RU1823113C - Single-phase converter with polyphase pulse-width modulation - Google Patents
Single-phase converter with polyphase pulse-width modulationInfo
- Publication number
- RU1823113C RU1823113C SU914936399A SU4936399A RU1823113C RU 1823113 C RU1823113 C RU 1823113C SU 914936399 A SU914936399 A SU 914936399A SU 4936399 A SU4936399 A SU 4936399A RU 1823113 C RU1823113 C RU 1823113C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inputs
- outputs
- output
- signals
- frequency
- Prior art date
Links
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Преобразователь содержит m основных пар ключевых элементов (3, 8) и электромагнитный узел, включающий m расположенных на магнитопроводах(20-22) первичных обмоток (17-19), соединенных в звезду. В состав блока управлени преобразователем вход т задатчик частоты и многофазный модул тор ширины импульсов. Преобразователь снабжен дополнительной парой последовательно включенных между шинами питани ключевых элементов (i. 2). Магниго- проводы (20-22) выполнены магнитонесв - занными и снабженными вторичными обмотками (23-25). 1 з п ф-лы 4 илThe converter contains m main pairs of key elements (3, 8) and an electromagnetic unit, including m located on the magnetic circuits (20-22) of the primary windings (17-19) connected to a star. The converter control unit includes a frequency master and a multiphase pulse width modulator. The converter is equipped with an additional pair of key elements (i. 2) connected in series between the power rails. Magnetic wires (20-22) are made magnetically unconnected and equipped with secondary windings (23-25). 1 s s t 4 s il
Description
Изобретение относитс к электротехнике , а именно к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропитани различного назначени , преимущественно дл преобразовани посто нного напр жени в высокочастотное , квазисинусоидальное.The invention relates to electrical engineering, in particular to converter technology, and can be used in power supply systems for various purposes, mainly for converting a constant voltage into a high-frequency, quasi-sinusoidal one.
Целью изобретени вл ютс повышение качества выходного напр жени за счет снижени его искажений, расширение области использовани за счет отказа от применени специального источника со средней точкой, а также расширение функциональных возможностей, за счет обеспечени воз- можностиширотно-импульсногоThe aim of the invention is to improve the quality of the output voltage by reducing its distortion, expanding the area of use by eliminating the use of a special source with a midpoint, as well as expanding the functionality by providing the possibility of pulse-width
регулировани выходного напр жени .output voltage control.
Дл достижени поставленной цели, предлагаемый однофазный преобразователь с многофазной ШИМ, как и известный, содержит m основных пар последовательноTo achieve this goal, the proposed single-phase converter with multiphase PWM, as well as known, contains m base pairs in series
включенных между шинами питани ключевых элементов, зашунтированных обратными диодами. Электромагнитный узел преобразовател включает m расположенных на магнитопроводах первичных обмоток , соединенных в m-фазную звезду и подключенных своими концами к точкам соединени упом нутых основных пар ключевых элементов. Блок управлени преобразователем включает в себ задатчик выходной частоты преобразовател и последовательно св занные между собой задатчик несущей или кратной ей частоты и многофазный модул тор ширины импульсов , подключенный парафаэными выходами Vini/Ј к соответствующим входам вышеупом нутых ключевых элементов. Упом нутые сигналы последовательно сдвинуты между собой на несущей или кратной ей частоте ШИМ на угол 2 п /т, где т 2. Вinterconnected between power rails of key elements shunted by reverse diodes. The electromagnetic assembly of the transducer includes m primary windings located on the magnetic circuits, connected to an m-phase star and connected at their ends to the connection points of said key pairs of key elements. The converter control unit includes a converter output frequency adjuster and a carrier or a multiple frequency adjuster and a multiphase pulse width modulator connected in series with the Vini / пара paraffin outputs to respective inputs of the aforementioned key elements. The mentioned signals are sequentially shifted to each other on the carrier or a multiple of the PWM frequency by an angle of 2 p / t, where t 2. V
СПJoint venture
СWITH
со ю соfrom u to
соwith
отличие от известного, предложенный преобразователь снабжен дополнительной парой последовательно включенных между шинами питани ключевых элементов, за- шунтированных обратными диодами, точка соединени которых подключена к нулевой точке упом нутой звезды первичных обмоток . Магнитопроводы выполнены магни- тонесв заннымииснабженыunlike the known one, the proposed converter is provided with an additional pair of key elements connected in series between the power rails, shunted by reverse diodes, the connection point of which is connected to the zero point of the mentioned primary winding star. Magnetic cores made by magnets connected
последовательно соединенными вторичными обмотками, свободные концы которых подключены к выходным выводам преобразовател . Задатчик выходной частоты выполнен с парафазными выходами СИ, СИ, св занными с управл ющими входами соответствующих ключевых элементов дополнительной пары.serially connected secondary windings, the free ends of which are connected to the output terminals of the Converter. The output frequency adjuster is made with paraphase outputs SI, SI connected to the control inputs of the corresponding key elements of the additional pair.
