Полупроводниковый преобразовательнапряжения

 

ОПNCan@E

И 3ОВРЕТЕ п И Я

Сееоэ Советскнк

Соцналнстнчеакнв

Реслублнн г» 832680

К АВТОУСК©М3 СВИ ИТИЛЬСТВУ (63) Дополнгетелънее а ает. ееттд-еу (22) Заявлено 1М178 pf) 2683869/24-07

Р )М. Кл.

Н 02 М 7j48 с присоединением эалвян Ж

Государственный комитет

СССР

IIo дмвм изобретений н открытий (23)ггрнорнтет

Опубликовано 230581 Бюллетень 19

Ю) ПЖ, 6 21. 3 14.. 57 (088. 8) Дата.опублниовання опнсання 230531 (10.A. Медведев и A ° Á. Ландышев

> (, F, Владимирский политехнический институт (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПОЛУПРОВОДНИКОВИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для питания постоянного напря><ения активной и актив5 но-индуктивной нагрузки переменным напряжением.I

Известны полупроводниковые преобразователи, которые имеют на выходе напряжение ступенчатой, формы или ® напряжение класса Д, т.е. последова- тельность импульсов равной амплитуды, но модулированных но длительности таким образом, что после фильтрации напряжение имеет близкую к синусоидальной форму $1).

Известен однофазный преобразователь, напряжения, содержащий мостовой переключатель на транзисторах с обратными диодами, двухзвеиный полосовой; фильтр,, трансформатор, схему обратной связи, схему управления и источник питания 12) .

Недостаткогл преобразователя является обязательное.применение фильтра, так как напряжение, формируейое MQcтовым переключателем, имеет разрывную форму, а на нагрузке необходимо ,формировать гладкую кривую. Наличие фильтра приводит к росту веса, габаритов и стоимости инвертора, а также резко снижает диапазон регулирования частоты и амплитуды выходного напряжения при заданных КПД и коэффициенте нелинейных иска>хений.

Также известен преобразователь напряжения, содержащий однофазный мост на тиристорах с конденсатором в диагонали, гюстовой тиристорный реверсор, с включенными s диагональ активно индуктивной нагрузкой и датчиком тока для управления тиристорами, буферный вентиль, задаюций генератор синусоидального напря>хения, блок cpasиеиия, блок задержки, два распределите ля импульсов и четыре формирователя .импульсов Щ.

Недостатки этого преобразователя

4 заключаются в наличии определенной индуктивности нагрузки, а также в необходимости подбора конденсатора при заданной величине индуктивности нагрузни и требуемом гармоническом составе выходного тока. Это не позволяет обеспечить заданное значение коэффициента нелинейных иска>хений в широком диапазоне регулирования частоты выходного напряжения.

Кроме того, для управления тиристорами используется датчик тока., 832б80 который подвержен сильному воздействию помех.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является полупроводниковый преобразователь напряжения, который имеет дополнительный преобразователь, три ключа, мостовой переключатель, генератор таковых импульсов, счетчик импульсов, ешифратор. Дополнительный преобразователь этого устройства вырабатывает на трех отдельных выходах три уровня постоянного напря)<ения, которые связаны между собой определенным соотношением. Ключи в заданной последо- . вательности подключают одну из диагоналей мостового переключателя к одному из выходов дополнительного преобразователя. При этом на нагрузке, включенной в другую диагональ мостового переключателя) Формируется напряжение ступенчатой формы. Каждая волу» волна выходного напряжения формируется за шесть тактов работы дополнитель ных ключей. Смена полярности наири« аения на нагрузке осуществляется мостовым переключателем. КоэффициЕнт нелинейных искажений выходного напряжения равен 10, 253 (4 j, Однако амплитуда напряжения на нагрузке регулируется через дополнительный преобразователь.

Пель изобретения - расширение диапазона регулирования частоты и амплитуды выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в полупроводниковый преобразователь напряжения введены четыре диода, четвертый ключ, четыре дросселя, задающий генератор, нуль-орган, блок сравнения и модулятор, ври этом одноименные электроды четырех диодов подключены к одному из зажимов другой диагонали мостового переключателя и одному из входов блока сравнения, другой вход которого соединен с, выходом задающего генератора, а выход » с входом модулятора, четыре вьщода которого лодкжочевы к виодаи ключей, GBp)BING выходные имемыя которых сое .динеиы с одной вз клемм источника напряжения, а вторые - с другими одноименныыи электрода«би четырех диодов и яарвыьж за)кимами дросселейу вторые заржи«ы которыми соединены е другой клеммой источника.иаиряжевия и с вторым зажимом этой же диагонали мос. таеего переключателя, к управляющим входящим которого аодмяючевы выходы нуль-оргаиа, вход которого соединен, с винищам задающего генератора.

