Способ управления преобразователем постоянного напряжения в переменное

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ, содержапщм чеТьфехоб- . моточный реактор, первичная обмотка которого через параллельно соединенные тиристорный и транзисторный коммутаторы постоянного напряжения соединена с выходными зажимами источника постоянного напряжения, одна из вторичных обмоток через тиристор рекуперации соединена с выходными зажимами источника постоянного напряжения , а две другие вторичные обмотки через двуплечий тиристорный демодулятор напряжения высокой частоты соединены с нагрузкой, заключающийся в том, что формируют тактовые импульсы высокой частоты, распределяют их на два канала, формируют из импульсов каждого канала управляющие импульсы тиристоров коммутатора , формируют из тактовых импульсов высокой частоты импульсы управления транзистором коммутатора , формируют низкочастотное зталонное напряжение, выпрямляют его, формируют импульсы управления тиристорами демодулятора и подают их поочередно в течение каждого полупериода низкочастотного зталонного напряжения на один из тиристоров демодулятора, формируют импульсы управлеАия тиристором рекупер§ции , отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, формируют постоянное опорное напряжение, сравнивают его с выпрямленным низкочастотным эталонным напряжением, блокируют импульсы управления тран§ зистором коммутатораj когда выпрямленное низкочастотное эталонное (Л напряжение больше опорного, блокируют импульсы управления тиристорами коммутатора, когда вьшрямленное низкочастотное эталонное напряжение меньше опорного, измеряют напряжение вторичной обмотки реактора , сравнивают его с напряжением нагрузки и в моменты равенства формируют импульсы управления тиристо рами демодулятора, измеряют напряро жение нагрузки, сравнивают его с Nd эталонным и в моменты их равенст .ва формируют импульсы управления тиристором рекуперации, формируют эталонный ток, сравнивают его с кол лекторным током транзистора коммутатора и в моменты их равенства прекращают формирование импульсов управления транзистором коммутатора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (!1) y !) Н 02 Р 13/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

МТИТН

TKХМ 1 «",ГКЛ Я

Д1

БИЬНИ9ТИА (21) 3487511/24-07 (22) 31, 08. 82 (46) 07 ° 10.84. Бюл. У 37 (72) Б.3. Курчик и А.Н. Шварц (71) Ленинградский электротехнический институт связи им.проф.М.А.Бонч" .Бруевича (53) 621.316.722(088.8) (56) 1. "Электроника", т. 51, 11 16, 1979, с. 68-70.

2. Авторское свидетельство СССР

)) 741407, кл. Н 02 Р 13/16, 1979.. (54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В IIEPEMEHHOE, содержащим четырехобмоточный реактор, первичная обмотка которого через параллельно соединенные тиристорный и транзисторный коммутаторы постоянного напряжения соединена с выходными зажимами источника постоянного напряжения, одна из вторичных обмоток через тиристор рекуперации соединена с выходными зажимами источника постоянного напряжения, а две другие вторичные обмотки через двуплечий тиристорный демодулятор напряжения высокой частоты соединены с нагрузкой, заключающийся в том, что формируют тактовые импульсы высокой частоты, распределяют их на два канала, формируют из импульсов каждого канала управляющие импульсы тиристоров коммутатора, формируют из тактовых импульсов высокой частоты импульсы управления транзистором коммутатора, формируют низкочастотное эталонное напряжение, выпрямляют его, формируют импульсы управления тиристорами демодулятора и подают их поочередно в течение каждого полупериода низкочастотного эталонного напряжения на один из тиристоров демодулятора, формируют импульсы управлейия тиристором рекуперации, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, формируют постоянное опорное напряжение, сравнивают его с выпрямленным низкочастотным эталонным напряжением, блокируют импульсы управления транзистором коммутатора, когда выпрямленное низкочастотное эталонное напряжение больше опорного, блокируют импульсы управления тиристорами коммутатора, когда выпрямленное низкочастотное эталонное напряжение меньше опорного, измеряют напряжение вторичной обмотки реак1 тора, сравнивают его с напряжением. нагрузки и в моменты равенства формируют импульсы управления тиристорами демодулятора, измеряют напряжение нагрузки, сравнивают его с эталонным и в моменты их равенства формируют импульсы управления тиристором рекуперации, формируют зталонныч ток, сравнивают его с кол лекторным током транзистора комму- татора и s моменты их равенства прекращают формирование импульсов управления транзистором коммутатора.

