RU1793523C - Converter with multiphase pulse-duration modulator - Google Patents

Converter with multiphase pulse-duration modulator

Info

Publication number
RU1793523C
RU1793523C SU914914385A SU4914385A RU1793523C RU 1793523 C RU1793523 C RU 1793523C SU 914914385 A SU914914385 A SU 914914385A SU 4914385 A SU4914385 A SU 4914385A RU 1793523 C RU1793523 C RU 1793523C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inputs
outputs
output
converter
frequency
Prior art date
Application number
SU914914385A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Викторович Михеев
Геннадий Сергеевич Мыцык
Леонид Евгеньевич Смольников
Александр Владимирович Чесноков
Игорь Александрович Войтович
Александр Михайлович Селезнев
Original Assignee
Московский энергетический институт
Московский Текстильный Институт Им.А.Н.Косыгина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский энергетический институт, Московский Текстильный Институт Им.А.Н.Косыгина filed Critical Московский энергетический институт
Priority to SU914914385A priority Critical patent/RU1793523C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1793523C publication Critical patent/RU1793523C/en

Links

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Description

с выводом от средней точки источника питани , либо с емкостным делителем напр жени , точка соединени  входных конденсаторов которого образует искусственный вывод среднего потенциала источника питани . Преобразователь содержит m пар последовательно включенных между шинами источника питани  ключей, зашунтированных обратными диодами. Средние точки m пар ключей подключены к m обмоткам , расположенным на стержн х т-стерж- невого магнитопровода, свободные концы которых объединены и образуют второй вывод преобразовател . Ключи каждой стойки переключаютс  в противотакте в соответствии с сигналами $ и $ по закону двухпол р- ной широтно-импульсной модул ции. Дл  реализации такого закона коммутации преобразователь должен быть снабжен блоком управлени , включающим задатчик выходной частоты, а также задатчик Hecyaieu или кратной ей частоты и модул тор ширины импульсов, формирующий m пар сигналов управлени  $ и $. Упом нутые сигналы формируют сдвинутыми между собой на несущей частоте ШИМ на угол 2 л/т.with output from the midpoint of the power supply, or with a capacitive voltage divider, the connection point of the input capacitors of which forms an artificial output of the average potential of the power supply. The converter contains m pairs of keys serially connected between the buses of the power supply of the keys, shunted by the inverse diodes. The midpoints m of the key pairs are connected to m windings located on the rods x of the t-rod magnetic circuit, the free ends of which are combined and form the second output of the converter. The keys of each rack are switched counter-clockwise in accordance with the signals $ and $ according to the law of bipolar pulse width modulation. To implement such a switching law, the converter must be equipped with a control unit including an output frequency setter, as well as a Hecyaieu or a multiple of its frequency setters, and a pulse width modulator, forming m pairs of control signals $ and $. These signals are formed shifted together at the PWM carrier frequency by an angle of 2 l / t.

Недостатками такого преобразовател   вл ютс  сравнительно невысокое качество выходного напр жени , определ емое используемым здесь способом двухпол рной ШИМ, а также некотора  сложность применени  преобразовател , обусловленна  необходимостью использовать специальный источник питани  со средней точкой или возникающее ухудшение массо-габаритных показателей из-за на личи  двух входных электролитических конденсаторов, рассчитанных на полный ток преобразовател .The disadvantages of this converter are the relatively low quality of the output voltage, determined by the bipolar PWM method used here, as well as the difficulty of using the converter due to the need to use a special power supply with a midpoint or the resulting deterioration in mass and dimension due to the presence of two input electrolytic capacitors rated for the total current of the converter.

Цель изобретени  - повышение качества выходного напр жени  за счет снижени  его искажений и расширение области использовани  преобразовател  за счет отказа от применени  специального источника питани  со средней точкой. -. Дл  достижени  поставленной цели предлагаемый преобразователь, как и известный , выполнен содержащим m основных пар последовательно включенных между шинами питани  ключевых элементов (полумостов ), зашунтированных обратными диодами . Точки соединени  всех m пар ключевых элементов через m обмоток, расположенных на стержн х т-стержневого магнитопровода, подключены к одному выходному выводу преобразовател . Блок управлени  ключами включает в себ  задатчик выходной частоты преобразовател  и последовательно св занные между собой задатчик несущей или кратной ей частоты и.The purpose of the invention is to improve the quality of the output voltage by reducing its distortion and expanding the scope of the converter by eliminating the use of a special power source with a midpoint. -. To achieve this goal, the proposed converter, as well as the known one, is made up of m main pairs of key elements (half-bridges) sequentially connected between the power buses, shunted by reverse diodes. The connection points of all m pairs of key elements through m windings located on the rods of the t-rod magnetic circuit are connected to one output terminal of the converter. The key control unit includes a converter output frequency adjuster and a carrier or a multiple thereof and sequentially connected to each other.

