Преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и используется во вторичных источниках питания. Цель изобретения повьшение КПД и упрощение. Устройство включает трехфазный мостовой усилитель 1 с тремястойками силовых ключей (СК) 2-7, трансформатор 8. Блок управления 10 содержит входные шины источников питания и сигналы управления в виде цифрового кода. Соединение нулевой точки звезды обмоток с плюсовой шиной источника питания , а минусовой шины - с общей точкой эмиттеры) СК 2, 3, 4 и другой общей точки (коллекторы СК 5, 6, 7 с первой шиной нагрузки 9, а второй шины - с минусовой либо с плюсовой шиной обеспечивает возможность рекуперации энергии в первичную сеть, что ведет к повышению КПД. Гладкая форма выходного напряжения инвертора не требует установки больших фильтров в нагрузке, что упрощает устройство 3 ил. 1 табл. |. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ)(РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) (5)) 4 Н 02 M 7/5387 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 3797115/24-07 (22) 26.06 ° 84 (46) 30.06.86. Бюл. 1(24 (72) В.И.Кочергин и В,М.Гусев (53) 621.317.722.1(088.8) (56) Юрченко И.А. Многофазный импульсный стабилизатор постоянного напряжения на высоковольтных транзисторах. — ЗТвА, 1977, 1! 9, с. 56-60.

Коновалов М.Б. и др. К вопросу о заряде емкостного наполнителя, В сб.: .Злектронные и электромеханические устройства. М.: Знергия, 1969, с. 102, рис. °

Авторское свидетельство СССР

У 144894, кл. H 02 М 7/06, 1962. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электро технике и используется во вторичных источниках питания. Цель изобретеиня— повышение КПД и упрощение. Устройство включает трехфазный мостовой усилитель с тремя стойками силовых ключей (СК) 2-7, трансформатор 8.

Блок управления 10 содержит входные шины источников питания и сигналы управления в виде цифрового кода.

Соединение нулевой точки звезды обмоток с плюсовой шиной источника питания, а минусовой шины — с общей точкой (эмиттеры) СК 2, 3, 4 и другой общей точки (коллекторы/ СК 5, 6, 7 с первой шиной нагрузки 9, а второй шины — с минусовой либо с плюсовой шиной обеспечивает возможность рекуперации энергии в первичную сеть, что ведет к повышению .КПД. Гладкая форма выходного напряжения инвертора не требует установки больших фильтров в нагрузке, что упрощает устройство, 3 ил. 1 табл.

124!383

ИзОбретение относится к преобразовательной технике и предназначено для применения в системах электропитания и электропривода для преобразования постоянного напряжения в постоянное напряжение другой величины, которое задается ступенчато по сигналу управления.

Цель изобретения — повышение КПД и упрощение устройства.

На фиг, 1 изображена структурная схема инвертора» на фиг. 2 — напряжения U U U > на обмотках трансформатора при входном сигнале В„„, эквивалентном цифре 1, а также напряжение U„ на нагрузке, на фиг, 3— то же, прй входном сигнале, эквивалентном цифре 2.

Инвертор содержит трехфазный мо,стовой усилитель 1, включающий три стойки силовых ключей 2-7, каждый из которых представляет собой транзистор, зашунтированный в обратном на правлении диодом, К общим точкам силовых ключей стоек мостового усилителя 1 подключены соединенные звез-. дой обмотки трансформатора 8 на симметричной магнитной системе. Нулевая точка звезды обмоток соединена с плюсовой шиной источника питания, Минусовая шина источника питания соединена с одной общей точкой (эмиттеры) силовых ключей 2-. 4. Другая общая точка (коллекторы) силовых ключей 5-7 соединена с первой шиной подключения нагрузки 9, а вторая шина нагрузки подключается к минусовой либо плюсовой шине источника питания.

Управляющие входы силовых транзисторов соединены с прямыми и инверсными выходными шинами q q

В „ . В. случае использования ш-фаэного мостового усилителя, где содержится m стоек, блок 10 управления имеет увеличенное количество выходных шин ql,q;,...,q„, а на вход

В подаются сигналы ".0", "1"..., "ш-1". Если нагрузка 9 носит пассивный характер, т.е. не генерирует энергию, то в мостовом усилителе 1 транзисторы коллекторной группы могут отсутствовать.

