Статический преобразователь с выходным напряжением заданной величины и формы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (!!) 505104

Сон!з Советскив

Социалистических., Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 11.03.71 (21) 1633672/24-7 (51) М. Кл 2 Н 02М 7/48

Н 02Р 13/16

G 05F 1/10 с присоединением заявки № 1752917/24-7

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (32) Приоритет

Опубликовано 28.02.76. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 03.05.76 (53) УДК 621.314.57 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. Н. Лаптев, В. А. Цишевский, И, А. Войтович и В. И. Зверев (71) Заявитель (54) СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ВЫХОДНЫМ

НАПРЯЖЕНИЕМ ЗАДАННОЙ ВЕЛИЧИНЫ И ФОРМЫ

Изобретение относится к области электротехники, а именно к преобразованию и регулированию электрической энергии.

Известны статические преобразователи, в которых с целью одновременного регулирования величины и формы выходного напряжения при максимальном быстродействии и минимальных габаритах фильтра силовая часть состоит из ряда ячеек, управление которыми осуществляется от цепочек сравнения суммарного напряжения предыдущих ячеек с опорным напря>кением за счет изменения фазы разностного сигнала. Недостаток такого типа устройств заключается в том, что при равенстве сравниваемых напряжений в схеме наблюдаются сбои.

В другом случае управляющий сигнал подается через кл)очевой элемент, управляемый от цепи сравнения выпрямленного напря>кения предыдущих ячеек с опорным напряжением. В такой схеме силовая ячейка при разомкнутом состоянии ключевого элемента оказывается неуправляемой, и схема работает нормально только при активной нагрузке.

Предлагаемый статический преобразователь с выходным напряжением заданной величины и формы свободен от указанных недостатков. Это достигается тем, что цепи сравнения суммарного выпрямленного выходного напряжения предыдущих ячеек с опорным напря>кением соединяются с управляющими входами фазореверсирующих блоков, связанных с задающим генератором и осуществляющих реализацию определенных квазиустойчивых состояний последующей силовой ячейки.

На фиг. 1 показан один из вариантов предлагаемого статического преобразователя; на фиг, 2 — пример выполнения фазореверсирующего блока.

10 Преобразователь содержит задающий генератор 1 с выходным трансформатором 2, фазореверсирующие блоки 3 — 6, силовые ячейки

7 — 10 с выходными трансформаторами 11—

14, источник опорного напряжения 15 и цепи

13 16 — 18, измеряющие соответственно выходное выпрямленное напряжение первой ячейки, суммарное напряжение первой и второй ячеек и суммарное выпрямленное напряжение первой, второй и третьей ячеек. Обмотка 19

20 охватывает магнптопровод трансформатора

11, обмотка 20 охватывает магнитопроводы трансформаторов 11 и 12, а обмотка 21 одновременно охватывает магнитопроводы трансформаторов 11, 12, 13. В измерительных цс25 пях возможно как магнитное, так и электрическое суммирование напряжений предыдущих ячеек.

Пусть на выходе требуется получить стабилизированное прямоугольное напряжение

30 а выходное напряжение задающего генера505104 тора 1 настолько стабильно, что его можно использовать в источнике опорного напряжения 15.

При включении напряжения источника питания возбуждается задающий генератор 1 и на выходных обмотках трансформатора 2 появляется прямоугольное напряжение. Это напряжение поступает на фазореверсирующие блоки 3 — 6, и силовые ключи в ячейках 7—

10 начинают коммутироваться, а на обмотках трансформаторов 11 — 14 появляются прямоугольные напряжения.

Если выпрямленное напряжение на трансформаторе 11, измеренное, например, обмоткой 19 и выпрямителем, превышает опорное напряжение источника 15, то на вход фазореверсирующего блока 4 поступает сигнал, обеспечивающий работу силовой ячейки 8 в антифазе с ячейкой 7. В результате, напряжения на выходных обмотках трансформаторов 11 и 12 вычитаются. Их суммарное напряжение, снимаемое с обмотки 20, выпрямляется, и напряжение на цепи 17 сравнивается с опорным напряжением источника 15.

Разность сравниваемых напряжений воздействует на управляющий вход фазореверсирующего блока 5.

Если суммарное выходное напряжение первых двух ячеек превышает опорное, то фазореверсирующий блок 5 обеспечивает работу ячейки 9 в антифазе с ячейкой 7 и суммарное выходное напряжение ячеек 7, 8, 9 уменьшается, а если суммарное выходное напряжение первых двух ячеек меньше опорного, то ячейка 9 включается в фазе с ячейкой 7 и суммарное выходное напряжение ячеек 7, 8, 9 увеличивается. И в том, и в другом случае выходное напряжение приближается к опорному.

Суммарное напряжение ячеек 7, 8, 9 измеряется обмоткой 21, выпрямляется, сравнивается с опорным напряжением, и их разность воздействует на фазореверсирующий блок 6, обеспечивая работу ячейки 10 соответственно в фазе или в антифазе с ячейкой 7.

В результате, суммарное выходное напряжение ячеек 7 — 10 с еще большей точностью приближается к опорному.

Величины напряжений на выходных обмотках трансформаторов 11 — 14 выбраны в убывающей прогрессии, и суммарйое выходное напряжение ячеек преобразователя по итерационному принципу приближается к опорному.

В рассмотренном примере в ячейках используется два квазиустойчивых состояния. В общем случае в ячейке может быть реализовано и квазиустойчивых состояний. Кроме того, она может быть снабжена рядом фазореверсирующих блоков и чем большее число квазиустойчивых состояний реализуется в ячейке, тем с большей точностью (при заданном количестве ячеек) выходное напряжение будет приближаться .к опорному.

15 В ряде случаев, например при получении на выходе стабилизированного синусоидального напряжения с целью уменьшения искажений выходного напряжения опорное напряжение синусоидальной формы целесооб20 разно включать через выпрямитель.

Пример реализации ф азор еверсирующего блока приведен на фиг. 2.

Блок содержит магнитный мультивибратор (собранный на транзисторах 22, 23, трансфор25 маторе 24 и резисторах 25, 26), триггер (собранный на транзисторах 27, 28) и разделительные диоды 29, к которым подключаются обмотки 30 трансформатора 2 задающего генератора. Этими обмотками осуществляется

30 управление магнитным мультивибратором через один из транзисторов триггера, состояние которого, а следовательно и фаза напряжения на обмотках трансформатора 24 относительно напряжения на обмотках 30, зависит

35 от полярности напряжения.

Формула изобретения

Статический преобразователь с выходным напряжением заданной величины и формы, 40 получаемый за счет электрического или магнитного суммирования выходных напряжений ряда ячеек, имеющих фазореверсирующие блоки управления, связанные с задающим генератором, содержащий цепи сравнения вы45 прямленного напряжения предыдущих ячеек с опорным напряжением, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения области применения, указанные цепи сравнения соединены с управляющими

50 входами соответствующих фазореверсирующих блоков.

505104

Составитель М. Лойя

Текред М. Семенов

Редактор В. Левятов

Корректор J!. Котова

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 838/1О Изд. ¹ 1151 Тираж 882

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4(5