и and

1010

15fifteen

20twenty

2525

30thirty

3535

4040

4545

50fifty

5555

многофазный модул тор ширины импульсов , выходами подключенный к управл ющим входам соответствующих ключевых элементов и обеспечивающий формиров§- ние m пар противотактных сигналов fy и 1/1 последовательно сдвинутых между собой на несущей частоте широтно-импульсной модул ций на угол 2 л/m, где т 2, В отличие от известного предложенный преобразователь снабжен дополнительной парой последовательно включенных между шинами питани  и зашунтированных обратными диодами ключей, точка соединени  которых образует второй выходной вывод преобразовател . Задатчик выходной частоты преобразовател  выполнен с парафазными выходами Q, Q, которые св заны с управл ющими входами соответствующих ключей дополнительной пары. ..a multiphase pulse width modulator connected to the control inputs of the corresponding key elements by outputs and providing m pairs of counter-current signals fy and 1/1 sequentially shifted together at the carrier frequency of the pulse-width modulation by an angle of 2 l / m, where t 2, Unlike the known, the proposed converter is equipped with an additional pair of keys connected in series between the power buses and shunted by the reverse diodes, the connection point of which forms the second output output of the converter ovatel. The converter output frequency adjuster is provided with paraphase outputs Q, Q, which are connected to the control inputs of the corresponding keys of the additional pair. ..

Один из возможных вариантов выполнени  вышеупом нутого многофазного модул тора ширины импульсов содержит два делител  частоты с коэффициентами делени , отличающимис  на единицу, два регистра сдвига на угол 2 да т, т формирователей модулированных по длительности импульсных сигналов, последовательно сдвинутых между собой на угол 2л/m на несущей или кратной ей частоте, узел синхронизации, выполненный содержащим . m элементов 2И и элемент m ИЛИ, трехфазный регистр сдвига сигналов выходной частоты и лп формирователей противотактных сигналов ул и /, выходными выводами образующих выходы многофазного модул тора ширины импульсов. Вход модул тора ширины импульсов образован объединенными между/собой входами делителей частоты, а их выходы подключены к входам упом нутых регистров сдвига на угол 2 л/т, пара- фазные выходы которых подключены попарно к входам m формирователей модулированных по длительности импульсных сигналов, последовательно сдвинутых между собой на угол 2 л/m на несущей или кратной ей частоте. В состав такого формировател  вход т два формировател  узких импульсов, выходами подключенных к входам элемента 2И/Ш, выход которого соединен с тактовым входом RSJ-триггера с парафазными выходами FI, FJ. Ко входам каждого элемента 2ИЛИ подключены также входы одного из m элементов 2И узла синхронизации , выходами соединенных с входами элемента m ИЛИ, выход которого подключен к одному из установочных входов RST-триггеров и входу трехканального регистра сдвига сигналов выходной частоты . Его первый канал с выходами Qi, Qi,One of the possible embodiments of the aforementioned multiphase pulse width modulator comprises two frequency dividers with division coefficients differing by one, two shift registers by an angle of 2 dat, t shapers of pulse-width modulated pulse signals, successively shifted by an angle of 2 l / m on a carrier or a frequency multiple to it, a synchronization unit made by comprising. m elements 2I and m element OR, a three-phase shift register of the output frequency signals and LP of the shapers of the counter-current signals ul and /, the output terminals forming the outputs of the multiphase pulse width modulator. The input of the pulse width modulator is formed by the interconnected inputs of the frequency dividers, and their outputs are connected to the inputs of the mentioned shift registers by an angle of 2 l / t, the paraphase outputs of which are connected in pairs to the inputs of the m formers of pulse-width modulated pulse signals sequentially shifted between themselves at an angle of 2 l / m at the carrier or a multiple of her frequency. Such a shaper includes two narrow-pulse shapers, the outputs of which are connected to the inputs of the 2I / Ш element, the output of which is connected to the clock input of the RSJ trigger with paraphase outputs FI, FJ. The inputs of each element 2 OR are also connected to the inputs of one of the m elements 2 AND of the synchronization node, the outputs are connected to the inputs of the element m OR, the output of which is connected to one of the installation inputs of the RST triggers and the input of the three-channel shift register of the output frequency signals. His first channel with outputs Qi, Qi,

использован как задатчик выходной частоты , а выходы Q2 и Оз второго и третьего каналов этого регистра и выходы FI, FI RST- триггеров подключены к соответствующим входам m формирователей противотактных сигналов $, $. Каждый из них выполнен таким образом, что внутренние св зи обеспечивают формирование этих сигналов в соответствии ло ческим выражением:used as a setpoint for the output frequency, and the outputs Q2 and Oz of the second and third channels of this register and the outputs FI, FI of the RST flip-flops are connected to the corresponding inputs m of the shakers of the counter-current signals $, $. Each of them is made in such a way that internal communications ensure the formation of these signals in accordance with the logical expression:

$ Q2 Fi + Q3 Fi.$ Q2 Fi + Q3 Fi.