Устройство работает следующим образом, 55

Если вторая шина нагрузки подключена к плюсовой шине первичного источника питания, то напряжение на нагрузке будет меньше на величину

1 напряжения питания !1„, тогда UHö, =

1В1 чар Пь

В остальном работа схе(-В„,,) Пусть вторая шина нагрузки соединена с минусовой шиной источника питания.

При входном сигнале В„„, эквивалентном цифре О, блок 10 управления обеспечивает запирание транзисторов

2-4 и отпирание транзисторов 5-7.

При этом напряжение на шинах нагрузки равно напряжению источника пи10 тания (U> =U„) .

При входном сигнале В„„, эквивалентном цифре 1, блок 10 управления осуществляет коммутацию транзисторов стоек, поочередно обеспечивая откры15 тое состояние каждого из транзисторов 2-4 в течение одной трети периода (напряжение на обмотках W<, W W трансформатора показано на фиг. 2 соответственно U, U, U5) .

20 Напряжение на нагрузке складывается из напряжения:источника питания и напряжения величиной U„/2 на двух обмотках трансформатора, параллельно соединенных двумя одновременно открытыми ключами (из трех — 5-7), 3 ° e e° UU8= 2 UUn °

При входном сигнале В> .эквивалентном цифре 2, блок 1О управле30 ния осуществляет коммутацию транзисторов стоек, поочередно обеспечивая открытое состояние каждого.иэ транзисторов 2-4 в течение двух третей периода (напряжение на обмотках Ъ, 35 !",, W g трансфОРматОРа пОказано иа фиг. 3 соответственно U, U,,U )

Напряжение на нагрузке складывается из напряжения источника питания и напряжения величиной 2U< на обмотке

4О трансформатора,, подключенной к нагрузке одним из открытых ключей 5-7, т.е. П =ЗП„. При использовании m-фазного мостового усилителя выходное напряже45 ние инвертора U>«p=mU/(m-Вр ), где

В „ =0,},„...m-l. Причем при увеличейии значения входного сигнала В5„ от 1 до m — 1 с целью исключения насыщения сердечников магнитопровода

1 должна пропорционально увеличиваться частота 1:, 1241383! !!агр у!!р!!О»

О

3,3.

30,3

34,7!!2!!

7,7

"3"

13,5

40,5

48,6

"4"

21,6

"5"

60,75

33,75

"6"

81 !7!

121

243!!8!!

216 мы принципиально не отличается от рассмотренной.

Например, при девятифаэном варианте и первичном напряжен и источника постоянного тока 27 В выходное напряжение инвертора без учета падения на силовых ключах определяется значениями таблицы

Большой диапазон выходного напряжения преобразователя позволяет, когда в качестве нагрузки установлен, например, электропривод постоянного тока, включать двигатели на различные номинальные напряжения (27, 60, II 0, 220 В). Тем самым создается воэможность полной унификации устройств для питания двигателей. При этом в переходных режимах, когда двигатели работают в генераторном режиме, имется возможность рекуперации энергии в первичную сеть, что ведет к повышению КПД. Гладкая форма выходного напряжения инвертора не требует установки больших фильтров в нагрузке, что упрощает устройство, а поскольку схема инвертора для первого варианта включения использует режим работы с вольтодобавкой, то преобразованию подвергается только часть

10 мощности нагрузки, что также ведет к повышению КПД.

Формула из обретения

Преобразователь постоянного на15 пряжения, содержащий входные шины источника питания, шины подключения нагрузки, мостовой многофазный усилитель, включающий стойки силовых ключей, шунтированных возвратными

zp диодами, к общим точкам силовых ключей стоек которого подключены соединенные звездой обмотки многофазного трансформатора, выполненного на симметричном магнитопроводе, а управля25 ющие цепи силовых ключей инвертора соединены с выходами блока управления, содержащего входные шины источников частоты и сигналов управления, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и упрощения устройства, нулевая точка звезды обмоток многофазного трансформатора соединена с одной из шин источника питания, другая шина которого соединена с одной общей точкой силовых

35 ключей мостового ус!лптеля, другая общая точка силовых ключей которого соединена с первой шиной подключения нагрузки, вторая шина которой соединена с одной иэ шин источника питаHHH °

124 I 383 Заказ

Ъ

Ж

Составитель И.Войтович

Редактор Е,Копча . Техред .Л.Олейник Корректор А. Обручар

3608/51 Тираж 631 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие„ r. Ужгород, ул. Проектная,4