Устройство для управления инвертором напряжения со ступенчатой формой выходного напряжения

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИНВЕРТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ СО СТУПЕНЧАТОЙ ФОРМОЙ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее преобразователь постоянного напряжения в переменное, выполненный на двух управляемых ключах и трансформаторе , к выводам трех вторичных обмоток которого подключены коммутаторы, каждый из которых выполнен на двух встречно и параллельно соединенных управляемых ключах прямой и обратной проводимости, задающий генератор, выход которого подключен к кольцевой пересчетной схеме на двенадцати ячейках , формирователи импульсов, каждый из которых выполнен на транзисторе и трансформаторе, причем управляющий вход транзистора первого формирователя импульсов соединен через диоды с выходами первой, третьей, четвертой , шестой, восьмой и одиннадцатой ячеек, управляющий вход транзистора второго формирователя импульсов через диоды - с выходами первой и шестой ячеек, управляющий вход транзистора третьего формирователя импульсрв через диоды - с выходами третьей и четвертой ячеек, две выходные обмот ки трансформатора первого формирователя импульсов предназначены для подключения к управляющим входам управляемых ключей преобразователя постоянного напряжения в переменное, выходные обмотки трансформаторов второго и третьего формирователя импульсов предназначены для подключения к управляющим входам управляемых ключей прямой проводимости первого и третьего коммутатора, о т л и ч а- , ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и повьш ения надежности устройства второй и третий формирователи импульсов снабжены дополнительно первичной обмоткой, число витков которой относится к числу витков основной обмотки как 1:2, дополнительньпу транзистором, дополнительными диодами и тремя дополнительными вторичными обмотками, причем дополнительные первичные обмотки второго и третьего формирователей импульсов соединены с дополнительными транзисторами, управляющий вход транзистора второго формирователя импульсов через допол;Р нительные диоды соединен с выходами седьмой и двенадцатой ячеек, управсл ляющий вход транзистора третьего фор;о мирователя импульсов через дополнительные диоды соединен с выходами девятой и десятой ячеек, управляющий вход дополнительного транзистора каждого формирователя импульсов через дополнительные диоды соединен с выходами .ячеек, не соединенных с основным .транзистором, первые дополнительные вторичные обмотки второго и третьего формирователей импульсов предназначены для соединения с управляющими входами управляемых ключей обратной проводимости первого и третьего коммута-

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (П) 3(59 Н 02 Р 13 18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3605865/24-07 (22) 17.06.83 (46) 15.10.84. Бюл. Р 38 (72) В.P. Бирюков .(53) 621.316.722(088.8) (56) 1. Константинов В.Г. Многофазные преобразователи на транзисторах. М., "Энергия", 1972, с. 33.

2..Salters С., High power Dl-ÀÑ

invertor with Sinusoidal autput Elektronic Engeneering, 1961, Sept. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

HHBEPI0P0M НАПРЯЖЕНИЯ СО СТУПЕНЧАТОЙ ФОРМОЙ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее преобразователь постоянного напряжения в переменное, выполненный на двух управляемых ключах и трансформаторе, к выводам трех .вторичных обмоток которого подключены коммутаторы, каждый из которых выполнен на двух встречно и параллельно соединенных управляемых ключах прямой и обратной проводимости, задающий генератор, выход которого подключен к кольцевой пересчетной схеме на двенадцати ячейках, формирователи импульсов, каждый из которых выполнен на транзисторе и трансформаторе, причем управляющий вход транзистора первого формирователя импульсов соединен через диоды с выходами первой, третьей, четвертой, шестой, восьмой и одиннадцатой ячеек, управляющий вход транзистора второго формирователя импульсов через диоды « с выходами первой и шес той ячеек, управляющий вход транзистора третьего формирователя импульсов через диоды — с выходами третьей и четвертой ячеек, две выходные обмот ки трансформатора первого формирователя импульсов предназначены для под ключения к управляющим входам управляемых ключей преобразователя постоянного напряжения в переменное, выходные обмотки трансформаторов второго и третьего формирователя импульсов предназначены для подключения K управляющим входам управляемых ключей прямой проводимости первого и третьего коммутатора, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью упро. щения и повышения надежности устройства второй и третий формирователи импульсов снабжены дополнительно первичной обмоткой, число витков коИ торой относится к числу витков основ- 19. ной обмотки как 1:2, дополнительным транзистором, дополнительными диодами и тремя дополнительными вторичными обмотками, причем дополнительные первичные обмотки второго и третьего Я формирователей импульсов соединены с дополнительными транзисторами, уп равляющий вход транзистора второго формирователя импульсов через дополнительные диоды соединен с выходами седьмой и двенадцатой ячеек, управляющий вход транзистора третьего формирователя импульсов через дополнительные диоды соединен с выходами девятой и десятой ячеек, управляющий вход дополнительного транзистора каждого формирователя импульсов через дополнительные диоды соединен с выхо- ф» дами .ячеек, не соединенных с основным. .транзистором, первые дополнительные вторичные обмотки второго и третьего формирователей импульсов предназначе ны для соединения с управляющими входами управляемых ключей обратной проводимости первого и третьего коммута