Иа фиг. 1 иредставлена принципиальная схема иредлагаемого преобразователя, ва фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, иоясияющие работу преобр@зователя.

Преобразователь содержит ключи

1-4, дроссели 5-8, диоды 9-12, мостовой цереюпочатель на транзисторах

13-16, нагрузку 17, задающий генератор 18, блок 19 сравнения, модулятор .

20 и нуль-.орган 21.

Преобразователь работает следующим образом.

Напряжение синусоидальной формы . от задающего генератора 18 подается на один из входов блока 19 сравнения, где осуществляется двуполупериодное выпрямление. На другой вход бло) а сравнения подается, сигнал от точ о ки соединения одноименных электродов,, четырех диодов с мостовым переключателем. Сигнал рассогласования с выхода блока 19 сравнения подается на вход модулятора 20, который имеет че15 тире выхода для управления ключами

1-4. На каждом выходе модулятора формируются прямоугольные имйульсы с

Фиксированной повышенной частотой, сдвинутые относительно друг друга

20 во времени на четверть периода. Коэффициент заполнения импульсов изменяется от нуля до трех четвертей периода.

На фиг. 2 приведены временные диаграммы импульсов на выходах модулято25 ра для случая с максимальным коэффипиентом заполнения. При этом в точке соединения одноименных электродов четырех диодов с мостовым переключателем формируются импульсы, амплиЗВ ту„ котор изменяется по синусоц,.ль ному закону. Зависимость амплитуды импульсов от коэффициента заполнения имеет некоторую нелинейность, которая устраняется введением отрицательной обратной связи от точки соединения ододноименных электродов четырех. диодов с мостовым переключателем на блок 19 сравнения. B,точке соединения одйоименных электродов четырех диодов с

40 мостовым переключателем формируется. напря)хение, форма которого представляет собой дрУхио««у««ериодное выпрямленное напряже««ие еввусоидальной фор- . мы. Безразрыиюсть кривой тока и напряжения обесцвечивается без какойлибо .Фильтрации. Амплитуда и частота этого напряжения задаются генератором

18. Напряжение сивусеидальной,фор«ы от задающио генератора 18 подается также на вжд иулъергаыа 21, кото.рый имеет четыре мимоз«а, соединенные с управляющими ааюд@юащ мостового переключателя, а с«беспечивает переключение транзисторов мостового пере-. ключателя таиви образом, что в каж%5 д и а у р еаыв,тся в енными транзистор« 13, 1б.либо 14, 15, а вапряжевже ««а нагрузке 17 имеет в этом случае сииусеццальную форму (фиг. 3) .

Щ Изобретение позволяет получить на нагрузке напряжение синусоидальной формы с малым коэффициентом нелинейных искажений в широком диапазоне регулирования частоты и амплитуды этого

65 напряжения при относительной просто832680 те реализации и без применения фильтров. формула изобретения

Полупроводниковый. преобразователь напряжения, содержащий три ключа, мостовой переключатель напряжения, одна из диагоналей которого подключена к выходным выводам, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования частоты и амплитуды выходного напряжения, в него введены четыре диода, четвертый ключ, четыре .дросселя, задающий генератор, нуль-орган, блок сравнения и 15 модулятор., при этом одноименные электроды четырех диодов подключены к одному из зажимов другой диагонали мостового переключателя и одному из входов блока сравнения, другой вход Zp которого-соединен с выходом задающего генератора, а выход †.с входом модулятора, четыре. выхода которого подключены к входам ключей, первые выходные клеваиы. которых соединены с одной из клемм истонника напряжения, а вторые - с другими одноименными электрсдами четырех диодов и первыми зажимами четырех дросселей, вторые зажимы которых соединены с другой клеммой источника напряжения и вторым зажимом этой же диагонали мостового переключателя, к управляющим входам которого подключены выходы нуль-органа, вход которого соединен а выходом задающего генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

* 1. Малышков Г.М. и Соловьев И.Н.

Однофаэные инверторы в классе Д.

Кн. "Электронная техника в автоматике". Под ред. Ю.И.,Конева. М., "Советское радио", 1976, вып. 8, с. 129-131.

2. Там же, с. 136.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 576646, кл. Н 02 М 7/515, 1977.

4. Авторское свидетельство СССР

9 316162, кл. Н 02 М 7/48, 1973.

832680

Удй, Составитель В. Зараэенков.

Техред М, долинка . корректор Ю. Макаренко

Редактор Г. Кацалап

Филиал НПИ "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3668/69 Тираж 730 Ноднисиое

ВНИИИИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113635, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5