Преобразователь постоянного напряжения в переменное напряжение многоступенчатой формы

 

Изобретение относится к электротехнике им.б. использовано в системах вторичного электропитания и электропривода для преобразования постоянного напряжения в переменное многоступенчатой формы. Цель - упрощение путем уменьшения числа ключей при заданном числе ступеней выходного напряжения. Преобразователь подключен к источнику постоянного напряжения I и содержит основной 2 и дополнительный 3 инверторы, выходной основной 4 и дополнительный 8 трансформаторы . Нарастающая полуволна формируется в два такта.. В первом такте демодулируется сумма напряжений на секции 5 и обмотке 9. При этом в четные полупериоды нагрузка подключена через ключи 13 и 15, а в нечетные - через ключи 14 и 16 к высокочастотному напряжению. Фаза высокочастотных напряжений такая, что вначале напряжения вычитаются, а затем суммируются. В дополнительном инверторе 3 осуществляется амплитудно-импульсная модуляция, и он формирует одноступенчатое напряжение. При формировании многофазного напря-- жения с регулируемой фазой инвертор 2 и трансформатор 4 являются общими для всех фаз. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. с « (Л Риг. 1.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 Н 02 М 7 5395

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4013025/24-07 . (22) 29.01,86 (46) 23.07.87. Вюл. М 27 (72) А.Н.Ильин (53) 621,314.58 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N9 1134999, кл. H 02 М 7/537, 1983.

Проблемы преобразовательной техники. — Киев.: Изд-во АН УССР, 1979, ч,II с. 41. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ ФОРМЫ (57) Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано в системах вторичного электропитания и электропривода для преобразования постоянного напряжения в переменное многоступенчатой формы. Цель — упрощение путем уменьшения числа ключей при заданном числе ступеней выходного напряжения. Преобразователь подключен к источнику постоянного напряжения 1 и содержит основной 2 и дополнительный 3 инверторы, выходной. основной 4 и дополнительный 8 трансформаторы. Нарастающая полуволна формируется в два такта.. В первом такте демодулируется сумма напряжений на секции 5 и обмотке 9. При этом в четные полупериоды нагрузка подключена через ключи 13 и 15, а в нечетные — через ключи 14 и 16 к высокочастотному напряжению. Фаза высокочастотных напряжений такая, что вначале напряжения вычитаются, а затем суммируются. В дополнительном инверторе 3 осуществляется амплитудно-импульсная модуляция, и он формирует одноступенчатое напряжение, При формировании многофазного напря-: жения с регулируемой фазой инвертор

2 и трансформатор 4 являются общими для всех фаз. 1 э.п. ф-лы, 3 ил.

25650 2 в системах вторичного электропитания и электропривода для преобразования постоянного напряжения в переменное многоступенчатой формы..

Цель изобретения — упрощение путем уменьшения числа. ключей при заданном числе ступеней выходного напряжения, На фиг.l показана принципиальная схема преобразователя! на фиг.2 временные диаграммы, поясняющие алгоритмы переключения ключей и формирования выходного шестиступенчатого напряжения; на фиг,3 — схема выполнения пары ключей переменного тока.

Преобразователь (фиг.1) подключен к источнику постоянного напряжения 1 . и содержит основной 2 и дополнительный 3 инверторы, выходной основной трансформатор 4 с секциями вторичной обмотки 5-7, выходной дополнительный трансформатор 8 с секциями вторичной обмотки 9 и 10, пары 11 и 12 ключей переменного тока 13-lI6. Точки соединения пар подключены к нагрузке 17.

На фиг.2 обозначены: U U — напряжения на первичной стороне трансформаторов 4 и 8 соответственно;

U 04 " напряжения управления, поступающие на пары ключей 11 и 12 соответственно; U — ступенчатое выходное напряжение на нагрузке 17> U,Uqq - напряжения первой, второй и т,д. ступенек выходного напряжения на нагрузке; "!", "2", "3",„, полупериоды высокочастотного напряжения.

Пара ключей переменного тока (фиг.3) выполнена на транзисторах

18-21, диодах 22-25, резисторе 26, Преобразователь работает следующим образом.

Нарастающая полуволна, например положительного напряжения, формируется в два такта. В первом такте демодулируется сумма напряжений на секции

5 и обмотке 9 (секции 7, обмотке !О).

