Регенератор однофазного напряжения сети

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат: получение сигнала синусоидальной формы, близкой к идеальной синусоиде, обеспечение возможности регулирования частоты выходного напряжения и повышение коэффициента полезного действия. Для этого предложен регенератор, который содержит трансформатор 1 с вторичной обмоткой 2, к которой подключен двухполярный выпрямитель 3, соединенной с зажимами 4 сетевого напряжения. Трансформатор содержит вторичные обмотки 5, каждая из которых подключена к соответствующему выпрямителю 6. К выпрямителям 6 подсоединены ключевые каскады 7, каждый из которых состоит из двух ключей 8 и 9 и схемы 10 управления ключами. Входы схем 10 управления ключами каждого ключевого каскада 7 соединены с соответствующими выходами реверсивного счетчика 11. Первый ключевой каскад 7 соединен с ключевыми элементами 12 и 13, которые вместе с ключевыми элементами 14 и 15 образуют мостовую схему. Точка соединения ключевых элементов 14 и 15 соединена со средней точкой двухполярного выпрямителя 3. Точки соединения ключевых элементов 12-14 и 13-15 являются выходом регенератора, к которому через блок 16 защиты подключается нагрузка 17. Регенератор содержит также усилитель 18 мощности, компаратор 19, компаратор 20, резистивный делитель 21, формирователь 22 эталонного сигнала, состоящего из генератора 23 синусоидального сигнала, компаратора 24, управляемого повторителя 25 и ключа 26, схемы 27 и 28 управления ключевыми элементами 13 и 14, инвертор 29, схемы 30 и 31 управления ключевыми элементами 12 и 15. 1 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах питания аппаратуры различного назначения, требующей высокого качества питающего напряжения синусоидальной формы, в частности высококачественной аудиоаппаратуры.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявляемому регенератору однофазного напряжения сети является регенератор однофазного напряжения сети (см. пат. США №7259705, МПК H03M 1/66, от 01.02.2006 г., опубл. 21.08.2007 г.), включающий трансформатор с вторичной обмоткой, соединенной с двухполярным выпрямителем, усилитель мощности, блок защиты, формирователь эталонного синусоидального сигнала, причем первичная обмотка трансформатора соединена с зажимами сетевого напряжения, первый вход усилителя мощности соединен с выходом формирователя эталонного сигнала, выводы питания усилителя мощности соединены с выходом двухполярного выпрямителя, а выходы регенератора последовательно соединены через блок защиты с нагрузкой.

Известный регенератор однофазного напряжения сети обеспечивает стабилизацию выходного напряжения и корректировку синусоидальной формы сигнала суммированием напряжения сети с выходным напряжением усилителя мощности и подстройкой формы выходного напряжения до совпадения с задающим сигналом синусоидальной формы.

Однако он не обеспечивает получение сигнала синусоидальной формы, близкой к идеальной синусоиде, при значительных искажениях формы сетевого сигнала, не позволяет регулировать частоту выходного напряжения и имеет низкий коэффициент полезного действия (кпд).

Это объясняется тем, что известный регенератор имеет недостаточный диапазон рабочих напряжений усилителя мощности, в результате чего выходной сигнал усилителя мощности недостаточно компенсирует колебания сетевого напряжения по форме и амплитуде. Если искажения сетевого сигнала превышают некоторый порог, то компенсационные возможности устройства исчерпываются, и сетевые искажения попадают в выходной сигнал регенератора. Для расширения компенсационных возможностей устройства необходимо увеличивать диапазон рабочих напряжений усилителя мощности. Например, для того, чтобы скомпенсировать колебания сетевого напряжения ±20%, усилитель мощности должен работать в диапазоне ±50 В. При выходной мощности регенератора 1 кВт мощность потерь, рассеиваемая усилителем мощности, будет составлять около 250 Вт, т.е. коэффициент полезного действия устройства составляет не более 75%. В известном регенераторе невозможно изменять частоту выходного сигнала регенератора. Выходной синусоидальный сигнал имеет частоту, равную частоте питающей сети, т.е. 50 или 60 Гц.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать регенератор однофазного напряжения сети путем введения новых конструктивных элементов, новых связей между конструктивными элементами, нового выполнения конструктивных элементов, что обеспечит получение сигнала синусоидальной формы, близкой к идеальной синусоиде, позволит регулировать частоту выходного напряжения и обеспечит повышение коэффициента полезного действия (кпд).

