Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное

 

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности. Изобретение представляет собой преобразователь ключевого типа на транзисторах 1, 4 /11, 12/ с накоплением энергии в катушках индуктивности 5, 10 с последующей передачей ее в конденсатор 8, включенный параллельно нагрузке. Транзисторы 1, 4, 11, 12 в устройстве включены последовательно с катушками индуктивности 5, 10 и диодами 6, 13, 3, 14. Один транзистор 4 или 11 постоянно открыт в течение полупериода питающего напряжения, другой транзистор 1 или 12 периодически включается импульсами, поступающими от узла управления 15, частота которых значительно превышает частоту питающего напряжения. В результате выходное напряжение имеет ступенчато-синусоидальную форму. Амплитуда выходного напряжения зависит от скважности и частоты импульсов управления. Поставленная цель достигается за счет исключения режима сквозных токов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1585885 А 1 (51)5 Н 02 М 5/257

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К AB ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И О 1НРЬГГИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4449558/24-07 (22) 13.05.88 (46) 15.08.90. Бюл. Н - 30 (72) О.А.Томигас и В.С.Уманский (53) 621.314.2 (088.8) (56) Заявка Японии Р 56-3372, кл. С 05 F1/44,,1981. (54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности. Изобретение представляет собой преобразователь ключевого типа на транзисторах 1 и 4 (11, 12) с накоплением энергии в катушках индуктивности 5 и 10 с последующей передачей ее в конденсатор 8, включенный параллельно нагруз20 П

êå. Транзисторы 1, 4, 1 1, 12 в устройстве включены последовательно с катушками индуктивности 5, 10 и днов дами 6, 13, 3, 14. Один транзистор

4 или 11 постоянно открыт в течение полупериода питающего напряжения, другой транзистор 1 или !2 периодически включается импульсами, поступающими от узла управления 15, часто— та которых значительно превышает частоту питающего напряжения. В результате выходное напряжение имеет ступенчато-синусоидальную форму. Амплитуда выходного напряжения зависит от скважности и частоты импульсов управления. Поставленная цель достигается за счет исключения режима сквозных токов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электро технике и может быть использовано для питания цепей накала мощных ген раторных ламп.

Целью изобретения является повы ние надежности.

На фиг. l представлена принципи альная электрическая схема устройс ва, на фиr. 2 — временные диаrpаммь

Напряжений °

Устройство содержит первый тран зистор 1, коллектор которого соеди

Нен с первым выводом для подключе—

Ния сети 2. Эмиттер первого транзи тора 1 подключен к катоду первого диода 3 и к коллектору третьего тр зистора 4, эмиттер которого соедин

С BTopblM Вьгводом первой катушки ин дуктивности 5, первый вывод которо соединен с анодом третьего диода 6, г1ервым выводом для подключения нагрузки 7 и первым выводом конденсат ра 8. Второй вывод конденсатора 8 соединен с вторым выводом для подкл чения нагрузки 9, анодом первого диода 4 и первым выводом второй катушки индуктивности 10 второй вывод которой подключен к эмиттеру четвертого транзистора. 11, коллект

Четвертого транзистора 11 соединен с катодом третьего диода 6, эмитте ром второго транзистора 12 и анодо второго диода 13, катод которого с единен с коллектором второго транз тора 12 и вторым выводом 2 для по

Ключения сети, Анод четвертого дио

14 соединен с эмиттером первого транзистора 1, а катод четвертого диода 14 соединен с первым выводом для подключения сети 2.

Узел управления 15 содержит пер вый, второй, третий и четвертый вы ходы, причем выводы 16 и 17 первог выхода узла управления 15 соединень с. переходом база-эмиттер первого транзистора 1. Выводы 18 и 19 втор

rо выхода узла управления 15 соеди ны с переходом база-эмиттер второг транзистора 12. Выводы 20 и 21 тре го выхода узла управления зашунтир наны резистором 22 и соединены с переходом база-эмиттер третьего тр зистора. Выводы 23 и 24 четвертого выхода узла управления 15 зашунтир ваны резистором 25 и соединены с переходом база-эмиттер четвертого транзистора 11. Узел управления 15 содержит генератор импульсов с рег лируемой частотой повторения 26, и

1585885 4 вый вывод которого соединен с общим выводом, а второй вывод соединен с

<е базами усилительных транзисторов 27 и 28, эмиттеры которых объединены ше- 5 и соединены с общим выводом, причем переходы база-эмиттер усилительных транзисторов 27 и 28 зашунтированы т- резистором 29. Коллекторы усилительных транзисторов 27 и 28 соединены через первичные обмотки соответствующих разделительных трансформаторов

