Преобразователь постоянного напряжения в переменное квазисинусоидальное ступенчатое напряжение

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода. Цель изобретения - повышение качества выходного напря- П женил путем уменьшения содержания высших гармоник. Преобразователь содержит основной двухтактный инвертор 19 и дополнительные двухтактные инверторы 2, 3, 4 с выходньми трансформаторами 11, 12, 13, вторичные обмотки 14, 15, 16 которых соединены последовательно и включены в цепь питания основного двухтактного инвертора (между выводами 17 и 18). ,- Коммутация транзисторов 5-10 дополнительных двухтактных инверторов происходит с помощью сигналов, снимаемых с выходов блока управления и имеющих форму, соответствующую функциям Уолша, равным и кратным четырем . Сформированное на входе основного двухтактного инвертора 19 ступенчатое пульсирующее напряжение инвертируется, и на выходе этого инвертора формируется четырехступенг чатое напряжение с наинизшей высшей гармоникой 15-й и коэффициентом гармоник 11,5%. 3 ил. & СО ( :й 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,,SU„„42 А1 (51) 4 H 02 М 7/5395

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4288272/24-07 (22) 21.07.87 (46) 07.03.89. Бюл. 9 9 (71) Ленинградский электротехнический институт связи им. проф. M.À.Hîí÷Бруевича (72) В.В. Васюков (53) 621. 314.58 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1134999; кл. H 02 M 7/5395, 1985.

Моин В.С. Стабилизированные транзисторные преобразователи. Знергоатомиздат, 1976, с. 277 (первый абз ац), (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ КВАЗИСИНУСОИДАЛЬНОЕ СТУПЕНЧАТОЕ НАПРЯЖЕНИЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода. Цель изобретения— повышение качества выходного напряжения путем уменьшения содержания высших гармоник. Преобразователь содержит основной двухтактный инвертор 19 и дополнительные двухтактные инверторы 2, 3, 4 с выходными трансформаторами 1 t, 12, 13, вторичные обмотки 14, 15, 16 которых соединены последовательно и включены в цепь питания основного двухтактного инвертора (между выводами 17 и 18).

Коммутация транзисторов 5-10 дополнительных двухтактных инверторов происходит с помощью сигналов, снимаемых с выходов блока управления и имеющих форму, соответствующую функциям Уолша, равным и кратным четырем. Сформированное на входе основного двухтактного инвертора 19. ступенчатое пульсирующее напряжение инвертируется, и на выходе этого инвертора формируется четырехступен-. чатое напряжение с наинизшей высшей гармоникой 15-й и коэффициентом гармоник 11,5Х. 3 ил.

1464274

1 (1

1 !

1 ( (1

1 ( ( (.(! ( ( (1 (50

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода. 5

Цель изобретения — повышение качества выходного напряжения путем уменьшения содержания высших гармоник.

На фиг. 1 представлена принципи- 10 альная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — принципиальная схема блока управления; на фиг. 3 - диаграммы напряжений.

Устройство содержит формирователь 15

1 однополярного ступенчатого напряжения, выполненный в виде набора дополнительных двухтактных инверторов (в предлагаемом примере их три)

2-4, каждый из которых выполнен на 20 транзисторах 5, б.; 7, 8; 9, 10 и со- держит выходные трансформаторы 11-13 соответственно. Вторичные обмотки „ указанных трансформаторов 14-16 соединены последовательно и включены . между выводом 17 источника питания и одноименным входным выводом 18 основного двухтактного инвертора 19.

Основной двухтактный инвертор 19 выполнен, например, на трансформато- . 30 ре 20 со средней .точкой и на двух силовых тнанзисторах 21 и 22.

Блок 23 управления состоит из пос: ледовательно соединенных генератора 24 тактовых импульсов„ триггерного счетчика 25 с модулем счета m равным 4(п+1), где и — число дополнительных двухтактных инверторов и дешифратора 26 с числом выходов 2(п+1).