Поставленная задача решается тем, что в регенераторе однофазного напряжения сети, включающем трансформатор с вторичной обмоткой, соединенной с двухполярным выпрямителем, усилитель мощности, блок защиты, формирователь эталонного синусоидального сигнала, причем первичная обмотка трансформатора соединена с зажимами сетевого напряжения, первый вход усилителя мощности соединен с выходом формирователя эталонного сигнала, выводы питания усилителя мощности соединены с выходом двухполярного выпрямителя, а выходы регенератора последовательно соединены через блок защиты с нагрузкой, согласно предлагаемому техническому решению новым является то, что регенератор дополнительно содержит 5-7 вторичных обмоток, 5-7 выпрямителей, 5-7 ключевых каскадов, каждый из которых состоит из двух ключей и схемы управления ключами, два компаратора, реверсивный счетчик, две пары ключевых элементов, снабженных схемами управления и соединенных в мостовую схему, инвертор, резистивный делитель, формирователь эталонного сигнала дополнительно включает управляемый повторитель, третий компаратор и ключ, при этом каждый выпрямитель соединен с соответствующей вторичной обмоткой, каждый ключевой каскад соединен с выходом соответствующего выпрямителя, первые ключи каждого ключевого каскада соединены между собой последовательно, а вторые ключи каждого ключевого каскада включены между положительным выходом соответствующего выпрямителя и точкой соединения первых ключей, входы схем управления ключами каждого ключевого каскада соединены с соответствующими выходами реверсивного счетчика, первый ключевой каскад соединен с первой парой ключевых элементов, вторая пара ключевых элементов соединена со средней точкой двухполярного выпрямителя, последний ключевой каскад соединен с выходом усилителя мощности, выход усилителя мощности соединен также с неинвертирующим входом первого компаратора и инвертирующим входом второго компаратора, вторые входы первого и второго компараторов соединены с резистивным делителем, причем выход первого компаратора соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, а выход второго компаратора соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, второй вход усилителя мощности соединен с точкой соединения первого ключевого каскада с первой парой ключевых элементов, выход компаратора формирователя эталонного сигнала соединен с входами схем управления первого и четвертого ключевых элементов и входом инвертора, выход инвертора соединен с входами схем управления второго и третьего ключевых элементов, причем величина выходного напряжения каждого последующего выпрямителя кратна двум по отношению к величине выходного напряжения каждого предыдущего выпрямителя, а выходом регенератора, к которому подключена нагрузка, является диагональ мостовой схемы.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков изобретения и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.

Введение новых конструктивных элементов и новых связей между конструктивными элементами, а также новое выполнение конструктивных элементов заявляемого регенератора, а именно то, что он:

- дополнительно содержит 5-7 вторичных обмоток,

- дополнительно содержит 5-7 выпрямителей,

- дополнительно содержит 5-7 ключевых каскадов, каждый из которых состоит из двух ключей и схемы управления ключами,

- дополнительно содержит два компаратора,

- дополнительно содержит реверсивный счетчик,

- дополнительно содержит две пары ключевых элементов, снабженных схемами управления и соединенных в мостовую схему,

- дополнительно содержит инвертор,

- дополнительно содержит резистивный делитель,

- формирователь эталонного сигнала дополнительно включает управляемый повторитель, третий компаратор и ключ,

- при этом каждый выпрямитель соединен с соответствующей вторичной обмоткой, каждый ключевой каскад соединен с выходом соответствующего выпрямителя, первые ключи каждого ключевого каскада соединены между собой последовательно, а вторые ключи каждого ключевого каскада включены между положительным выходом соответствующего выпрямителя и точкой соединения первых ключей, входы схем управления ключами каждого ключевого каскада соединены с соответствующими выходами реверсивного счетчика, первый ключевой каскад соединен с первой парой ключевых элементов, вторая пара ключевых элементов соединена со средней точкой двухполярного выпрямителя, последний ключевой каскад соединен с выходом усилителя мощности, выход усилителя мощности соединен также с неинвертирующим входом первого компаратора и инвертирующим входом второго компаратора, вторые входы первого и второго компараторов соединены с резистивным делителем, причем выход первого компаратора соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, а выход второго компаратора соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, второй вход усилителя мощности соединен с точкой соединения первого ключевого каскада с первой парой ключевых элементов, выход компаратора формирователя эталонного сигнала соединен с входами схем управления первого и четвертого ключевых элементов и входом инвертора, выход инвертора соединен с входами схем управления второго и третьего ключевых элементов, причем величина выходного напряжения каждого последующего выпрямителя кратна двум по отношению к величине выходного напряжения каждого предыдущего выпрямителя, а выходом регенератора, к которому подключена нагрузка, является диагональ мостовой схемы,

в совокупности с известными признаками технического решения обеспечивает получение сигнала синусоидальной формы, близкой к идеальной синусоиде, позволяет регулировать частоту выходного напряжения и обеспечивает повышение коэффициента полезного действия (кпд).