30 и 31 с катодами первого и второго разделительных диодов 32 и 33. Усилис- тельный транзистор 27 и разделительный трансформатор 30 образуют усилиан- тельный каскад 34, причем вторичная ен обмотка разделительного трансформатора 30 является вторым выходом узла и управления 15, Усилительный транзистор 28 и разделительный трансформатор 3l образуют усилительный каскад о- 35, причем вторичная обмотка разделительного трансформатора 31 являетю- ся первым выходом узла управления 15.

Узел управления 15 содержит также силовой трансформатор 36, первая и вторая обмотки которого 37 и 38 включены согласно и соединены с анодами ор соответствующих первого 32 и второго

30 33 разделительных диодов, причем общая точка соединения соединена с

M общим выводом. Третья и четвертая о- обмотки 39 и 40 силового трансформаис- . тора 36 включены встречно и подклюд- 35 чены соответственно через третий 41 да. и четвертый 42 разделительные диоды, включенные в проводящем направлении, к третьему и четвертому вьгходам узла управления 15.

Пятая обмотка 43 силового трансформатора 36 включена между первым — и BTopbM выводами для подключения сео т и 2 и 2

1 Диаграмма 44 представляет напряже45 ние на входных выводах для подключео- ния сети 2, 2, диаграммы 45, 46 напряжения на усилительных транзисторах 27, 28 и резисторах 22, 25.

Диаграмма 47 показывает выходное на50 пряжение генератора импульсов с регулируемой частотой повторения 26, ан- диаграммы 48-49 представляют напряже— ние на входе первого и второго трано- зисторов 1 и 12 соответственно. Диаграмма 50 представляет напряжение на выводах для подключения нагрузки

7 и 9. у Устройство работает следующим обер- разом. чения сети. Первый и четвертый диоды

3 и 14 и второй и четвертый транзистаоь. 12 и 11 в это время заперты.

Поэтому заряженный конденсатор 8 может разряжаться только через нагрузку. Б индуктивности 1, первей катушки индуктивнасти 5 за время очередного импульса накапливается энергия И.

Паоле окончания очередного импульса

БЫ Е первый транзистор 1 закрывается

И,Е7 а третий транзистор 4 остается открытым, поскольку на его базе продолжает существовать положительное напряжение U22. H индуктивнасти первой катушки индуктивности 5 после запирания первого транзистора 1 возникает

ЭДС самаиндукции поп действием которой отпирается первый диод 3, и накопленная энергия М передается через первый диод 3 и третий транзи тар 4 в конденсатор 8 и из него в нагрузку °

С поступлением каждого очередного импульса (U < ) процессы павтаряют6, 77 ся: на нагрузке формируется выходное напряжение (U,,), имеющее ступенчато-синусаидальную форму, причем числа "ступеHек" числеHнo равно количеству импульсов, поступающих за полупериод ат узла управления 15. Высота

"ступенек" тем меньше, чем большее число этих импульсов, соответственно тем меньшие искажения формы выходного напряжения (U 7> ) . Амплитуда выходного напряжения зависит от скважности импульсов управления (U z<,Ä), если

I их длительность постоянна, то амплитуда выходного напряжения тем меньше, чем меньше частота повторения этих импульсов.

Ба время отрицательного полупериода синусаидальнага напряжения сети (U < „ ) процессы повторяются.

Ф а р и у л а и з а б р е т е н и я

1. Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное, содерх:апжй первый и второй выводы для подключения сети и первый и второй вывацы для подключения нагрузки, первый, второй, третий и четвертый транзисторы, первый, второй, третий и четвертый диоды и узел управления, имеющий первый, второй, третий и четвертый выходы, соединенные с входами соответствующих транзисторов, о т— л и ч а ю шийся тем, чта„ с целью повышения надежности, введены

5 1585885 6

Ва время положительного полупериода синусаидальнога напряжения (U, ) на первом и втором выводах для подклю— чения сети " и 2 в узле управления

15 отпираются первый и третий разде- 5 лительные диоды 32 и 41, а второй и четвертый разделительные диоды 33 и 42 запираются. В результате к коллектору усилительного транзистора 28 прикладывается через первый разделительный диод 32 положительный полупериод напряжения (U ), форма которого подобна форме положительного полупериада напряжений сети -(U, ).