На фиг. 1 изображена принципиальна  схема силовой части преобразовател  (пример реализации при m 2); на фиг. 2 - принципиальна  схема устройства дл  его управлени ; на фиг. 3 -- временные диаграммы , по сн ющие принцип работы устройства дл  управлени  преобразователем и форму выходного напр жени .In FIG. 1 shows a schematic diagram of the power section of the converter (an example of implementation with m 2); in FIG. 2 is a schematic diagram of a device for controlling it; in FIG. 3 is a timing diagram explaining the operation of the device for controlling the converter and the shape of the output voltage.

Преобразователь, принципиальна  схема силовой части которого представлена на фиг. 1, содержит т+1 лолумост .силовых транзисторных ключей 1-6 (на фиг. 1 ), зашунтированных обратными диодами 7- 12. Точка соединени  дополнительных транзисторных ключей 1-2 образует первый выходной вывод 13 преобразовател , а точки соединени  транзисторных ключей 3, А и 5, 6 остальных полумостов подключены к m обмоткам 14, 15, расположенным на стержн х m-стержневого магнитопровода. Обмотки . 14, 15 включены между собой встречно и образуют точкой соединени  второй выходной вывод 16 преобразовател . Блок управлени  преобразователем представлен на фиг. 2. Он содержит задатчик частоты 17, подключенный к входу многофазного модул тора 18 ширины импульсов. Варианты выполнени  многофазного модул тора 18 могут быть различны, но во всех случа х он должен обеспечивать формирование m пар сигналов управлени  $ и $. последовательно сдвинутых между собой на угол 2 nlm (где m 2) на несущей частоте модул ции . При реализации вертикального принципа формиррвани  управл ющих сиг- , подобный модул тор 18 содержит, например, m генераторов пилообразного напр жени  (выходные сигналы которых сдвинуты между собой на вышеуказанный угол) и генератор модулирующего напр жени  заданной формы. После сравнени  при помощи m компараторов этих сигналов на выходах многофазного модул тора 19 будут сформированы m противотактных пар сигналов управлени  с ШИМ.A converter, a circuit diagram of the power unit of which is shown in FIG. 1 contains t + 1 lolumost. Power transistor switches 1-6 (in Fig. 1), shunted by reverse diodes 7-12. The connection point of the additional transistor switches 1-2 forms the first output terminal 13 of the converter, and the connection points of the transistor switches 3. A and 5, 6 of the remaining half-bridges are connected to m windings 14, 15 located on the rods x of the m-rod magnetic circuit. Windings. 14, 15 are interconnected counterclockwise and form a connection point of the second output terminal 16 of the converter. The converter control unit is shown in FIG. 2. It contains a frequency adjuster 17 connected to the input of the multiphase pulse width modulator 18. Embodiments of the multiphase modulator 18 may be different, but in all cases it must ensure the formation of m pairs of control signals $ and $. sequentially shifted between each other by an angle of 2 nlm (where m 2) at the modulation carrier frequency. When implementing the vertical principle of forming control signals, such a modulator 18 contains, for example, m sawtooth generators (the output signals of which are shifted to each other by the above angle) and a modulating voltage generator of a given shape. After comparing these signals with the help of m comparators, at the outputs of the multiphase modulator 19 m counter-contact pairs of PWM control signals will be generated.

Вариант многофазного модул тора 18, приведенный на фиг.2. реализует при формировании сигналов управлени  ключами 3-6 преобразовател  принцип квазиоднополосной модул ции. В его состав вход т два делител  частоты 19, 20, коэффициенты делени  которых отличаютс  на единицу. Выходы делителей частоты 19,20 подключены ко входам двух регистров сдвига 21, 22 на угол 2 л/m (дл  случа  т 2 этот угол равен ж, при этом регистры сдвига 21, 22 могут быть выполнены в виде Т-триггера, работающего в счетном режиме). Парафазные выходы регистров сдвига 21,22 подключены к входам m формирователей 23, 24 модулированных по длительности импульсных сигналов, сдвинутых на угол 2  /m на несущей частоте. Каждый из них выполненA variant of the multiphase modulator 18 shown in Fig. 2. implements the principle of quasi-single-band modulation when generating control signals for the 3-6 converter. It consists of two frequency dividers 19, 20, the division factors of which differ by one. The outputs of the frequency dividers 19.20 are connected to the inputs of two shift registers 21, 22 by an angle of 2 l / m (for case 2, this angle is equal to w, while the shift registers 21, 22 can be made in the form of a T-trigger that works in counting mode). The paraphase outputs of the shift registers 21.22 are connected to the inputs of the m formers 23, 24 modulated by the duration of the pulse signals shifted by an angle of 2 / m at the carrier frequency. Each of them is made