Это объясняется тем, что при включении регенератора в сеть на первичную обмотку трансформатора с зажимов сетевого напряжения поступает входное сетевое напряжение и далее напряжение появляется на выходе двухполярного выпрямителя, подключенного к вторичной обмотке. На выходах 5-7-ми выпрямителей, подключенных к 5-7-ми вторичным обмоткам, появляются напряжения, причем величина выходного напряжения каждого последующего выпрямителя кратна двум по отношению к величине выходного напряжения каждого предыдущего выпрямителя. Выходные напряжения выпрямителей коммутируют 5-7 ключевых каскадов. При поступлении логической единицы на схему управления ключами каждого из ключевых каскадов первый ключ каскада закрыт, а второй ключ открывается и подключает выход соответствующего выпрямителя к входу мостовой схемы. Напряжения выпрямителей, у которых вторые ключи оказались открытыми, суммируются. В результате на входе мостовой схемы (точка соединения первого ключевого каскада с первой парой ключевых элементов) формируется эквивалент сигнала полусинусоидальной формы, который задается шестиразрядным двоичным кодом. Шестиразрядный код управления ключами формируется на выходах реверсивного счетчика. Последний ключевой каскад подключен к выходу усилителя мощности. Средняя точка двухполярного выпрямителя подключена к точке соединения второй пары ключевых элементов, поэтому между точками соединения пар ключевых элементов суммируются выходной сигнал усилителя мощности и сигнал, сформированный коммутацией ключевых каскадов. Синтезирование прецизионного синусоидального сигнала большой мощности на выходе регенератора осуществляется за счет того, что генератор формирователя эталонного синусоидального сигнала формирует на своем выходе прецизионный сигнал синусоидальной формы с минимальными нелинейными искажениями и стабильной амплитудой. Амплитуда и частота выходного напряжения генератора формирователя эталонного сигнала определяются оператором и соответствуют изменению выходного напряжения регенератора в диапазонах 190-230 В и 50-120 Гц. На выходе компаратора формирователя эталонного сигнала формируются прямоугольные импульсы, фронты которых совпадают по времени с переходами синусоидального сигнала через ноль. Ключ формирователя эталонного сигнала один полупериод синусоидального напряжения открыт, а следующий - закрыт. В результате управляемый повторитель формирователя эталонного сигнала один полупериод является инвертирующим, а следующий - неинвертирующим, и на его выходе формируется эталонный полусинусоидальный сигнал, аналогичный по форме выпрямленному двухполупериодному напряжению. Эталонный полусинусоидальный сигнал подается на первый вход усилителя мощности. На второй вход усилителя мощности поступает сигнал обратной связи с точки соединения первой пары ключевых элементов, т.е. сигнал, равный сумме выходного напряжения усилителя мощности и напряжения на совокупности ключевых каскадов. Эта сумма напряжений фактически является выходным напряжением, которое должно совпадать по форме с эталонным сигналом. Усилитель мощности определяет разность сигналов, усиливает ее по мощности и компенсирует все отклонения выходного напряжения от эталонного сигнала. Для обеспечения высокой точности компенсации при относительно небольшом диапазоне выходного напряжения усилителя мощности уровень напряжения на выходе усилителя мощности сравнивается с пороговыми значениями первым и вторым компараторами. Пороговые значение напряжения задаются резистивным делителем. Если значение напряжения на выходе усилителя мощности превышает заданное значение, либо меньше заданного значения, то первый и второй компараторы формируют команду на увеличение, либо, соответственно, на уменьшение кода на выходе реверсивного счетчика. Следовательно, аналоговый усилитель мощности управляет работой ключевых каскадов таким образом, чтобы разность между эталонным сигналом полусинусоидальной формы и суммарным сигналом на выходе ключевых каскадов в каждый момент времени не превышала по абсолютному значению заданного значения. Тогда усилитель мощности работает в линейном режиме во всем диапазоне мгновенных значений выходного напряжения - от 0 В до 350 В и обеспечивает точную компенсацию отклонений выходного сигнала от эквивалентного.