Вариант выполнени вышеупом нутого многофазного модул тора ширины импульсов содержит m генераторов пилообразного напр жени и компараторов, два делител частоты, два регистра сдвига на угол 2 л /т, т формирователей модулированных по длительности импульсных сигналов, последовательно сдвинутых между собой на угол 2 71 /т на несущей или кратной ей частоте, узел синхронизации, содержащий m элементов 2И и элемент m ИЛИ, трехфазный регистр сдвига сигнала выходной частоты и m формирователей противотактных сигналов fy и $, выходные выводы которых использованы как выходы многофазного модул тора ширины импульсов, к входу которого подключены входы делителей частоты , выходами подсоединенные к входам двух упом нутых регистров сдвига на угол 2 /т, соответствующие выходы первого из которых подключены к входам m генераторов пилообразного напр жени и m формирователей модулированных по длительности импульсных сигналов. Остальные их входы подсоединены к соответствующим выходам второго регистра сдвига на угол 2 /m. Регистры сдвига выполнены в виде двух формирователей узких импульсов , выходами подключенных к входам элемента 2 ИЛИ, выходом соединенного с тактовым входом RST триггера с парафазными выходами FI, FI, один из установочных входов каждого из которых соединен с выходом узла синхронизации, в качестве которого использован выход упом нутого элемента m ИЛИ. входы которого соединены с выходами m элементов 2 И, своими входами образующими входы узла синхронизации , подключенные соответственно к входу одного ив т упом нутых элементов 2 ИЛИ. Выход узла синхронизации подклю0An embodiment of the aforementioned multiphase pulse width modulator comprises m sawtooth generators and comparators, two frequency dividers, two shift registers at an angle of 2 l / t, t formers of pulse-width modulated pulse signals, sequentially shifted by an angle of 2 71 / t on a carrier or a frequency multiple to it, a synchronization node containing m 2I elements and an m element OR, a three-phase shift register of the output frequency signal and m counter-current signal conditioners fy and $, the output terminals of which They are used as the outputs of a multiphase pulse width modulator, the inputs of which are connected to the inputs of frequency dividers, the outputs are connected to the inputs of the two mentioned shift registers by an angle of 2 / t, the corresponding outputs of the first of which are connected to the inputs of m sawtooth generators and m formers modulated by duration of pulse signals. The rest of their inputs are connected to the corresponding outputs of the second shift register by an angle of 2 / m. The shift registers are made in the form of two narrow pulse shapers, outputs connected to the inputs of an OR element 2, an output connected to a clock input RST of a trigger with paraphase outputs FI, FI, one of the installation inputs of each of which is connected to the output of the synchronization node, which is used as an output said element m OR. whose inputs are connected to the outputs of the m elements of 2 AND, their inputs forming the inputs of the synchronization node, respectively connected to the input of one of the mentioned elements 2 OR. Sync node output connect 0
55
00
55
00
55
00
55
00
55
чен также к входу трехканального регистра сдвига сигналов выходной частоты, первый канал которого использован как вышеупом нутый задатчик выходной частоты преобразовател . Выходы каждого из m генераторов пилообразного напр жени подключены к одному из входов компараторов с парафазными выходами Si, Si, другие входы которых объединены и подключены к источнику управл ющего сигнала. Выходы Si, Si компараторов подключены к соответствующим входам m формирователей противотактных сигналов $ , Ц , к другим входам которых подключены выходы Qi, Cte, бз упом нутого трехканального регистра сдвига сигналов выходной частоты и выходы FI, FI, RST-триггеров. Каждый из m формирователей противотактных сигналов , $ выполнен обеспечивающим внутренние св зи между указанными элементами и формирование этих сигналов в соответствии с логическим выражениемIt also refers to the input of a three-channel shift register of the output frequency signals, the first channel of which is used as the aforementioned converter output frequency adjuster. The outputs of each of the m sawtooth generators are connected to one of the inputs of the comparators with para-phase outputs Si, Si, the other inputs of which are combined and connected to a control signal source. The outputs Si, Si of the comparators are connected to the corresponding inputs m of the shunt signal generators $, C, to the other inputs of which are connected the outputs Qi, Cte, using the three-channel shift register of the output frequency signals and the outputs FI, FI, RST flip-flops. Each of m counter-current signal conditioners, $, is designed to provide internal communications between these elements and the formation of these signals in accordance with a logical expression
VI Q2 FI Si + Q3 FI Si + Qi Si,VI Q2 FI Si + Q3 FI Si + Qi Si,
где i 1,2...m.where i 1,2 ... m.
