Преобразователь постоянного напряжения в переменное напряжение многоступенчатой формы

 

Союз Советскик

Социапистичесиик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 945943

S (6l) Дополнительное к авт. свид-ву и 783320 (22)Заявлено 20.10.80 (21) 2993816/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет(5! )М. Кд.

Н 02 М 7/48

9кударетееииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 23. 07. 82. Бюллетень № 27 (53) УДК621 ° 314. .58(088.8) Дата опубликования, описания 23.07.82

С. И. Шеленок, Н, Н. Левин, В. И. Никулин, Л. В1. Волошин и А. М. Сухинин т (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ПЕРЕМЕННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ ФОРМЫ с

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении вторичных источников питания.

По основному авт. св. Ю 783320 известен преобразователь постоянного

5 напряжения в переменное многоступенчатой формы, содержащий инвертор, выходом подключенный к первичной обмотке трансформатора, вторичная обмотка которого выполнена с промежуточными отводами, соединенными в общую точку через управляемые ключи с двухсторонней проводимостью, а также мост из четырех ключей с двухсторонней прово- 15 димостью, входными выводами подключенный к концам вторичной обмотки, а одним из своих выходных выводов, образующих выход преобразователя, соединенный с упомянутой общей точкой Ы ).20

Данный преобразователь обладает повышенным КПД, простотой схемного решения и независимостью кратности частоты инвертора и выходной частоты

2 от структуры схемы. Однако жесткая зависимость между соотношением витков секций вторичной обмотки, равноотстоящих от концов этой обмотки, ограничивает возможности преобразователя по улучшению формы кривой выходного напряжения. При этом, по

"мере увеличения числа ступеней в выходном напряжении, на каждую последующую ступень необходимо устанавливать дополнительный управляемый ключ. Следовательно, нерационально используется структура вторичной:обмотки трансформатора и для формирования многоступенчатого .выходного напряжения требуется избыточное количество управляемых ключей.

Цель изобретения - повышение качества выходного напряжения путем уменьшения коэффициента искажения.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе промежуточные отводы вторичной обмотки через дополнительные управляемые ключи соединены

945943 с другим выходным выводом указанного моста.

На фиг. 1 показана прин>филиальная схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие алгоритмы переключения ключей и формирование выходного напряжения.

Предлагаемый преобразователь содержит источник 1 постоянного напря- t0 жения, управляемые ключи 2 и 3 постоянного тока, силовой трансформатор 4 промежуточного высокочастотного инвертора, полностью управляемые ключи

5-12, с двухсторонней проводимостью, т. е. ключи переменного тока; нагруз. ку 13, вторичные обмотки 14-16.

Диаграммы напряжений (фиг. 2) по-, ясняющие работу схемы, имеют следующие обозначения: U< — напряжение на первичной стороне трансформатора 4, U -,-0 -- напряжение соответственно

1-б-ой ступеней выходного напряжения

Uqq — ступенчатое напряжение на нагруз ке 13, U -И4 — напряжения УпРавления „ поступающие на полностью управляемые ключи 5-12 переменного тока; 1-28 полупериоды промежуточного высокочастотного напряжения.

Положительный уровень напряжений управления U — 01 соответствует открытому состоянию ключей 5-12. Напряжеt ние первой ступени 0,1 выходного напряжения И,>, формируется путем подключения нагрузки 13 к секции 14 вы35 ходной обмотки ключей 5, 7, 9 и 11.

Напряжение второй ступени U выходного напряжения формируетсл путем

40 подключения нагрузки 13 к секции 14 выходной обмотки ключами 5, 7, 9 и

11. Напряжение третьей ступени U выходного напряжения формируется путем подключения нагрузки 13 к секции. 15 выходной обмотки ключами 5, 6, 11 и

12. Напряжение четвертой ступени 0 выходного напряжения формируется пу.тем подключения нагрузки 13 к последовательно-согласно соединенным секциям 15 и 16 выходной обмотки ключами 5, 8, 10 и 11. Напряжение пятой ступени U выходного напряжения формируется йутем подключения нагрузки

13 к последовательно-согласно соединенным секциям 14 и 15 выходной обмотки ключами 6, 7, 9 и l2. НапряI жение шестой ступени Ug формируется путем подключения к нагрузке всей вторичной обмотки. Это подключенив осуществляется ключами 7, 8, 9 и 10. . В дальнейшем формообразование выходного напряжения происходит аналогичным образом.

При соотношении числа витков сек ций вторичной обмотки 14, 15 и 16, равном 2:3:1, высота всех ступеней выходной напряжения одинакова.

Из анализа работы предлагаемого преобразователя видно, что введение в его схему двух управляемых ключей

ll и 12 с двухсторонней проводимостью позволяет сформировать шесть ступеней в выходном напряжении, что на одну ступень больше, чем в известном преобразователе. Следовательно, выходное напряжение предлагаемого преобразователя имеет лучший гармонический состав, по сравнению с известным, т.е. форма кривой выходного напряжения в большей степени приближается к синусоиде.

Испытания показали, что при соотношении витков в секциях 14, 15 и "16 выходной обмотки, равном 2:3:1, коэф,фициент гармоник выходного напряжения уменьшается на 25-303 по сравнению с известным. С увеличением числа отпаек вторичной обмотки трансформатора гармонический состав выходного напряжения предлагаемого преобразователя улучшается еще в большей степени по сравнению с гармоническим составом выходного напряжения соответствующей ему сложности известной схемы.

Следует отметить, что в предлагаемом преобразователе загрузка по току управляемых ключей вторичной стороны различается не более чем в 1,3-2 раза, а в известном это различие составляет 3-5 раз. Таким образом, бо-, лее полное использование управляемых ключей по току позволяет в одних случаях уменьшить установленную мощ- . ность ключей и тем самым снизить массу и габариты преобразователя, а в других случаях за счет снижения токовой нагрузки на ключи, работающие в более тяжелых условиях, повысить на- дежность преобразователя по сравнению с соответствующими характеристиками известного преобразователя.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напря женил в переменное напряжение многоступенчатой формы по авт. св. М 783320

5 945943 6 отличающийся тем, что, с соединены с другим выходным выводом

1целью повышения качества выходного моста. напряжения путеМ уменьшения коэффици- Источники информации, ента искажения, промежуточные отводы принятые во внимание при экспертизе вторичной обмотки трансформатора че- 1. Авторское свидетельство СССР рез дополнительные управляемые ключи t 783320, кл. H 02 M 7/48, 1978.

945943

Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раувская наб ., д. 4/5

Заказ 5346/72

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

Составитель B. Моин

Редактор А. Козориз Техред Т.Маточка Корректор М. Шароши