11 19159 тора, а две другие дополнительные вторичные обмотки соединены последовательно и согласно и предназначены

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для преобразования напряжения постоянного тока в переменное синусоидаль5 ное.

Известны инверторы напряжения и устройства управления ими, выполненные на мультивибраторах управляемых задающим генератором 11 .

Недостатком таких устройств являются большие масса и габариты тран" сформаторов, работающих на частоте выходного напряжения.

Наиболее близкой к изобретению 15 по технической сущности является устройство для управления инвертором, которое содержит преобразователь постоянного тока в переменный, три коммутатор, подключенные к выводам 20 трех обмоток трансформатора преобразователя и блок управления, выполненный на задающем генераторе, управляющем кольцевой пересчетной схемой на двенадцати ячейках, семь формирова- 25 телей импульсов, управляющие входы которых связаны с выходами кольцевой нересчетной схемы, а выходы — с управляющими входами шести ключей трех коммутаторов и ключами преобразова- 30 теле (2) .

Недостатком этого устройства яв.ляется низкая надежность из-за большого количества формирователей импульсов, использующихся для управле- З5 ния ключами коммутаторов.

Целью изобретения язляе.вся упрощение и повышение надежности устройства путем уменьшения общего количества формирователей импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления инвертором напряжения со ступенчатой формой выходного напряжения, содержащем преобразователь постоянного напряжения в переменное, выполнен" ный на двух управляемых ключах и трансформаторе, к выводам трех вторичных для подключения к управляющим входам управляемых ключей второго коммутатора. обмоток которого подключены коммутаторы, каждый из которых выполнен на двух встречно и параллельно соединенных управляемых ключах прямой и обратной проводимости, задающий генератор, выход которого подключен к кольцевой пересчетной схеме на двенадца-! ти ячейках, формирователи импульсов,каждый из которых выполнен иа транзисторе и трансформаторе, причем управляющий вход транзистора первого формирователя импульсов соединен через диоды с выходами первой, третьей,. четвертой; шестой, восьмой и одиннад- цатой ячеек, управляющий вход транзистора второго формирователя импульсов через диоды — с выходами первой и шестой ячеек, - управляющий вход транзистора третьего формирователя импульсов через диоды — с выходами третьей и четвертой ячеек, две выходные обмотки трансформаог» перво1 го формирователя импульсов предназначены для подключения к управляющим входам управляемьпс ключей преобразователя постоянного напряжения в переменное, выходные обмотки трансформаторов второго и третьего формирователя импульсов предназначены для подключения к управляющим входам управляемых ключей прямой проводимости первого и третьего коммутатора, второй и третий формирователи импульсов снабжены дополнительной первичной: обмоткой, число витков которой относится к числу витков основной обмотки как 1:2, дополнительным транзистором, дополнительными диодами и тремя дополнительными вторичными обмотками, причем дополнительные первичные обмотки второго и третьего формирова" телей импульсов соединены с дополнительными транзисторами, управляющий вход транзистора второго формирователя импульсов через дополнительные диоды соединен с выходами седьмой и двенадцатой ячеек, управляющий вход