Сформированный сигнал полусинусоидальной формы преобразуется в синусоидальный с помощью мостовой схемы на ключевых элементах, в диагональ которой через блок защиты включена нагрузка. Блок защиты отключает нагрузку от выхода регенератора при превышении током нагрузки предельно допустимого значения, например, при коротких замыканиях. Ключевые элементы мостовой схемы управляются соответствующими схемами управления, на которые поступают сигналы с выходов компаратора формирователя эталонного сигнала и инвертора. Когда открыт первый ключевой элемент первой пары ключевых каскадов мостовой схемы и второй ключевой элемент второй пары ключевых каскадов мостовой схемы, на нагрузке формируется положительная полуволна синусоидального напряжения, когда открыт второй ключевой элемент первой пары ключевых каскадов мостовой схемы и первый ключевой элемент второй пары ключевых каскадов мостовой схемы, на нагрузке формируется отрицательная полуволна синусоидального напряжения.

Таким образом, в заявляемом регенераторе за счет всей совокупности признаков обеспечивается получение сигнала синусоидальной формы, близкой к идеальной синусоиде, а также возможность регулировать частоту выходного напряжения и повышение коэффициента полезного действия (кпд).

Регенератор однофазного напряжения сети поясняется чертежом, на котором приведена функциональная схема заявляемого регенератора.

Регенератор однофазного напряжения сети содержит трансформатор 1 с вторичной обмоткой 2, к которой подключен двухполярный выпрямитель 3. Первичная обмотка трансформатора 1 подключена к зажимам 4 сетевого напряжения. В состав трансформатора 1 входят также вторичные обмотки 5, каждая из которых подключена к соответствующему выпрямителю 6. Выходные напряжения холостого хода выпрямителей 6 отличаются друг от друга в два раза и составляют, например, 200 В, 100 В, 50 В, 25 В, 12,5 В и 6 В. Выходное напряжение двухполярного выпрямителя 3 должно быть примерно в 1,5 раза больше выходного напряжения наименьшего (последнего) выпрямителя и равно, например, ±10 В. К выпрямителям 6 подсоединены ключевые каскады 7. Каждый ключевой каскад 7 состоит из двух ключей 8 и 9 и схемы 10 управления ключами. Первые ключи 8 ключевых каскадов 7 соединены между собой последовательно, каждый второй ключ 9 включен между положительным выводом соответствующего выпрямителя и точкой соединения первых ключей 8. Входы схем 10 управления ключами каждого ключевого каскада 7 соединены с соответствующими выходами реверсивного счетчика 11. Первый ключевой каскад 7 соединен с ключевыми элементами 12 и 13, которые вместе с ключевыми элементами 14 и 15 образуют мостовую схему. Точка соединения ключевых элементов 14 и 15 соединена со средней точкой двухполярного выпрямителя 3. Точки соединения ключевых элементов 12-14 и 13-15 (диагональ мостовой схемы) являются выходом регенератора, к которому через блок 16 защиты подключается нагрузка 17. Последний ключевой каскад 7 подключен к выходу усилителя 18 мощности. Выход усилителя 18 мощности связан также с неинвертирующим входом компаратора 19 и инвертирующим входом компаратора 20. Вторые входы компараторов 19 и 20 подключены к резистивному делителю 21. Выход компаратора 19 соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика 11, выход компаратора 20 соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 11. Один из входов усилителя 18 мощности подключен к выходу формирователя 22 эталонного сигнала, состоящего, например, из генератора 23 синусоидального сигнала, компаратора 24, управляемого повторителя 25 и ключа 26. Второй вход усилителя 18 мощности подключен к точке соединения первого ключевого каскада 7 с ключевыми элементами 12 и 13. Выводы питания усилителя 18 мощности подключены к выходу двухполярного выпрямителя 3. Выход компаратора 23 подключен к входам схем 27 и 28 управления ключевыми элементами 13 и 14 и входу инвертора 29. Выход инвертора 29 соединен с входами схем 30 и 31 управления ключевыми элементами 12 и 15.

Регенератор однофазного напряжения сети работает следующим образом.