в виде двух формирователей 25, 26 и 27, 28 узких импульсов, выходы которых подключены к входам элемента 2ИЛИ 29 (30), выходом подключенного к тактовому входу RST-триггера 31 (32). Формирователи 25-28in the form of two formers 25, 26 and 27, 28 narrow pulses, the outputs of which are connected to the inputs of the element 2 OR 29 (30), the output connected to the clock input of the RST trigger 31 (32). Shapers 25-28

узких импульсов могут быть выполнены, например , в виде последовательно соединенных элементов НЕ 33 и 2V 34. Выход элемента НЕ 33 через конденсатор 35 подключен также к общей точке преобразовател , а второй вход элемента 2И 34 - к входу элемента НЕ 33. Входы элементов 2 ИЛИ 29. 30, подключены также к входам узла синхронизации 36, образованным входами m элементов 2И 37, 38, выходы которых подключёны к входам элемента m ИЛИ 39. Одноименные установочные R- и S-входы всех RST-триггеров 31, 32 объединены и подключены к общей точке преобразовател  и к выходу узла синхронизации 36. Выход узлаnarrow pulses can be performed, for example, in the form of series-connected elements NOT 33 and 2V 34. The output of the element NOT 33 through the capacitor 35 is also connected to the common point of the converter, and the second input of the element 2 AND 34 to the input of the element NOT 33. The inputs of the elements 2 OR 29. 30, are also connected to the inputs of the synchronization node 36, formed by the inputs of m elements 2I 37, 38, the outputs of which are connected to the inputs of the element m OR 39. The same installation R and S inputs of all RST triggers 31, 32 are combined and connected to common point of the converter and to the output of the sync node ization node 36. Output

синхронизации 36 подключен также к входу трехканального регистра 40 сдвига сигналов выходной частоты, выполненного на трех IK-триггерах 41-43, включенных по схеме с перекрестной св зью. Первый каналsynchronization 36 is also connected to the input of a three-channel shift signal register 40 of the output frequency, performed on three IK-flip-flops 41-43, connected in a cross-coupling fashion. First channel

трехканального регистра 40 с выходами Он и О.Гиспользован как задатчик выходной частоты. Эти выходы св заны через усилительно-разв зывающее устройство (на фиг.three-channel register 40 with outputs He and O. Used as an output frequency setter. These outputs are connected through an amplifier-decoupling device (in FIG.

1. 2 не показано) с управл ющими входами дополнительных транзисторных ключей 1,1. 2 not shown) with control inputs of additional transistor switches 1,

2. Парафазные выходы FI, Fi и F2. F2 RST- триггеров 35, 36, а также выходы 02 и Оз 1К-триггеров 42.43 подключены к соответствующим входам формирователей 44,45 противотактных сигналов $ и $, которые выполнены в виде элементов 2И-2ИЛИ 46, 47 и НЕ 48, 49. Св зи между входами этих элементов и выходами триггеров 31,32 и 42, 43 обеспечивают формирование сигналов2. Paraphase outputs FI, Fi and F2. F2 RST-triggers 35, 36, as well as the outputs 02 and Oz of 1K-triggers 42.43 are connected to the corresponding inputs of the drivers 44,45 of the counter-current signals $ and $, which are made in the form of elements 2I-2OR 46, 47 and NOT 48, 49. St. between the inputs of these elements and the outputs of the triggers 31,32 and 42, 43 provide the formation of signals

в соответствии с логическим выражением: according to the logical expression:

ф 0.2 Р + 07зР|.f 0.2 P + 07zP |.

Отметим, что в общем случае выполнение формирователей 44, 45 может быть раз- личным. Так, комбинаци  из шестиNote that in the general case, the execution of the shapers 44, 45 may be different. So, a combination of six

элементов 2И-НЕ позволит сформировать аналогичные управл ющие сигналы $ и $, определ емые, например, выражением:elements 2I-NOT will allow the formation of similar control signals $ and $, defined, for example, by the expression:

$ + $ +

Нетрудно показать, что, использу  известные принципы минимизации логических операций, его можно привести к вышеприведенному первому логическому выражению. Несмотр  на относительно большую сложность второго логического выражени  и соответственно большое число элементов, необходимых дл  его реализации , а практических случа х оно может оказатьс  эффективнее, так как принципи- а л ьно устран ет возможные кратковременные коммутации силовых ключей 3-6 на интервалах л/3 - 2 /3 их проводимости, обусловленные неидеальностью фронтов импульсов FI и Ft. ,. r vIt is easy to show that, using the well-known principles of minimizing logical operations, it can be reduced to the first logical expression given above. Despite the relatively large complexity of the second logical expression and, accordingly, the large number of elements necessary for its implementation, in practical cases it can turn out to be more effective, since it fundamentally eliminates possible short-term commutation of power switches 3-6 at intervals l / 3 - 2/3 of their conductivity due to non-ideal pulse fronts FI and Ft. ,. r v