На коллекторе усилительного транзистора 27 напряжение в это время равно нулю, так как второй разделительный диод 33 заперт, Е а базу третьего транзистора 4 поступает в это время положительное напряжение (U ) через открытый тре22 тий разделительный диод 41, благодаря чему этот транзистор открывается.

Четвертый транзистор 11 остается запертым, поскольку напряжение на его базе в это время равно нулю, так как четвертый разделительный диод 42 заперт.

На базе усилительных транзисторов

27 и 28 с второго вывода генератора .импульсов с регулируемой частотой повторения 26 поступает последовательность кратковременных положительHbIx HMII jJIhcoB (U 2 () c пастаяннаи длительностью и регулируемой часто- $5 тай повторения, которая существенно (в 10 и более раз) превышает частоту питающего напряжения (U2, ). На первом выходе 16 и 17 узла управления

15, т.е. на вторичной обмотке разде- QQ лительнага трансформатора 30 и. на базе первого транзистора 1, при этом появляется последовательность положительных импульсов (V << ), промодуI лираванных по амплитуде напряжением

U . Напряжение (UЕ дз) на втором вы2г ходе узла управления 15 в это время равно нулю, и второй транзистор 12 остается запертым. Таким образом во время положительного полупериода на- 50 пряжения сети U2 первый и третий транзисторы 1 и 4 оказываются одновременно открытыми и насыщенными, Ток в это время протекает па цепи: первый вывод для подключения сети

2 — первый транзистор 1 — третий транзистор 4 — первая катушка индук. тивности 5 — третий диод 6 — второй

I диод 13 — второй вывод 2 для подклю1585885 первая и вторая катушки индуктивности и конденсатор, при этом коллектор первого транзистора присоединен к первому выводу для подключения сети и катоду четвертого диода, а эмиттер подключен к катоду первого диода, коллектору третьего транзистора и аноду четвертого диода„ первый вывод первой катушки индуктивности соеди -нен с первым выводом конденсатора,,первым выводом для подключения нагрузки и анодом третьего диода, второй вывод первой катушки индуктив.— ,:,ности соединен с эмиттером третьего транзистора, второй вывод конденсатора соединен с анодом первого диода, вторым выводом для подключения нагрузки и первым выводом второй катушки индуктивности, второй вывод ! которой подключен к эмиттеру четвертого транзистора, коллектор второго транзистора присоединен к второму выводу для подключения сети и к като,ду второго диода, анод которого соединен с эмиттером второго транзистора, катодом третьего диода и коллектором четвертого транзистора, причем частота сигналов управления третьим и четвертым транзисторами на третьем и четвертом выходах узла управления совпадает с частотой сети, а частота сигналов управления первым и вторым транзистором на первом и втором выходах узла управления выбрана переменной и превышает частоту сети.

2. Преобразователь по п.i, о тл .и ч а ю шийся тем, что узел управления содержит силовой трансформатор с пятью обмотками, генератор импульсов с регулируемой частотой повторения, первый, второй, тре5 тий и четвертый разделительные диоды и два идентичных усилительных каскада, каждый из которых содержит усилительный транзистор и разделительный трансформатор, при этом к кол10 лектору соответствующего транзистора через первичную обмотку соответствующего разделительного трансформатора присоединены катоды соответственно первого и второго разделительных диодов, вторичные обмотки разделительных трансформаторов присоединены соответственно к первому и второму выходам узла управления, причем аноды первого и второго разделительных диодов соответственно через первую и вторую обмотки силового трансформатора соединены с общим выводом и с эмиттерами каждого из усилительных транзисторов, базы которых сод5 единены между собой и подключены к выходу генератора импульсов с регулируемой частотой повторения, а первая и вторая обмотки силового трансформатора включены согласно, третья и четвертая обмотки силового трансформатора, включенные встречно, подключены соответственно через третий и четвертый разделительные диоды, включенные в проводящем направлении, к третьему и четвертому выходам узла управления, причем пятая обмотка силового трансформатора включена между первым и вторым выводами для подключения сети, а третий и четвертый выходы узла управления зашунти40 рованы резисторами.

1585885 (Vzg, 45

О

4ь65

48

0 (Vz )

О (Ни,п)

48

Фю,п

pg (V -ó)

Qvz 2

Составитель А.Зенченко

Техред Л.Сердюкова Корректор Т.Малец

Редактор Н.Швыдкая

Заказ 2331 Тираж 495 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101