При этом в нечетные голупериоды ("l"

"3"...) нагрузка подключена через ключи 13 и 15, а в четные ("2","4".. ) ключами 14 и 16 к высокочастотному напряжению, Амплитуда импульсов регулируемого инвертора в начале уменьшается. до нуля по заданному закону, а потом возрастает до прежнего (или другого} уровня. Фаза высокочастотt)

30

13

Изобретение относится к электротехникее н может быть и спольз овано

Hhlx напряжений инверторов така ., что в начале их напряжения вычитаются, а затем суммируются. Во втором такте аналогично демодулируется сумма напряжений на секциях 5 и 6 и обмотке 10 (секциях 6 и 7 и обмотке 9) посредством ключей 14, 15 и 13, 16.

На фиг.2 показаны диаграммы работы основных устройств при формировании шестиступенчатого напряжения.

Соотношение амплитуд напряжений на секциях 5-7 и обмотках 9 и 10 равны

2:3:2:1:1. При этом в дополнительном инверторе осуществляется амплитудноимпульсная модуляция и он формирует одноступенчатое напряжение. При формировании первой ступеньки выходного напряжения (U „) высокочастотное напряжение дополнительного инвертора

U вычитается из напряжения крайних секций, при формировании второй ступеньки (U ) напряжение дополнительного инвертора равно нулю, а при формировании третьей ступеньки (0 ) напряжения основного и дополнительного инверторов суммируются.

Формирование четвертой, пятой и шестой ступенек происходит аналогично. При этом нагрузка 17 поочередно подключается к секциям 5 и 6 и обмот" ке 10 (секциям 6 и 7, обмотке 9).

Так как секции трансформатора 4 и вторичные обмотки трансформатора 8 в этом случае включаются встречно, то напряжения на первичных обмотках трансформаторов (U U ) при формировании четвертой ступеньки находятся в фазе, а шестой — в противофазе. Смена полярности выходного напряжения осуществляется изменением фазы управляющих напряжений U> и U (фиг.2).

Пары ключей, переменного тока (фиг.3 ) работает следующим образом.

При подаче на вход С управляющего импульса, в зависимости от его полярности, откроются транзисторы 18 и 20 или 19 и 21. После смены полярности управляющего напряжения закрытые транзисторы откроются после рассасывания избыточных носителей из области базы открытого транзистора что и исключает сквозные токи при переключении.

При формировании многофаэного напряжения с регулируемой фазой инвертор 2 и трансформатор 4 (фиг,1) 3 !3256 являются общими для всех фаэ. Кроме того, каждая фаза содержит свою вторичную обмотку, ключи переменного тока и дополнительный ннвертор.

Формул а изобретения

1, Преобразователь постоянного напряжения в переменное напряжение многоступенчатой формы, содержащий основной и дополнительный инверторы с выходными трансформаторами, вторичные обмотки которых разделены на секции и через ключи переменного тока ,связаны с выходными выводами преобразователями, причем секции вторичной обмотки выходного трансформатора основного инвертора образованы посредством И пар промежуточных отводов, симметрич- 20 но расположенных относительно середины обмотки, о т л и.ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения путем уменьшения числа ключей переменного тока при заданном числе ступеней вы- 25 ходкого напряжения, вторичная обмотка выходного трансформатора дополнительного инвертора выполнена s виде

N пар независимых секций с равным числом Битков в секциях каждой пары, крайние выводы вторичной обмотки вьгходного трансформатора основного инвертора через первую пару ключей переменного тока соединены с первым выходным выводом преобразователя, а каждый промежуточный отвод вторичной обмотки выходного трансформатора основного инвертора через последовательно соединенные соответствующую секцию вторичной обмотки выходного трансформатора дополнительного инвертора.и второй ключ переменного тока соединен с вторым выходным выводом преобразователя.

2. Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что каждый ключ переменного тока выполнен в виде встречно-паралелльно соединенных двух цепочек, каждая из которых состоит иэ последовательно соединенных диода и транзистора, причем транзисторы имеют разный тип проводимости и подключены эмиттерами к выход-! ному выводу преобразователя.

1325650

Ьа А

Составитель В.Моин

Техред Л.Сердюкова

Корректор Н.Король

Редактор Г.Гербер

Заказ 3122/53

Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4