Рассмотрим принцип действи  преобразовател . Дополнительные транзисторы 1, 2 полумоста преобразовател  переключаютс  по простейшему 180-градусному алгоритму на выходной частоте с коэффициентом заполнени  0,5. Транзисторы 3, 4 и 5, б переключаютс  в противотакте с коэффициентом заполнени , модулируемым на выходной частоте по определенному закону (синусоидаль- ному, трапецеидальному и пр.). Импульсные управл ющие сигналы и 2 при этом должны быть сформированы совпадающими по фазе на выходной частоте и сдвинутыми на угол 2 nlrn на несущей частоте модул ции, В результате напр жени  между точками соединени  транзисторов 1,2 и 3,4, а также 1, 2 и 5, 6 будут иметь форму сигналов с однопол рной ШИМ по выбранному Закону. Основные гармоники этих напр жений совпадают по фазе, а некоторые из высших наход тс  в противофазе. При подаче этих напр жений на включенные между собой встречно обмотки 14,15 указанные высшие гармоники будут взаимно компенсироватьс . Отметим, что Трансформатор должен быть рассчитан не на выходную частоту преобразовани , а на ближайшие высшие гармоники в каналах преобразовател , навод щиес  в противофазе. Таким образом , его габариты оказываютс  существен- но меньше габаритов трансформатора, работающего на выходной частоте. Как уже отмечалось, принцйп формировэни  управ- л  ющих сигналов $, $ ключами 3-7 преобразовател  может быть различным.Consider the principle of operation of the converter. Additional transistors 1, 2 of the half-bridge of the converter are switched according to the simplest 180-degree algorithm at the output frequency with a duty cycle of 0.5. Transistors 3, 4 and 5, b are switched in counter-tact with a duty cycle modulated at the output frequency according to a certain law (sinusoidal, trapezoidal, etc.). In this case, the pulse control signals and 2 must be generated by coinciding in phase at the output frequency and shifted by an angle of 2 nlrn at the modulation carrier frequency. As a result of the voltage between the connection points of the transistors 1,2 and 3,4, as well as 1, 2 and 5, 6 will be in the form of signals with unipolar PWM according to the selected Law. The fundamental harmonics of these voltages coincide in phase, and some of the higher ones are out of phase. When these voltages are applied to interconnected counter windings 14.15, these higher harmonics will be mutually compensated. Note that the Transformer should not be designed for the output frequency of the conversion, but for the nearest higher harmonics in the channels of the converter, which are in antiphase. Thus, its dimensions turn out to be substantially smaller than the dimensions of a transformer operating at the output frequency. As already noted, the principle of forming the control signals $, $ with keys 3–7 of the converter can be different.

На примере устройства; приведённого на фиг, 2, по сним использование принципа квазиоднополосной модул ции дл  формировани  сигналов управлени  $. т/Л по трапецеидальному закону. Принцип действи  этого устройства дополнительно по сн етс  временными диаграммами, приведенными на фиг. 3. Задатчик частоты 17 осуществл ет синхронизацию работы отдельных узлов устройства. Импульсный сигнал Ui7 (см.фиг.З) поступает на входы двух делителей.чаетоты 19,20, коэффициенты делени  Nig, N20 которых отличаютс  на единицу (на фиг.З временные диаграммы соответствуют случаю N19 3, N20 4). На выходах формирователей 25-28 узких импульсов будут сформированы импульсные сигналы вида Uzs - Ifes равных частот, сдвинутые по фазе на угол л:относительно друг друга. Дл  этого формирователи 25-28 узких импульсов осуществл ют формирование Сигналов по переднему и заднему фронтам сигналов 1)21 и 1)22 с выходов Т- триггеров 21 и 22. Полученные импульсные последовательности попарно складывают при помощи элементов 2ИЛИ 29, 30 и сравнивают при помощи элементов 2И 37, 38. Последовательности импульсов U29, изо поступают на тактовые входы RST-триггеров 31, 32, которые измен ют свое состо ние с приходом каждого очередного импульса. Дл  придани  определенности состо нию RST-триггеров 31, 32, один из установочных входов (на фиг. 2 - S-вход) подключен к выходу узла синхронизации 36.On the example of the device; shown in FIG. 2 will illustrate the use of the principle of quasi-bandwidth modulation to generate control signals $. t / L according to the trapezoidal law. The principle of operation of this device is further illustrated by the timing diagrams shown in FIG. 3. The frequency adjuster 17 synchronizes the operation of individual components of the device. The pulse signal Ui7 (see Fig. 3) is supplied to the inputs of two dividers. Frequencies are 19.20, the division coefficients Nig, N20 of which differ by one (in Fig. 3, the timing diagrams correspond to case N19 3, N20 4). At the outputs of the shapers of 25-28 narrow pulses, pulse signals of the form Uzs - Ifes of equal frequencies, phase shifted by an angle l: relative to each other, will be generated. To do this, the shapers of 25-28 narrow pulses generate Signals along the leading and trailing edges of signals 1) 21 and 1) 22 from the outputs of the T-flip-flops 21 and 22. The resulting pulse sequences are pairwise added using 2 OR 29, 30 elements and compared using elements 2I 37, 38. Pulse sequences U29, go to the clock inputs of the RST flip-flops 31, 32, which change their state with the arrival of each next pulse. To give certainty to the state of the RST flip-flops 31, 32, one of the installation inputs (in Fig. 2, the S-input) is connected to the output of the synchronization unit 36.

