Способ управления преобразователем с шим

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при управлении преобразователями с ШИМ. Целью изобретения является повышение надежности . В предлагаемом способе управления преобразователем модулирующий сигнал формируют из сигнала, пропорционального основной гармонике выходного напряжения преобразователя с нулевым фазовым сдвигом по отношению к основной гармонике . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 М 7/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Vl

4 4

Ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4626679/07 (22) 27.12.88 (46) 30,05.92. Бюл. N 20 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) Ю.П.Гончаров, М.Г.Греул, А.B.Ересько, В,С.Фетюхин и Э,И,Заика (53) 621.316.727 (088.8) (56) Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. М.:Мир, 1982, с. 301 — 304.

Авторское свидетельство СССР

N828365,,кл. Н 02 М 7/48, 1981, Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при получении напряжения синусоидальной формы в автономных инверторах напряжения.

Известен способ получения синусоидального напряжения в результате самовозбуждения электронных генераторов, содержащий транзисторный либо операционный усилитель в активном режиме и цепь частотно-задающей обратной связи, например, на основе моста Вина, Недостаток известного способа состоит в низком КПД, так как усилительный элемент работает в активном режиме.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ преобразования постоянного напряжения в переменное синусоидальное, заключающийся в формировании опорного сигнала,, ... Ж„„1737674 А1 (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ С ШИМ (57) Изобретение относится к электротехни-. ке и может быть использовано при управлении преобразователями с ШИМ. Целью изобретения является повышение надежности, В предлагаемом способе управления преобразователем модулирующий сигнал формируют из сигнала, пропорционального основной гармонике выходного напряжения преобразователя с нулевым фазовым сдвигом по отношению к основной гармонике, 1 ил, вырабатываемого .генератором опорного сигнала, и сигнала управления, вырабатываемого генератором основной частоты. Прототип устраняет недостаток аналога и обладает высоким КПД, так как преобразование производится импульсным усилителем.

Недостаток прототипа состоит в повышенной сложности системы управления, так как формирование сигнала управления ключами коммутатора происходит с помощью двух генераторов — генератора опорного сигнала и генератора сигнала управления, Цель изобретения — повышение надежности преобразователя путем формирования сигнала управления из выходного напряжения коммутатора.

Укаэанная цель достигается тем, что в способе управления преобразователем с

ШИМ, включающим коммутатор на полно1737674 стью управляемых ключах, в котором формируют опорный сигнал и модулирующий сигнал, вычитают один из другого и по разностному сигналу формируют импульсы управления полностью управляемыми ключами коммутатора, осуществляют выделение из выходного напряжения коммутатора сигнала, пропорционального основной гармонике, и формируют из него указанный модулирующий сигнал с нулевым фазовым сдвигом по отношению к основной гармонике выходного напряжения коммутатора.

Модулирующий сигнал формируют при помощи звена частотно-зависимой положительной обратной связи из выходного напряжения коммутатора.

В предлагаемом способе модулирующий сигнал формируют из выходного напряжения коммутатора в результате самовозбуждения последнего на основной частоте преобразователя.

На чертеже изображено устройство, реализующее способ управления преобразователем с ШИМ.

Устройство содержит задающий генератор 1 частоты, генератор 2 опорного сигнала 2, широтно-импульсный модулятор 3, звено 4 частотно-зависимой обратной связи, коммутатор 5, фильтр 6, регулятор 7 напряжения.

Схема работает следующим образом.

Контур 1 схемы работает как электронный генератор с самовозбуждением на основной частоте преобразователя мо. Для этого при разомкнутом контуре II коэффициент усиления Ко контура! на частоте во принимается больше единицы, чтобы обеспечить возникновение колебаний, При этом звеном 4 обеспечивается нулевой фазовый сдвиг на частоте Np. Контур II. воздействует на коэффициент усиления Ко контура I, обеспечивая его равным единице при желаемой амплитуде выходного напряжения коммутатора. Для этого регулятор 7 работает по принципу сравнения фактического напряжения с заданным, воздействуя на наклон пилообразного опорного сигнала генератора 2, что ведет к изменению коэффициента усиления модулятора 3, Временные диаграммы (поз. б, в) иллюстрируют процессы в схеме при двуполярной ШИМ. Пилообразный опорный сигнал

Х» с периодом ШИМ Т» генераторов 1 и 2 сравнивается с модулирующим сигналом XM с периодом TM звена 4, В моменты равенства этих сигналов происходит переключение в полностью управляемых ключах коммутатора 5, 5

Высокочастотной соответствующей выходного напряжения коммутатора 5 можно пренебречь, так как.она эффективно подавляется фильтром 6. Тогда низкочастотная составляющая выходного напряжения

Хм

Овн = Ud —, (1)

Xm где Ug — напряжение питания коммутатора

5;

Xm — амплитуда опорного сигнала Хоп.

Следовательно, для низкочастотной составляющей выходного. напряжения U< совокупность коммутатора 5 и модулятора 3 является пропорциональным звеном с коэффициентом усиления, обратно пропорциональным амплитуде опорного сигнала Хп .

Так как опорный сигнал Хо генератора 2 формируется путем .заряда конденсатора, то изменением тока заряда с помощью регулятора 7 можно менять коэффициент усиления контура I, Так как фильтр 6 основную гармонику. пропускает практически без ослабления, то его коэффициент передачи близок к единице. Поскольку коммутатор с ШИМ также является пропорциональным звеном, то условие фазы самовозбуждения p=0 выполняется на частоте 60= 1/RC; на которой мост

Вина дает нулевой сдвиг фазы.

Задающий генератор частоты может быть выполнен известным образом; генератор 2 опорного напряжения, например, может быть выполнен на основе интегратора; широтно-импульсный модулятор 3 — на основе компаратора, на один вход которого подается сигнал опорного напряжения, а на другой — сигнал со звена частотно-зависимой обратной связи, например, по схеме моста Вина; коммутатор 5 — например, однофазный мост на полностью управляемых ключах; фильтр 6 — например, LC — типа; регулятор 7 напряжения представляет собой выпрямитель с выходным фильтром и узел сравнения.

Введенное в схему звено 4 частотно — зависимой обратной связи, выполненное по схеме моста Вина, проще генератора сигнала управления в прототипе.

Положительный эффект достигается за счет повышения надежности путем формирования импульсов управления полностью управляемыми ключами коммутатора, ис-, пользуя выходное напряжение, что позволяет исключить из схемы прототипа генератор сигнала управления.

Формула изобретения

Способ управления преобразователем с ШИМ, включающим коммутатор на полностью управляемых ключах, заключающийся

1737674

Составитель М.Греул

Техред M.Ìoðãåíòàë

Редактор И.Касарда

Корректор М.Демчик

Заказ 1903 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 в том, что формируют опорный сигнал и. модулирующий сигнал, вычитают один из другого и по разностному сигналу формируют импульсы управления полностью управляемыми ключами коммутатора, о т л и ч а ю- 5 шийся тем, что, с целью повышения надежности, выделяют из выходного напряжения коммутатора сигнал, пропорциональный основной гармонике, и формируют из него вышеуказанный модулирующий сигнал с нулевым фазовым сдвигом по отношению к основной гармонике выходного напряжения коммутатора.