1117821

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания устройств связи, автоматики и вычислительной техники, 5

Известен способ управления преобразователем, обеспечивающий получение на нагрузке низкочастотного напряжения из высокочастотных импульсов тока. Способ применяется для управления преобразователем, содержащим звено высокой частоты с широт но-импульсным модулятором-формирователем импульсов управления силовым транзистором, подключенным к первичной обмотке реактора, и подключенный к вторичной обмотке реактора двуплечий демодулятор. Способ состоит в том, что генерируют и широтноимпульсно модулируют последовательность высокочастотных импульсов управления силовым транзистором, генерируют и подают управляющий сигнал выходной частоты на транзисторы двуплечего демодулятора, формируя тем самым импульсы тока низкой частоты из высокочастотных импульсов, модулированных по закону низкой частоты и, Недостаток способа состоит в малой мощности преобразователя из-за ограниченной мощности транзисторов, а также в плохом использовании транзисторов по току и напряжению при формировании участков кривой выходного напряжения с малыми по сравнению с амплитудой мгновенньпчи значениями напряжения.

Наиболее близким к изобретению по техническо i сущности является способ управления преобразователем по48 стоянного напряжения в переменное, содержащим четырехобмоточный реактор, первичная обмотка которого через тиристорный коммутатор постоянного напряжения соединена с выходными за45 жимами источника постоянного напряжения, одна из вторичных обмоток через тиристор рекуперации соединена с выходными зажимами источника постоянного напряжения, а две другие вто- 5б ричные обмотки через двуплечий демодулятор напряжения высокой частоты соединены с нагрузкой. Способ состоит в том, что формируют тактовые импульсы высокой частоты, распределяют их на два канала, формируют из импульсов каждого канала управляющие импульсы тиристоров коммутатора, формируют низкочастотное эталонное напряжение, выпрямляют его, формируют импульсы управления тиристорами демодулятора и подают их поочередно в течение каждого полупериода низкочастотного эталонного напряжения на один из тиристо-. ров демодулятора, формируют импульсы управления тиристором рекуперации (2J .

Недостатком известного способа при формировании выходного напряжения синусоидальной формы (особенно при низких напряжениях источника питания) является сравнительно низкий КПД, обусловленный тем, что при формировании участка синусоидапьной кривой с малыми мгновенными значениями значительная часть потребляемой мощности возвращается в источник питания, т.е. на этих участках велики потери энергии в цепи рекуперации энергии по сравнению с выходной мощностью.

Целью изобретения является увеличение КПД преобразователем.

Поставленная цель достигается тем, что формируют постоянное опорное напряжение, сравнивают его с выпрямленным эталонным напряжением, блокируют импульсы управления транзисторов коммутатора, когда выпрям-, ленное эталонное напряжение больше опорного, блокируют импульсы уп-. равления тиристорами коммутатора, когда выпрямленное эталонное напряжение меньше опорного, и измеряют напряжение вторичной обмотки реактора, сравнивают его с напряжением нагрузки и в моменты равенства формируют импульсы управления тиристорами демодулятора, измеряют напряжение нагрузки, сравнивают его нагрузки с эталонным и в моменты их равенства, формируют импульсы управления тиристором рекуперации, формируют эталонный ток, сравнивают его с коллекторным током транзистора коммутатора и в моменты их равенства прекращают формирование импульсов управления транзистором коммутатора.