В результате каждый из указанных RST- триггеров 31, 32 будет выставлен в нулевое состо ние с приходом очередного импульса последовательности Use. На выходах этих триггеров 31, 32 будет сформированы пара- фазные последовательности FI, Fi. Fa, F2, модулированных по длительности импульсов (см. 11з1, U32 на фиг.З). Последовательность импульсов Озб с выхода узла синхронизации 36 поступает также на вход трехканального регистра 40, обеспечива  противотактные переключени  IK-триггеров 41-43 с выходной частотой преобразовани . Сдвиг между парафазными импульсами Qi, Qi...Q3,Q3составл ет при этом 60 эл.градусов (см. U/л - Шз на фиг. 3). Как уже указывалось. Дополнительные ключи 1, 2 должньг переключатьс  в противофазе, с частотой равной выходной частотеjnpeo6pa- зовател . Дл  этого сигналы Qi, Qi после усилени  и обеспечени  необходимой гальванической разв зки, подают на управл ющие Входы дополнительных ключей 1, 2. Формирование сигналов ,Vi; t/te- $2 управлени  ключами 3-6 производитс  при помощи формирователей 44, 45.As a result, each of the indicated RST triggers 31, 32 will be set to the zero state with the arrival of the next pulse of the Use sequence. At the outputs of these triggers 31, 32, paraphase sequences FI, Fi will be formed. Fa, F2, modulated by the duration of the pulses (see 11s1, U32 in Fig.Z). The sequence of Ozb pulses from the output of the synchronization unit 36 also enters the input of the three-channel register 40, providing counter-contact switching of the IK-triggers 41-43 with the output conversion frequency. The shift between the paraphase pulses Qi, Qi ... Q3, Q3 is thus 60 electrical degrees (see U / L - C3 in Fig. 3). As already indicated. Additional keys 1, 2 must be switched in antiphase, with a frequency equal to the output frequency of the juno 6p driver. To this end, the signals Qi, Qi, after amplification and providing the necessary galvanic isolation, are supplied to the control inputs of additional keys 1, 2. Signal generation, Vi; t / te- $ 2 key management 3-6 is performed using formers 44, 45.

Варианты выполнени  формирователей 44. 45 могут быть различны. На фиг. 2 приведен вариант, выполненный на элементах 2И и 2ИЛИ 46, 47 и НЕ 48,49. Св зи между их входами и выходами Q2 Оз трехканальио- го регистра 40 и выходами Fi, -Fi; F2, Fa RST-триггеров 31, 32 выполнены таким образом , что на входах формирователей 44, 45 импульсов управлени  будут получены последовательности управл ющих сигналов, определ емые выражени ми:Embodiments of the formers 44. 45 may vary. In FIG. 2 shows a variant made on the elements 2I and 2OR 46, 47 and NOT 48,49. The connections between their inputs and outputs Q2 Oz of the three-channel register 40 and outputs Fi, -Fi; F2, Fa of the RST flip-flops 31, 32 are designed in such a way that at the inputs of the drivers 44, 45 of the control pulses, sequences of control signals are obtained, defined by the expressions:

- на выходе элемента 2И-2ИЛИ 46 - -. t/M Qa Fi + FiQa, (см. 1)46 на фиг.З);- at the output of the element 2I-2OR 46 - -. t / M Qa Fi + FiQa, (see 1) 46 in FIG. 3);

- соответственно, на выходе элемента НЕ 48 - сигнала ipi- accordingly, at the output of the element NOT 48 - ipi signal

- на выхрде элемента 2И-2ИЛИ 37 1/5 Qi Fa + Qa F2 (см. U47 на фиг.3)- at the outlet of the element 2I-2OR 37 1/5 Qi Fa + Qa F2 (see U47 in figure 3)

и на выходе элемента НЕ 49 - сигнал 1/5.and at the output of the element NOT 49, the signal is 1/5.