Входное сетевое напряжение с зажимов 4 сетевого напряжения поступает на первичную обмотку трансформатора 1. На выходе двухполярного выпрямителя 3, подключенного к вторичной обмотке 2, появляется напряжение, примерно равное ±10 В. На выходах выпрямителей 6, подключенных к вторичным обмоткам 5, появляются напряжения 200 В, 100 В, 50 В, 25 В, 12,5 В и 6 В. Абсолютные значения напряжений не принципиальны, важно, чтобы они отличались друг от друга в два раза. Величина выходного напряжения двухполярного выпрямителя 3 должна быть примерно в 1,5 раза больше, чем на выходе последнего из выпрямителей 6, например ±10 В. Ключевые каскады 7 коммутируют выходные напряжения выпрямителей 6. При поступлении логической единицы на схему 10 управления ключами каждого из ключевых каскадов 7 первый ключ 8 каскада закрыт, а второй ключ 9 открывается и подключает выход соответствующего выпрямителя 6 к входу мостовой схемы. Напряжения выпрямителей 6, у которых вторые ключи 9 оказались открытыми, суммируются. В результате на входе мостовой схемы (точка соединения первого ключевого каскада 7 с первой парой ключевых элементов 12 и 13) формируется эквивалент сигнала полусинусоидальной формы, который задается шестиразрядным двоичным кодом. Шестиразрядный код управления ключами 7 формируется на выходах реверсивного счетчика 11. Последний ключевой каскад 7 подключен к выходу усилителя 18 мощности. Поскольку средняя точка двухполярного выпрямителя 3 подключена к точке соединения второй пары ключевых элементов 14 и 15, то между точками соединения пар ключевых элементов 12-13 и 14-15 суммируются выходной сигнал усилителя 18 мощности и сигнал, сформированный коммутацией ключевых каскадов 7.

Синтезирование прецизионного синусоидального сигнала большой мощности на выходе регенератора осуществляется следующим образом. Генератор 23 синусоидального сигнала формирователя 22 эталонного сигнала формирует на своем выходе прецизионный сигнал синусоидальной формы с минимальными нелинейными искажениями и стабильной амплитудой. Амплитуда и частота выходного напряжения генератора 23 определяются оператором и соответствуют изменению выходного напряжения регенератора в диапазонах 190-230 В и 50-120 Гц. На выходе компаратора 24 формирователя 22 эталонного сигнала формируются прямоугольные импульсы, фронты которых совпадают по времени с переходами синусоидального сигнала через ноль. Ключ 26 формирователя 22 эталонного сигнала один полупериод синусоидального напряжения открыт, а следующий - закрыт. В результате управляемый повторитель 25 формирователя 22 эталонного сигнала один полупериод является инвертирующим, а следующий - неинвертирующим, и на его выходе формируется эталонный полусинусоидальный сигнал, аналогичный по форме выпрямленному двухполупериодному напряжению. Эталонный полусинусоидальный сигнал подается на первый вход усилителя 18 мощности. На второй вход усилителя 18 мощности поступает сигнал обратной связи с точки соединения первой пары ключевых элементов 12 и 13, т.е. сигнал, равный сумме выходного напряжения усилителя 18 мощности и напряжения, сформированного коммутацией ключевых каскадов 7. Эта сумма напряжений фактически является выходным напряжением, которое должно совпадать по форме с эталонным сигналом. Усилитель 18 мощности определяет разность сигналов, усиливает ее по мощности и компенсирует все отклонения выходного напряжения от эталонного сигнала. Для обеспечения высокой точности компенсации при относительно небольшом диапазоне выходного напряжения усилителя 18 мощности уровень напряжения на выходе усилителя 18 мощности сравнивается с пороговыми значениями компараторами 19 и 20. Пороговые значение напряжения, равные ±10 В, задаются резистивным делителем 21. Если значение напряжения на выходе усилителя 18 мощности достигает уровня плюс 9 В, либо минус 9 В, то компараторы 19 и 20 формируют команду на увеличение, либо, соответственно, на уменьшение кода на выходе реверсивного счетчика 11 на единицу. Следовательно, аналоговый усилитель 18 мощности управляет работой ключевых каскадов 7 таким образом, чтобы разность между эталонным сигналом полусинусоидальной формы и суммарным сигналом на выходе ключевых каскадов 7 в каждый момент времени не превышала по абсолютному значению 9 В. Тогда усилитель 18 мощности работает в линейном режиме во всем диапазоне мгновенных значений выходного напряжения - от 0 В до 350 В и обеспечивает точную компенсацию отклонений выходного сигнала от эквивалентного. Сформированный сигнал полусинусоидальной формы преобразуется в синусоидальный с помощью мостовой схемы на ключевых элементах 12, 13, 14 и 15, в диагональ которой через блок 16 защиты включена нагрузка 17. Блок 16 защиты отключает нагрузку 17 от выхода регенератора при превышении током нагрузки предельно допустимого значения, например при коротких замыканиях. Ключевые элементы 12-15 мостовой схемы управляются соответствующими схемами управления 27, 28 и 30, 31, на которые поступают сигналы с выходов компаратора 24 и инвертора 29. Когда открыты ключевые каскады 12 и 15, на нагрузке формируется положительная полуволна синусоидального напряжения, когда открыты ключевые каскады 13 и 14 - отрицательная.