На фиг. 1 изображена силовая часть преобразователя; на фиг. 2— схема управления; на фиг. 3 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Преобразователь состоит из высо= кочастотного узла, содержащего параллельно соединенные мостовой тиристорный коммутатор 1 и цепочку 2 из транзистора и диода, подключенных к Первичной обмотке реактора 3, цепь 4 рекуперации энергии и двуплечий демодулятор 5, включающий тиристоры б и. 7, подключенные к концам вторичной обмотки реактора, и нагруз- 10 ку с емкостным фильтром, подключенную одним концом к средней точке вторичной обмотки реактора, а другим— к общей точке соединения тиристоров б и 7. 15

Устройство управления преобразователем содержит компаратор 8, к первому входу которого подключен источник 9 сорного напряжения, а к второму через выпрямитель 10 — выход 2О генератора 11 эталонного напряжения, схему 12 совпадения, к входам которой подключены выходы компаратора 8 и генератора 13 тактовых импульсов, а к выходу через распределитель 14 импульсов — формирователь 15 импульсов управления тиристорами коммутатора и формирователь 16 импульсов управления транзистором, компаратор

17, к одному входу которого подключен источник 18 эталонного тока, к второму — датчик 19 тока транзистора, а выходы подключены соответственно к формирователю 16 импульсов управления транзистором и через распреде35 литель 20 импульсов — к формирователю 21 импульсов управления тиристорами демодулятора, компаратор 22, входы которого соединены с генератОрОм 11 эталОннОГО напряжения и Дат 40 чиком .23 выходного напряжения инвертора, а выход — с формирователем 24 импульсов управления тиристором рекуперации, компаратор 25, входы которого соединены с датчиками 23 и 26 „

45 ссутветственно выходного напряжения и напряжения на выходных обмотках реактора 3, а выход — с распределителем 20 импульсов.

Выпрямленное эталонное синусо50 идальное напряжение UI< сравнивают с опорным напряжением U . Участки, на которых мгновенные значения эталонного напряжения превьппают опор1 4 ное (участок I на фиг. 3), соответствуют подаче импульсов управления на тиристоры высокочастотного коммутатора 1 (ось 01 на фиг. 3). На остальных участках (участки II на фиг. 3) импульсы управления подаются на транзистор 2 (ось 0 16 на фиг.3).

На участках I формирователь 21 импульсов управления тиристорами 6 и 7 демодулятора 5 вырабатывает импульсы управления в моменты равенства выходного напряжения инвертора напряжению на вторичных обмотках реактора 3. Выходное напряжение инвертора сравнивается с эталонным

Р напряжением в компараторе 22. В момент их равенства формируется и подается импульс управления на тиристор цепи рекуперации. Энергия, оставшаяся в реакторе, к этому моменту рекуперируется в источник.

На участках II происходит сравнение линейно нарастающего через первичную обмотку реактора 3 тока с эталонным синусоидальным током генератора 18 и в моменты их равенства формируется запирающий импульс управления транзистором и отпирающий импульс управления тиристором

6 и 7. На этих участках в нормальном режиме работы в течение каждого периода высокой частоты От источника питания потребляется только то количество энергии, которое необходимо нагрузке, и цепь рекуперации не используется. На участках II no известному способу большая часть энергии, потребленной от источника, возвращается через цепь рекуперации обратно, что приводит к существенному ухудшению КПД преобразователя). .Таким образом, на участках II в. работе не участвует цепь рекуперации, и энергия не возвращается в источник, уменьшено среднее значение тока через первичную обмотку и полупроводниковые ключи высокочастотного коммутатора.

Кроме того, на участках I в магнитном поле реактора запасается меньшее количество энергии за счет уменьшения влияния этапа коммутации.

Все это с вещественно повышает КПД преобразователя.

1117821

1117821

Заказ 7274/42

Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель А. Придатков

Редактор Т. Кугрышева ТехредС.Легеза Корректор М. Максимишинец