Разработанный блокуправлени  преобразователем позволил осуществить формирование синфазных (по основной гармонике выходного напр жени ) сигналов управлени  ty, Y-5 и 1/м, ijfi ключами З-б преобразовател , но сдвинутых по фазе на несущей частоте ШИМ на угол 2 л/т. Встречное включение обмоток 14, 15, расположенных на разных стержн х общего магнитопрово- да, обеспечивает взаимную компенсацию определенных массивов высших гармоник выходных напр жений каналов преобразовател  (между точкой 13 и точками соединени  ключей 3, 4 и 5, 6 соответственно).The developed converter control unit allowed the formation of in-phase (according to the main harmonic of the output voltage) control signals ty, Y-5 and 1 / m, ijfi with the keys of the З-б converter, but phase-shifted at the PWM carrier frequency by an angle of 2 l / t. The counterclosing of the windings 14, 15 located on different rods of the common magnetic conductor provides mutual compensation of certain arrays of higher harmonics of the output voltages of the converter channels (between point 13 and the key connection points 3, 4 and 5, 6, respectively).

Предложенный преобразователь с многофазной ШИМ может найти применение при создании централизованных источников вторичного электропитани , обладающих улучшенным качеством преобразованной электроэнергии. Уменьшение массо-габарит- ных показателей устройства за счет уменьшени  соответствующих показателей его выходного фильтра позвол ет использовать преобразователь в системах электроснабжени , например, автономных объектов различного назначени .The proposed converter with a multiphase PWM can find application in the creation of centralized secondary power sources with improved quality of the converted electric power. Reducing the mass-dimensional parameters of the device by reducing the corresponding parameters of its output filter allows the converter to be used in power supply systems, for example, autonomous objects for various purposes.

Claims (2)

Формулаизобретени  1. Преобразователь с многофазной ши- ротно-импульсной модул цией (ШИМ), содержащий m основных пар последовательно включенных между шинами питани  ключевых элементов, зашунтированных обратными диодами, причем точки соединени  ключевых элементов пар через m обмоток, расположенных на стержн х т-стержневого магнитопровода, подключены к одному выходному выводу преобразовател , а также блок управлени  ключами, включающий в себ  задатчик выходной частоты преобразовател  и последовательно св занные между собой задатчик несущей или кратной ее частоты и многофазный модул тор ширины импульсов, выходами подключенный к управл ющим входам соответствующих ключевых элементов и обеспечивающий формирование m пар противотактных сигналов $, $, последовательно сдвинутых между собой на несущей или кратной ей частоте ШИМ на угол 2 л/т, где m 2, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества выходного напр жени  за счет снижени  его искажений и расширени  области использовани  за счет отказа от применени  специального источника питани  со средней точкой, он снабжен дополнительной парой последовательно включенных между шинами питани  иFormula of the invention 1. Converter with multiphase pulse width modulation (PWM), containing m main pairs connected in series between the power lines of the key elements shunted by reverse diodes, and the connection points of the key elements of the pairs through m windings located on the rods of the t-rod magnetic circuits are connected to one output terminal of the converter, as well as a key control unit including a converter output frequency setter and a setter connected in series with each other carrier or a multiple of its frequency and a multiphase pulse width modulator connected to the control inputs of the corresponding key elements by outputs and providing the formation of m pairs of counter-current signals $, $, sequentially shifted to each other on the carrier or a multiple of its PWM frequency by an angle of 2 l / t, where m 2, characterized in that, in order to improve the quality of the output voltage by reducing its distortion and expanding the scope of use due to the rejection of the use of a special power source with a midpoint, it is supplied n an additional pair of serially connected between the power rails and зашунтированных обратными диодами ключей , точка соединени  которых образует второй выходной вывод преобразовател , а задатчик выходной частоты преобразовател  выполнен с парафазными выходами Qi иshunted by reverse diodes of the keys, the connection point of which forms the second output terminal of the converter, and the converter of the output frequency of the converter is made with paraphase outputs Qi and Qi, которые св заны с управл ющими входами соответствующих ; ключей дополнительной пары.Qi, which are associated with the control inputs of the respective; keys of an additional pair. 2. Преобразователь по п. 1, от л и ч а ю- щ и и с   тем, что, многофазный модул тор2. The converter according to claim 1, with the exception of the fact that the multiphase modulator ширины импульсов выполнен содержащим два делител  частоты с коэффициентами делени , отличающимис  на единицу, два регистра сдвига на угол 2 л 1т, т формирователей мо- дулированных по длительности импульсныхthe width of the pulses is made containing two frequency dividers with dividing coefficients differing by one, two shift registers by an angle of 2 l 1 t, t shapers modulated by pulse duration сигналов, последовательно сдвинутых между собой на угол 2 л/т на несущей или кратной ей частоте, узел синхронизации, выполненный содержащим m элементов 2И и элемент m ИЛИ, трехфазный регистрsignals sequentially shifted to each other by an angle of 2 l / t on a carrier or a multiple of its frequency, a synchronization unit made up of m elements 2I and element m OR, three-phase register сдвига сигналов выходной частоты и m формирователей противотактных сигналов $ и щ, выходными выводами образующих выходы многофазного модул тора ширины им- пульсов, вход которого образованof the shift of the signals of the output frequency and m of the shapers of the counter-current signals $ and u, the output terminals forming the outputs of the multiphase pulse width modulator, the input of which is formed объединенными между собой входами, делителей частоты, выход которых подсоединены к входам упом нутых регистров сдвига на угол 2 л/т, их парафазные выходы подключены попарно к входам m формирователей модулированных по длительности импульсных сигналов, последовательно сдвинутых между собой на угол 2 л/т на несущей или кратной ей частоте, каждый из которых выполнен в виде двух формирователей узких импульсов, выходами подключенных к входам элемента 2ИЛИ, выход которого соединен с тактовым входом RST- триггера с парафазными выходами Fi, FI, к входам каждого из элементов 2ИЛИ подсоединены входы одного из элементов 2V1 узла синхронизации, которые своими выходами подключены к входам элемента m ИЛИ, выход которого подсоединен к одному из установочных входов упом нутых RST-триггеров иinterconnected inputs of frequency dividers, the output of which is connected to the inputs of the mentioned shift registers by an angle of 2 l / t, their paraphase outputs are connected in pairs to the inputs of m formers of pulse-width modulated pulse signals, sequentially shifted between each other by an angle of 2 l / t by carrier frequency or a multiple thereof, each of which is made in the form of two narrow pulse shapers, outputs connected to the inputs of the 2OR element, the output of which is connected to the clock input of the RST trigger with paraphase outputs Fi, FI, to input give each of the elements 2 or inputs connected one element of a synchronization node 2V1 that their outputs are connected to inputs of the OR element m, the output of which is connected to one of the inputs of said mounting RST-flops and к входу трехканального регистра сдвига сигналов выходно й частоты, первый канал с выходами QI и Qi которого использован как задатчик выходной частоты преобразреате- л , а .выходы-Q2 и Оз второго и третьего каналов этого регистра и выходы,F|, FI RST- триггеров подключены к соответствующим входам m формирователей противотактныхto the input of the three-channel shift register of signals of the output frequency, the first channel with the outputs QI and Qi of which is used as the output frequency adjuster, and the outputs Q2 and Oz of the second and third channels of this register and the outputs, F |, FI RST triggers connected to the corresponding inputs of m counterfeiters сигналовfy,fy, каждый из которых выполнен обеспечивающим внутренние св зи между указанными элементами и формирование этих сигналов в соответствии с логическим выражениемsignals fy, fy, each of which is designed to provide internal communications between these elements and the formation of these signals in accordance with a logical expression $ Q2R + ОзР|.$ Q2R + OzR |.
SU914914385A 1991-02-27 1991-02-27 Converter with multiphase pulse-duration modulator RU1793523C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914914385A RU1793523C (en) 1991-02-27 1991-02-27 Converter with multiphase pulse-duration modulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914914385A RU1793523C (en) 1991-02-27 1991-02-27 Converter with multiphase pulse-duration modulator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1793523C true RU1793523C (en) 1993-02-07