В регенераторе, выбранном в качестве прототипа, выходной сигнал усилителя мощности компенсирует колебания сетевого напряжения по форме и амплитуде. Если искажения сетевого сигнала превышают некоторый порог, то компенсационные возможности устройства исчерпываются, и сетевые искажения попадают в выходной сигнал регенератора. Для расширения компенсационных возможностей устройства необходимо увеличивать диапазон рабочих напряжений усилителя мощности. Например, для того, чтобы скомпенсировать колебания сетевого напряжения, составляющие ±20%, усилитель мощности должен работать в диапазоне ±50 В. При выходной мощности регенератора 1 кВт мощность потерь, рассеиваемая усилителем мощности, будет составлять до 250 Вт, т.е. коэффициент полезного действия регенератора составляет не более 75%. В предложенном регенераторе усилитель мощности управляет величиной суммарного сигнала на выходе ключевых каскадов таким образом, чтобы для полной компенсации отклонений от эталонного сигнала было достаточно диапазона выходного сигнала усилителя мощности ±10 В. Мощность потерь усилителя при выходной мощности регенератора 1 кВт будет составлять не более 50 Вт. С учетом потерь мощности в ключевых каскадах и в трансформаторе, коэффициент полезного действия регенератора в целом превышает 90%, что значительно больше, чем кпд регенератора, который выбран в качестве прототипа.

В регенераторе, выбранном в качестве прототипа, нельзя изменять частоту выходного сигнала регенератора. Выходной синусоидальный сигнал имеет частоту, равную частоте питающей сети, т.е. 50 или 60 Гц. В предложенном регенераторе выходное напряжение может иметь любую частоту, равную частоте эталонного сигнала, например, регулироваться в диапазоне 50-120 Гц. Эта возможность, которую не обеспечивает регенератор, известный из прототипа, является важным техническим преимуществом, так как улучшает качество работы, например, высококачественной аудиоаппаратуры, для питания которой предназначен регенератор.

Как видно из вышеизложенного, в заявляемом регенераторе однофазного напряжения сети обеспечивается получение сигнала синусоидальной формы, близкой к идеальной синусоиде, обеспечивается возможность регулировать частоту выходного напряжения и обеспечивается повышение коэффициента полезного действия (кпд).

Заявляемый регенератор однофазного напряжения сети может быть изготовлен на известном оборудовании и с использованием известных материалов и средств, что подтверждает его промышленную пригодность.