Целью изобретени вл етс повышение качества выходного напр жени и расширение области использовани за счет обеспечени согласовани уровней входного и выходного напр жений, а также обеспечени широтно-импульсного регулировани выходного напр жени .The aim of the invention is to improve the quality of the output voltage and expand the scope of use by ensuring matching of the input and output voltage levels, as well as providing pulse-width output voltage control.
На фиг,1 - принципиальна схема силовой части преобразовател (пример реализации при m 3); на фиг.2 - временные диаграммы сигналов Qi, $1, $г, ij/b и Ф°Р ма выходного напр жени преобразовател при различных значени х угла регулировани : a 0 (а) и a 0 (а, б); на фиг.З - прин- ципиальна схема устройства дл управлени преобразователем; на фиг.4 - временные диаграммы, по сн ющие принцип формировани сигналов управлени ключевыми элементами преобразовател ,In Fig. 1 - a schematic diagram of the power section of the converter (example of implementation with m 3); Fig. 2 is a timing diagram of the signals Qi, $ 1, $ g, ij / b and the ° ° P of the output voltage of the converter for various values of the control angle: a 0 (a) and a 0 (a, b); Fig. 3 is a schematic diagram of a device for controlling a converter; Fig. 4 is a timing diagram explaining the principle of generating control signals of key elements of the converter;
Преобразователь, принципиальна схема силовой части которого представлена на фиг.1. содержит т+1 полумост силовых транзисторных ключей 1-8 (на фиг.1 m 3), зашунтированных диодами 9-16 обратного тока. К точкам соединени m полумостов транзисторных ключей 3-8 подключены m первичных обмоток 17-19 m двухобмоточ- ных трансформаторов 20-22. Свободные концы первичных обмоток 17-19 всех трансформаторов объединены и подключены к точке соединени дополнительных транзисторных ключей 1-2. Вторичные обмоткиThe Converter, a schematic diagram of the power part of which is presented in figure 1. contains m + 1 half-bridge of power transistor switches 1-8 (in Fig. 1 m 3), shunted by reverse current diodes 9-16. To the connection points of m half-bridges of transistor switches 3-8, m primary windings 17-19 m of double-winding transformers 20-22 are connected. The free ends of the primary windings 17-19 of all transformers are combined and connected to the junction point of additional transistor switches 1-2. Secondary windings
20-25 соединены последовательно, согласно и образуют свободными концами выходные выводы преобразовател .20-25 are connected in series, according to and form the output ends of the converter with free ends.
Принципиальна схема блока управлени преобразователем приведена на фиг.З. Он содержит задатчик частоты 26. подключенный к входу многофазного модул тора 27 ширины импульсов. Варианты выполнени многофазного модул тора 27 ширины импульсов могут быть различны, но во всех случа х он должен обеспечивать формирование m пар противотэктных сигналов управлени $и$, последовательно сдвинутых между собой на угол 2 л 1т (где m 2) на несущей или кратной ей частоте модул ции.A schematic diagram of a converter control unit is shown in FIG. It contains a frequency adjuster 26. connected to the input of the multiphase modulator 27 of the pulse width. Embodiments of the multiphase modulator 27 of the pulse width may be different, but in all cases it must provide the formation of m pairs of counter-current control signals $ and $, sequentially shifted between each other by an angle of 2 l 1 t (where m 2) at the carrier or a multiple of it modulation.