1119 з транзистора третьего формирователя импульсов через дополнительные диоды соединен с выходами девятой и десятой ячеек, управляющий вход дополнитель. ного транзистора каждого формировате- 5 ля импульсов через дополнительные диоды соединен с выходами ячеек,. не соединенных с основным транзистором, первые дополнительные вторичные обмотки второго и третьего формировате- 1О лей импульсов предназначения для соединения с управляющими входами управляемых ключей обратной проводимости первого и третьего коммутаторов, а две другие дополнительные обмотки соединены последовательно и согласно и предназначены для подключения к управляющим входам управляемых клю чей второго коммутатора.

На фиг. 1 изображена электрическая схема устройства управления инвертором; на фиг. 2 — диаграммы импульсов управления и выходного напряжения инвертора.

Устройство содержит преобразователь постоянного напряжения в переменное, выполненный на управляемых ключах 1 и 2 и трансформаторе 3, коммутаторы 4-6, состоящие из ключей прямой и обратной проводимости и подклю- ЗО ченные к трем отпайкам вторичной обмотки трансформатора 3, при этом другие выводы коммутаторов объединены и вместе с общим выводом трех выходных обмоток трансформатора 3 образуют, выход инвертора, задающий генератор 7 5 кольцевую пересчетную схему 8 на двенадцати ячейках, управляющий вход которой подключен .к выходу задающего генератора 7, формирователи 9-11 им.. пульсов, управляющие входы которых подключены к выходу пересчетной схемы, управляющие входы ключей 1 и 2 при этом подключены к выходу формирователя 9 импульсов, управляющие вхо45 ды коммутаторов 4-6 подключены к выходам формирователей 10 и 11 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

При подключении устройства управ50 ления к источнику питания запускается задающий генератор 7 (фиг. 1) форма напряжения которого показана на фиг. 2 р . Этот сигнал поступает

159 4 на управляющий вход пересчетной схемы 8, на выходе каждой .ячейки формируются сигнаиы(исиаяаны на фиг. 2с-g)

Сигналами с выходов первой, третьей, четвертой, шестой, восьмой и одиннадцатой ячеек управляется формирователь 9 импульсов и на выходной обмотке формируется напряжение (фиг. 2,о), которое используется для управления ключами 1 и 2 преобразователя. На вторичных обмотках трансформатора 3 формируется напряжение так же, как показано на фиг. 2 о . Формирователи

10 и 11 импульсов аналогично формирователю 9 также управляются сигналами с выхода пересчетной схемы и форми- руют импульсы управления (фиг, 2 и р) ключами коммутаторов 4 и 6. Коммутатор 5 управляется импульсом, (фиг.

2 C ), который образуется путем суммирования импульсов управления (фиг. 2 и р p ). Ключи коммутатора, управляясь импульсами, (фиг. 2п,р,с), подключают разные уровни напряжения отводов трансформатора 3 (фиг.2 о ) к нагрузке и таким образом формируют выходное напряжение ступенчатой формы (фиг. 2 T ). Как видно, для управления ключами коммутаторов 4 и 6 используются только два формирователя импульсов, а для управления ключами коммутатора 5 используется сумма импульсов управления ключами коммутаторов 4 и 6.

Если выполнить трансформаторы формирователей 10 и 11 импульсов с соотношением чисел витков как 1:2, то и длительности полупериодов будут относиться также как 1:2, а амплитуды положительной и отрицательной полярности — как 2: 1. Если сложить два импульса, показанных на фиг. 2 р то получим импульс, показанный на

Фиг. 2 е .

Кроме того, ключи прямой,и обратной проводимости коммутаторов управляются, в отличие от прототипа, одними и теми же импульсами. Это позволяет уменьшить общее число формирователей импульсов с шести до двух.

Таким образом, изобретение позволяет уменьшить число функциональных элементов с шести до двух, что повышает надежность и упрощает построение цепей управления инвертора.

1 1 19159

4 4/8. /

1119159

8 г

Г

Составитель А. Придатков

Редактор С. Тимохина Техред А,Кикемезей Корректор S. Бутяга

Заказ 7470/43 Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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