Регенератор однофазного напряжения сети, включающий трансформатор с вторичной обмоткой, соединенной с двухполярным выпрямителем, усилитель мощности, блок защиты, формирователь эталонного синусоидального сигнала, причем первичная обмотка трансформатора соединена с зажимами сетевого напряжения, первый вход усилителя мощности соединен с выходом формирователя эталонного сигнала, выводы питания усилителя мощности соединены с выходом двухполярного выпрямителя, а выходы регенератора последовательно соединены через блок защиты с нагрузкой, отличающийся тем, что регенератор дополнительно содержит 5-7 вторичных обмоток трансформатора, 5-7 выпрямителей, 5-7 ключевых каскадов, каждый из которых состоит из двух ключей и схемы управления ключами, два компаратора, реверсивный счетчик, две пары ключевых элементов, снабженных схемами управления и соединенных в мостовую схему, инвертор, резистивный делитель, формирователь эталонного сигнала дополнительно включает управляемый повторитель, третий компаратор и ключ, при этом каждый выпрямитель соединен с соответствующей вторичной обмоткой, каждый ключевой каскад соединен с выходом соответствующего выпрямителя, первые ключи каждого ключевого каскада соединены между собой последовательно, а вторые ключи каждого ключевого каскада включены между положительным выходом соответствующего выпрямителя и точкой соединения первых ключей, входы схем управления ключами каждого ключевого каскада соединены с соответствующими выходами реверсивного счетчика, первый ключевой каскад соединен с первой парой ключевых элементов, вторая пара ключевых элементов соединена со средней точкой двухполярного выпрямителя, последний ключевой каскад соединен с выходом усилителя мощности, выход усилителя мощности соединен также с неинвертирующим входом первого компаратора и инвертирующим входом второго компаратора, вторые входы первого и второго компараторов соединены с резистивным делителем, причем выход первого компаратора соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, а выход второго компаратора соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, второй вход усилителя мощности соединен с точкой соединения первого ключевого каскада с первой парой ключевых элементов, выход компаратора формирователя эталонного сигнала соединен с входами схем управления первого и четвертого ключевых элементов и входом инвертора, выход инвертора соединен с входами схем управления второго и третьего ключевых элементов, причем величина выходного напряжения каждого последующего выпрямителя кратна двум по отношению к величине выходного напряжения каждого предыдущего выпрямителя, а выходом регенератора, к которому подключена нагрузка, является диагональ мостовой схемы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, в частности к регулированию переменного напряжения и тока. Технический результат заключается в расширении диапазона регулирования напряжения при индуктивной нагрузке независимо от ее параметров и создании надежного регулятора переменного напряжения, позволяющего реализовать этот способ, обеспечивая высокие энергетические показатели.

Изобретение относится к способу и системе для синхронной синусоидальной регулировки яркости светильников. Техническим результатом является обеспечение сохранения формы сигнала подаваемого напряжения и коэффициента мощности осветительного устройства.

Устройство относится к области электротехники и может использоваться при проектировании стабилизаторов напряжения, аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей и других устройств автоматики.

Изобретение может быть использовано в стабилизаторах переменного напряжения. Технический результат заключается в повышении к.п.д.

Изобретение относится к области электротехники и силовой электроники, может быть использовано при построении систем генерирования электрической энергии переменного тока или систем гарантированного электропитания переменного тока, в которых применяется инвертор напряжения.

Изобретение относится к устройству для возбуждения светодиода, к прибору, содержащему устройство, и к способу для возбуждения светодиода. Технический результат заключается в осуществлении устройства для возбуждения светодиода с повышенной эффективностью.