Family

ID=21562265

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU914914385A RU1793523C (en) 1991-02-27 1991-02-27 Converter with multiphase pulse-duration modulator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1793523C (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3301761B2 (en) Electronic converter of electrical energy
US20050242858A1 (en) Apparatus and method for synchronized distributed pulse width modulation waveforms in microprocessor and digital signal processing devices
RU1793523C (en) Converter with multiphase pulse-duration modulator
US4677539A (en) DC to three phase switched mode converters
JPS6091871A (en) Method and device for forming control voltage of polyphase pulse inverter
SU1624634A1 (en) Device for controlling bridge inverter
SU1358055A1 (en) Device for controlling d.c.to quasisinusoidal voltage converter with pulse-width modulation
SU1473052A1 (en) Method of converting dc voltage to quasi-sine ac voltage
SU1737685A1 (en) Method of conversion of constant voltage into quasi- sinusoidal stepped one
SU1121757A1 (en) Voltage converter
RU1823113C (en) Single-phase converter with polyphase pulse-width modulation
SU1201997A1 (en) Device for controlling inverter with pulse-width modulation
SU851370A1 (en) Dc voltage pulse stabilizer
SU1474814A1 (en) Inverter cell control unit
SU1599958A1 (en) Method of converting d.c.voltage to variable low-frequency quasi-sine voltage
SU1554096A1 (en) Bridge inverter
SU1418872A1 (en) Device for controlling single-phase bridge inverter
SU1511833A1 (en) Device for controlling d.c. to quasisine a.c. voltage converter
SU1356157A1 (en) Device for controlling voltage converter with multizone modulation
SU1739459A1 (en) Inverter control method
US4426678A (en) D.C. to D.C. converter
SU1485219A1 (en) Multichannel stabilizing voltage converter
SU1434529A1 (en) Device for controlling phase-pulse-modulated inverter
SU720663A1 (en) Single-phase bridge inverter control device
SU1415382A1 (en) Device for controlling d.c. to variable three-phase voltage converter