Представленный на фиг.З вариант многофазного модул тора 27 ширины импульсов , при формировании сигналов управлени $ и $ ключами 3-8 преобразовател реализует принцип квазиоднопо- лосной модул ции. В его состав вход т два делител частоты 28,29, входы которых объединены и образуют вход многофазного модул тора 27 ширины импульсов. Выходы делителей частоты 28, 29 подключены по входам двух регистров сдвига 30,31 на угол 2 п 1т (дл случа m - 3 этот угол равен 2 /3, при этом регистры сдвига 30,31 могут быть выполнены по кольцевой схеме на трех J-K триггерах 32-34). Выходы qi, cJ2, qa и qi , , qa регистров сдвига 30, 31 подключены к входам m формирователей 35-37 модулированных по длительности импульсных сигналов , сдвинутых между собой на угол 2 /т на несущей частоте. Каждый из них выполнен в виде пары идентичных формирователей 38, 39 (40-43) узких импульсов, выходами подключенных к входам элемента 2 ИЛИ 44 (45, 46). Выход последнего подключен к тактовому входу RST-триггера 47 (48, 49). Формирователи 38-43 узких импульсов могут быть выполнены, например, в виде последовательно соединенных элементов НЕ 50 и 2 И 51. Выход элемента НЕ 50 через конденсатор 52 подключен также к общей точке преобразовател , а второй вход элемента 2 И 51 подключен к входу элемента НЕ 50.The variant of the multiphase pulse width modulator 27 shown in Fig. 3, when generating the control signals $ and $ with keys 3-8 of the converter, implements the principle of quasi-bandpass modulation. It consists of two frequency dividers 28.29, the inputs of which are combined and form the input of the multiphase pulse width modulator 27. The outputs of the frequency dividers 28, 29 are connected at the inputs of two shift registers 30.31 by an angle of 2 p 1t (for the case m - 3 this angle is 2/3, while the shift registers 30.31 can be performed in a ring circuit on three JK triggers 32-34). The outputs qi, cJ2, qa and qi, qa of the shift registers 30, 31 are connected to the inputs of m formers 35-37 modulated by the duration of the pulse signals shifted to each other by an angle of 2 / t at the carrier frequency. Each of them is made in the form of a pair of identical formers 38, 39 (40-43) of narrow pulses, outputs connected to the inputs of element 2 OR 44 (45, 46). The output of the latter is connected to the clock input of the RST trigger 47 (48, 49). Formers 38-43 narrow pulses can be performed, for example, in the form of series-connected elements NOT 50 and 2 AND 51. The output of the element NOT 50 through the capacitor 52 is also connected to the common point of the converter, and the second input of the element 2 AND 51 is connected to the input of the element NOT fifty.
Дл обеспечени синфазности работы отдельных узлов многофазного модул тора 27 ширины импульсов, он снабжен узлом синхронизации 53. В его состав вход т т элементов 2 И 54-56, входами подключенных по входам элементов 2 ИЛИ 44-46, а выходами - к входам элемента ИЛИ 57. Одноименные установочные R и S входы RST- триггеров 47-49 объединены и подключеныTo ensure that the operation of individual nodes of the multiphase modulator 27 of the pulse width is in phase, it is equipped with a synchronization unit 53. It includes elements 2 AND 54-56, inputs connected to the inputs of elements 2 OR 44-46, and outputs to the inputs of the element OR 57. The same installation R and S inputs of RST triggers 47-49 are combined and connected
к общей точке преобразовател и к выходу узла синхронизации 53, образованному выходом элемента m ИЛИ 57. Выход узла синхронизации 53 подключен также к входуto the common point of the converter and to the output of the synchronization node 53, formed by the output of the element m OR 57. The output of the synchronization node 53 is also connected to the input