Изобретение относится к технике антенн СВЧ и может быть использовано в передающем канале двухканального приемопередающего СВЧ модуля (ППМ). Техническим результатом является снижение потерь выходной мощности ППМ и увеличение развязки между выходными канала в режиме передачи.
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для электропитания электротехнической аппаратуры, приводов, двигателей, осветительных сетей, блоков питания систем связи, автоматики и телемеханики с целью оптимизации работы электрооборудования и энергосбережения.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - надежное поддержание напряжения системы в допустимом диапазоне.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроэнергетическим системам. Технический результат заключается в устранении дополнительных пусковых токов и влияния включения трехфазных нагрузок на соседних потребителей в результате провалов напряжения.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться при разработке источников питания различной аппаратуры. Технический результат заключается в защите от выхода из строя силовых ключей при повышении на них напряжения и повышении тока через них, что выполняется с помощью определенной последовательности переключений силовых ключей и контактора от устройства управления. Он достигается тем, что предложен преобразователь напряжения, который работает от источника постоянного напряжения и содержит датчики тока и напряжения, контактор, силовой транзистор, включенный последовательно с контактом контактора и шунтированный резистором, повышающий регулятор на основе двух силовых ключей и двух диодов, DC/DC преобразователь на основе полумоста и двух последовательно включенных конденсаторов, силового трансформатора, выходного выпрямителя, нагруженного на емкость и нагрузку, а также устройство управления. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке высокочастотных источников питания с гальванической развязкой выходного напряжения для транспортных средств с комбинированными энергоустановками. Технический результат заключается в повышении энергетических показателей и расширении функциональных свойств устройства. Для этого заявленное устройство содержит источник питания собственных нужд, подключенный к бортовой двенадцативольтовой аккумуляторной батарее, полумостовой транзисторный преобразователь, токоограничивающий резистор, датчик тока, трансформаторно-выпрямительный каскад, входной фильтр, выходной фильтр, первый и второй усилители мощности для управления транзисторами полумостового транзисторного преобразователя, регулятор напряжения, компаратор, RS-триггер и триггер со счетным входом, первое и второе реле, датчик наличия напряжения на положительной входной клемме полумостового транзисторного преобразователя, первый и второй логические элементы 4ИЛИ-НЕ, в устройство также введены генератор прямоугольных импульсов, а источник питания содержит понижающий ШИМ-регулятор, образованный последовательно соединенными дросселем и полевым транзистором, и третий усилитель мощности, подключенный к затвору полевого транзистора, при этом второй выход регулятора напряжения через индикатор подключен к плюсовой клемме бортовой двенадцативольтовой аккумуляторной батареи. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам, обеспечивающим требуемое качество электрической энергии для потребителей. Технический результат заключается в обеспечении плавного и бесступенчатого регулирования и стабилизации выходного напряжения и устранении коммутационных перенапряжений и перерывов в электропитании, исключении коммутационных бросков тока. Для этого предложен стабилизатор-регулятор напряжения переменного тока, содержащий автотрансформатор, блок управления с обратной связью по выходному напряжению, при этом он содержит автотрансформатор, выполненный на двух сердечниках, на каждом сердечнике расположены одна первичная и одна управляющая обмотки, вторичная обмотка охватывает оба сердечника, цепь последовательно и встречно соединенных первичных обмоток присоединена одним концом к сети, а вторым к общей точке соединения вторичной обмотки и нагрузки, образуя последовательное соединение первичных и вторичной обмотки, второй конец вторичной обмотки подключен к общей точке соединения нагрузки и сети питания, к каждой управляющей обмотке присоединены блоки электронных регуляторов, регулируемых блоком управления, снабженным обратной связью по выходному напряжению через потенциометр, параллельно подключенный к выходной обмотке стабилизатора-регулятора напряжения переменного тока. 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах электропитания, в частности в стабилизаторах переменного напряжения. Техническим результатом является снижение динамических потерь электроэнергии. Стабилизатор переменного напряжения содержит коммутирующий блок с коммутирующими реле, токоограничительный резистор, первый вывод которого подключен к нейтральному проводу электросети, и трансформатор, первый вывод вторичной обмотки которого подключен к фазному проводу электросети, а второй вывод подключен к нагрузке, при этом коммутирующий блок содержит полупроводниковый ключ между вторым выводом первичной обмотки трансформатора и нейтральным проводом электросети и два коммутирующих реле, первое коммутирующее реле имеет нормально замкнутые контакты, второе коммутирующее реле имеет нормально разомкнутые контакты. 1 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике. Технический результат заключается в повышении эффективности работы системы автоматического ограничения снижения напряжения (АОСН). Для этого предложена система АОСН, содержащая устройство(а) АОСН, включающее блок сравнения с напряжением отключения, блок выдержки времени на отключение, блок последовательного отключения групп присоединений, блок сравнения с напряжением включения присоединений, блок выдержки времени на включение, блок последовательного включения отдельных присоединений, при этом на вход системы введены последовательно соединенные блок определения режимов электрической сети, блок анализа, блок определения присоединений, подключаемых под действие АОСН, блок задания уставок устройств АОСН, причем блок определения режимов определяет напряжения на шинах подстанций; блок анализа определяет подстанции, на которых необходимо установить устройства АОСН; блок определения присоединений устанавливает приоритетность присоединений, блок задания уставок обеспечивает задание уставок по напряжению и времени отключения. 2 ил., 3 табл.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве температурно-стабильного источника опорного напряжения (ИОН). Технический результат заключается в обеспечении минимального температурного коэффициента выходного напряжения ИОН при пониженной разности напряжений вход-выход. Для этого предложен источник опорного напряжения, который содержит шесть транзисторов и три резистора, при этом первый и второй резисторы подключены первыми выводами к эмиттеру первого транзистора, второй вывод первого резистора подключен к эмиттеру второго транзистора, базы с первого по четвертый транзисторов объединяются с коллекторами первого и третьего транзисторов, коллекторы второго и четвертого транзисторов подключены к базе пятого транзистора, первый вывод третьего резистора и база шестого транзистора подключены к коллектору пятого транзистора, второй вывод третьего резистора и эмиттер шестого транзистора подключены к шине питания, второй вывод второго резистора и коллектор шестого транзистора подключены к выходной клемме. 3 ил.
Наверх