На фиг. 2 генератор 24 выполнен 40 по схеме релаксационного генератора на однопереходном транзисторе 27, к эмиттеру которого подключены резистор 28 и конденсатор 29, к первой базе подключен резистор 30 смещения, а к второй — последовательно соединенные резисторы 31 и 32, представляющие собой делитель напряжения. Триггерный счетчик 25 выпол= нен на LK-триггерах 33-36 по схеме последовательного счетчика тактовых импульсов, поступающих на счетный триггер 33 с генератора 24 через инвертор 37. С триггерного счетчика. 25 число считанных тактовых импульсов в двоичном коде (в нашем примерев четырех разрядах) поступает в дешифратор 26, представляющий собой преобразователь двоичного кода числатактовых импульсов в код управляющих напряжений транзисторных ключей 5-10, 21 и 22. Дешифратор 26 в предлагаемом примере выполнен на инверторах

38-40, D-триггерах 41-42 и элементе

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 43.

На фиг. 3 показаны: U< — постоянное напряжение ступенчатой формы на выходе формирователя 1; Ц, — переменное напряжение ступенчатой формы на выходе основного инвертора 19;

U -U Π— управляющие напряжения, поступающие на базы транзисторов допол-: нительных двухтактных инверторов 2-4 с выходом дешифратора 26; U управляющие напряжения силовых транзисторов 21 и 22, поступающие с выходов дешифратора 26.

Устройство работает следующим oG = разом.

Дополнительные двухтактные ячейки 2-4 и силовые транзисторы 21 и

22 управляются напряжениями Ц -U, U „, U (фиг. 3), поступающими с выходов дешифратора 26 в заданной: последовательности по мере счета в триггерном счетчике 25 тактовых импульсов, сформированных генератором

24. Частота тактовых импульсов генератора 24 определяет период выходного напряжения предлагаемого устройства, который разделен на ш равных промежутков времени триггерным счет° чиком 25. .Так как вторичные обмотки выходных трансформаторов преобразовательных ячеек включены последовательно, выходные напряжения ячеек суммируются, т.е. на выходе формирователя 1 формируется однополярное напряжение ступенчатой формы U (фиг. 3).

Выходные напряжение дополнительных инверторов 2-4 по форме совпадают с четвертой, восьмой и двенадцатой функциями Уолша соответственно.

Относительные коэффициенты трансформации трансформаторов 11-13 (по отношению к коэффициенту трансформации трансформатора 20), т.е.

I 1

Nil = 1п / 4оэ Nqz= N < /Nì

NÄ =Н, /Н определяют соотношения между амплитудами ступеней выходного напряжения преобразователя, т.е. степень приближения выходного напряжения к синусоидальному. При выборе этих коэффиз 1464274

4 циентов, . равными N = 0,414", N ходных трансформаторов дополнитель= 0,082, И = 0,2, коэффициент гар- ных двухтактных инверторов соединены моник выходного напряжения преобра- последовательно и включены между одзователя принимает минимальное значе- ним из входных выводов преобразоватение, равное 11,5Х, а номер присутст- . ля и одноименным по полярности входвующей в спектре высшей гармоники ным,выводом основного двухтактного ближайшей к первой, равен 15. инвертора, второй входной вывод которого соединен непосредственно с

10 другим входным выводом преобразоваФ о р м у л а и з о б р е т е н и я теля, отличающийся тем, что, с целью повышения качества вы .

Преобразователь постоянного напря- ходного напряжения путем уменьшения жения в переменное квазисинусоидаль- содержания высших гармоник, цепи упное .ступенчатое напряжение, содержа- 16 равления дополнительных двухтактных щий основной двухтактный инвертор, инверторов соединены с соответствуряд дополнительных двухтактных ин- ющими выходами блока управления, форверторов с выходными трансформатора- . мнрующего сигналы типа функций уолми и блок управления, причем входные ша с номером равным 4i, где i 1,2, выводы каждого дополнительного двух- 20 3,..., номер для соответствующего тактного инвертора соединены с вхо- дополнительного двухтактного инвердными выводами, вторичные обмотки вы- тора.

1464274

V7

Составитель В. Моин

Техред И.Дидык

Корректор М. Максимишинец

Редактор Г. Волкова

Производственно-издательский комбинат "Патент", гаУжгород, ул. Гагарина,101

Ъ

Заказ 831/57 Тираж 645 Подписное

° ° а а

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ..113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5