Удвоитель частоты

 

О П И С А Н И Е „„898570

И ЗОБ РЕТ Е Н ИЯ, Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнит«льнов h àBT. свил-в,— (22) .3>,.явлс. > 2>!1.06. 8 1221) 2635042,24-0, с присое.Lilii«нисм заявки №вЂ” (2j) П!>и.:рпт«-!

Оп бликг>вано 15.01.82. Ьюллетень № 2

Гасударственный комитет

СССР по делам нзооретеннй и открытий (53) УДК 621,314, . 26 (088.8) Дата опубликования описания 15.01.82 (7") Автор

B. Н. Фокин и >поре>сtlия

Саратовский политехнический инс 71 ) .3а>>ьиз{,>ь (54) УДВОИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к электронике, а именно к преобразовательной тсхнике, и может быть использовано в каче«гве источника питания током повышенной частоты.

Известен удвоитель .астоты, основанный на подмагничивании ферромагнитного сердечника от дополнительного источника постоянного тока, например удвоитель частоты

Жоли-Зпш >сйна, который содержит два магнитопровода с размещенными на них первичными и вторичными обмотками, а также обмотками подмагничивания от источника постоянного тока (1).

Однако это устройство имеет низкий

КПД и сов f искажение формы выходного напряжения, что требует применения фильтров для выделения второй гармоники из оо15 щего числа всех гармоник и, следовательно, приводит к усложнению устройства удвоителя чартоты. При подмагничивании ферромагнитноп> сердечника режим работы переходит в область магнитного насыщения, отчего гк>является ряд гармоник, снижающих 20

КПД и усложняющих устройство для устранения исходной частоты и высших гармони к.

Наиболее близким к изобретению является удвоитель частоты, содержащий трансформатор с первичной, имеющей средний вывод, и вторичной, образующей выходные выводы, обмотками и два вентиля. одни разноименные выводы электродов KoTL>pbix объединены и их общая точка подключена к первому из входных выводов для подключения однофазного источника, а каждый из других их выводов подключен к соответствующему концу первичной обмотки, среднии вывод которой подключен ко второму входному выводу (2).

Йедостатками этого устройства являются наличие нерегулируемой постоянной составляющей подмагничивающей магнитопровод трансформатора, что приводит к искажению формы выходного напряжения, а также низкий КПД.

Цель изобретения — улучшение формы выходного напряжения и повышение КПД устройства.

Указанная цель достигается тем, что в удвоителе частоты, содержащем трансформатор с первичной, имеющей средний вывод, и вторичной, образующей выходные выводы, обмотками и два вентиля, одни разно898570

Формула изобретения

Z5

3S

S0

3

IIìåíHûå выводы электродов которых обьединены и их общая точка подключена к первому из входных выводов для подключения однофазного источника питания, а каждый из других их выводов подключен к соответствующему концу первичной обмотки, средний вывод которой подключен ко второму входному выводу, введены конденсатор и два дополнительных вентиля, а трансформатор снабжен дополнительными первичной со средним выводом и вторичной обмотками, причем разноименные выводы электродов дополнительных вентилей объединены и их общая точка подключена к первому входному выводу, каждый из других их выводов соединен с соответствующим концом дополнительной первичной обмотки, средний вывод которой через конденсатор подключен ко второму входному выводу, а дополнительная вторичная обмотка образует дополнительные выходные выводы.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на временной диаграмме фиг. 2 а показано напряжение с исходной частотой; диаграмма на фиг. 2 б показывает пульсирующие напряжения, сдвинутые на 90 по фазе и приложенные в противофазе к первичным обмоткам 8 и 9 трансформатора; диаграмма на фиг. 2 в показывает результирующее выходное напряжение синусоидальной формы удвоенной частоты.

Устройство содержит входные выводы

1 и 2 для подключения однофазного источника питания; вентили 3 и 4 прямой проводимости; вентили 5 и 6 обратной проводимости; конденсатор 7; первичные обмотки 8 и 9 трансформатора со средними выводами; вторичные обмотки 10 и 11 трансформатора, образующие выходные выводы 12, 13 и 14, 15.

К выводам первичных обмоток 8 и 9 подключены вентили 3, 4, 5 и 6, их общие точки подсоединены к входному выводу 1 сетевого напряжения. Средний вывод первичной обмотки 8 подключен непосредственно, а другой — через конденсатор 7 к входному выводу 2 сетевого напряжения.

Вторичные обмотки 10 и ll подключены концами к соответствующим выходным выводам 12, 13 и 14 и 15.

Удвоитель частоты работает следующим образом.

Однофазное сетевое напряжение с исходной частотой, подаваемое на входные выводы, преобразуется с помощью конденсатора 7 в двухфазное, т. е. в два напряжения со сдвигом на 90 эл. град., которые выпрямляются вентилями 3; 5 и 4 и 6 в два двухполупериодные напряжения с удвоенной частотой пульсации и сдвинутые относительно друг друга на 90 эл. град.

Затем эти выпрямленные напряжения с удвоенной пульсацией подаются в противофазе на две отдельные обмотки 8 и 9 преобразующего трансформатора (временная диаграмма на фиг. 2 б). Полученное напряжение на выходных обмотках 10 или 11 имеет синусоидальную форму (фиг. 2 в) удвоенной частоты.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого удвоителя частоты состоит в повышении КПД, так как в спектре получаемых частот имеет место только одна удвоенная частота, а высшие гармоники и исходная частота отсутствуют, следовательно, потери энергии, вызываемые высшими гармониками, исключены; в простоте устройства из-за отсутствия обмоток и источника постоянного тока для подмагничивания магнитопровода, а также из-за отсутствия фильтра для выделения получаемой частоты из спектрального состава гармоник; в наличии одного ферромагнитного сердечника, что значительно уменьшает массу и вес железа, а это уменьшает расход активных материалов и увеличивает выходную мощность преобразователя частоты.

Удвоитель частоты, содержащий трансформатор с первичной, имеющей средний вывод и вторичной, образующей выходные выводы, обмотками и два вентиля, одни разноименные выводы электродов которых объединены и их общая точка подключена к первому из входных выводов для подключения однофазного источника питания, а каждый из других выводов подключен к соответствующему концу первичной обмотки, средний вывод которой подключен ко второму входному выводу, отличающийся тем, что, с целью улучшения формы выходного напряжения, повышения КПД, введены конденсатор и два дополнительных вентиля, а трансформатор снабжен дополнительными первичной со средним выводом и вторичной обмотками, причем разноименные выводы электродов дополнительных вентилей объединены и их общая точка подключена к первому входному выводу, каждый из других их выводов соединен с соответствующим концом дополнительной первичной обмотки, средний вывод которой через конденсатор подключен ко второму входному выводу, а дополнительная вторичная обмотка образует дополнительные выходные выводы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бамдас А. М. и др. Статические электромагнитные преобразователи частоты и числа фаз. М вЂ” Л., 1961, с. 45.

2. Патент Японии № 40 — 64978, кл. 56 В 4, 1965

898570

Редактор М. Петрова

Заказ 11966/73

Составитель О. Устинкина

Техред А. Бойкас Корректор А. Гриценко

Тираж 718 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4