор, имеющий первичную обмотку, которая является входом и соединена с входом системы управления, и две вторичные обмотки; два дросселя; четыре транзистора, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами системы управления, отличающийся тем, что дополнительно содержит два управляемых выпрямителя и два конденсатора; начало и конец первой и второй вторичных обмоток трансформатора являются первым и вторым входами соответственно первого и второго управляемых выпрямителей; первый выход первого управляемого выпрямителя через первый дроссель соединен с первым выводом первого конденсатора и коллектором первого и второго транзисторов; а второй выход второго управляемого выпрямителя соединен через второй дроссель с первым выводом второго конденсатора и эмиттерами третьего и четвертого транзисторов; при этом второй вывод первого конденсатора, второй выход первого управляемого выпрямителя, второй вывод второго конденсатора, первый выход второго управляемого выпрямителя, анод первой и второй нагрузок имеют общую точку соединения; причем катод первой нагрузки, эмиттер второго транзистора и коллектор четвертого транзистора имеют общую точку соединения, а катод второй нагрузки имеет общую точку соединения с эмиттером первого транзистора и коллектором третьего транзистора; кроме того, управляющие входы первого и второго управляемых выпрямителей соответственно соединены с выводами системы управления.

2. Источник асимметричного синусоидального тока или напряжения по п.1, отличающийся тем, что каждый из управляемых выпрямителей содержит по два транзистора, соответственно, пятый, шестой и седьмой, восьмой, и по четыре диода, соответственно, первый, второй, третий, четвертый и пятый, шестой, седьмой, восьмой; начало первой вторичной обмотки трансформатора соединено с коллектором пятого транзистора и катодом третьего диода, анод которого объединен с анодом четвертого диода и образует второй выход первого управляемого выпрямителя; а конец первой вторичной обмотки трансформатора соединен с катодом четвертого диода и с коллектором шестого транзистора, эмиттер которого соединен с анодом второго диода, а катод второго диода связан с катодом первого диода и образует первый выход первого управляемого выпрямителя, при этом анод первого диода связан с эмиттером пятого транзистора; начало второй вторичной обмотки соединено с коллектором седьмого транзистора и с катодом седьмого диода, анод которого объединен с анодом восьмого диода и образует второй выход второго управляемого выпрямителя; конец второй вторичной обмотки трансформатора соединен с катодом восьмого диода и с коллектором восьмого транзистора, эмиттер которого связан с анодом шестого диода, катод которого объединен с катодом пятого диода и образует первый выход второго управляемого выпрямителя, при этом анод пятого диода связан с эмиттером седьмого транзистора; кроме того, управляющие входы транзисторов управляемых выпрямителей образуют управляющие входы последних и соединены с соответствующими выходами системы управления.

3. Источник асимметричного синусоидального тока или напряжения по п.1 или п.2, отличающийся тем, что система управления содержит генератор пилообразного напряжения, два компаратора, генератор прямоугольных импульсов, логический инвертор и четыре логических элемента ИЛИ; при этом выход генератора пилообразного напряжения соединен с инверсными входами каждого из компараторов, прямые входы которых являются входами системы управления, выход первого компаратора соединен с первыми входами первого и второго логических элементов ИЛИ, а выход второго компаратора соединен с первыми входами третьего и четвертого логических элементов ИЛИ; вход генератора прямоугольных импульсов является входом системы управления и соединен с первичной обмоткой трансформатора, а выход генератора прямоугольных импульсов соединен с вторыми входами второго и четвертого логических элементов ИЛИ, входом логического инвертора и с управляющими входами второго и третьего транзисторов, выход логического инвертора соединен со вторыми входами первого и третьего логических элементов ИЛИ и с управляющими входами первого и четвертого транзисторов; кроме того, выходы всех логических элементов ИЛИ соединены с управляющими входами управляемых выпрямителей.