трехканального регистра 58 сдвига сигналов выходной частоты, выполненного на трех J-K-триггерах 59-61, включенных по пересчетной схеме с перекрестной св зью, аналогично регистрам сдвига 30, 31. Выходы одного из последних (обычно, более низкочастотного - на фиг.З это регистр сдвига 31) подключают также к входам m цепочек из последовательно соединенных генератора пилообразного напр жени 62-64 и компаратора 65-67, вторые входы которых объедин ют и подключают к источнику управл ющего сигнала U а Компараторы 65- 67 выполнены с парафаэными выходами Si,three-channel register 58 of the shift of the signals of the output frequency, performed on three JK flip-flops 59-61, switched on according to the crossover circuit, similarly to the shift registers 30, 31. The outputs of one of the latter (usually lower frequency - in Fig.3 this is a register shear 31) is also connected to the inputs of m chains of serially connected sawtooth voltage generator 62-64 and comparator 65-67, the second inputs of which are combined and connected to the control signal source U and Comparators 65-67 are made with paraffin outputs Si,
Si, которые вместе с парафазными выходами Fi, FI формирователей 35-37 модулированных сигналов, сдвинутых между собой на угол In 1т на несущей частоте и выходами Qi, Q2, Qa трехканального регистра 58 сдвига сигналов выходной частоты, подключены к соответствующим входам m формирова лей 68-70 противотактных сигналов $ , $ Св зи между входами упом нутых формирователей 68-70 и их выходами обеспечиваютSi, which, together with the paraphase outputs Fi, FI of the shapers of 35-37 modulated signals shifted between each other by an angle In 1t at the carrier frequency and the outputs Qi, Q2, Qa of the three-channel register 58 for shifting the output frequency signals, are connected to the corresponding inputs m of the waveforms 68 -70 counter-feedback signals $, $ The connections between the inputs of the mentioned shapers 68-70 and their outputs provide
формирование сигналов $ , $ в соответствии с логическим выражениемgenerating signals $, $ in accordance with a logical expression
V, CteFiSi + QaRSi 4- QiSi,V, CteFiSi + QaRSi 4- QiSi,
где 1,2,...т.where 1,2, ... t.
Дл реализации этого логического выражени может быть использовано два элемента 3 И 71, 72 (73-76). один элемент 2 И 77 (78, 79) и один элемент 3 ИЛИ 80 (81, 82). а дл получени сигнала $ - элемент НЕ 83 (84, 85). Выходы , rfc . V элементов 3 ИЛИ 80-82, $1 . #2. V элементов НЕ 83- 85, а также выходы Qi, Qi триггера 59 вл юте выходами блока управлени преобразователем, которые св заны (через блок усилени и гальванической разв зки управл ющих сигналов, на фиг.1, 3 не показан) с соответствующими управл ющими входамиTwo elements 3 AND 71, 72 (73-76) can be used to implement this logical expression. one element 2 AND 77 (78, 79) and one element 3 OR 80 (81, 82). and to receive the signal $, the element is NOT 83 (84, 85). Outputs, rfc. V elements 3 OR 80-82, $ 1. # 2 V elements NOT 83-85, as well as outputs Qi, Qi of flip-flop 59 are outputs of the converter control unit, which are connected (through the amplification and galvanic isolation unit of control signals, not shown in Figs. 1, 3) with the corresponding control entrances
силовых транзисторных ключей 1-8.power transistor switches 1-8.
Принцип действи преобразовател дополнительно по сн етс временными диаграммами , приведенными на фиг.2. Транзисторы 1,2 полумоста преобразовател переключаютс по простейшему 180-градусному алгоритму на выходной частоте (см. USQ (Qi) на фиг.2). Остальные транзисторы 3-8 переключаютс в противотакте, с коэффициентом заполнени , модулируемым наThe principle of operation of the converter is further illustrated by the timing diagrams shown in Fig. 2. The half-bridge transistors 1.2 of the converter are switched according to the simplest 180-degree algorithm at the output frequency (see USQ (Qi) in Fig. 2). The remaining transistors 3-8 are switched in counter-clock, with a duty cycle modulated by
выходной частоте по определенному закону (синусоидальному, трапецеидальному и пр.). Импульсные управл ющие сигналы Vi V Vm ПРИ этом Д°лжны быть сформированы совпадающими по фазе на выходной частоте и сдвинутыми на угол 2jr/m на несущей частоте модул ции (см. Usa-Ues - $з),2а). В результате, напр жени на первичных обмотках 17-19 трансформаторов 20-22 будут иметь форму сигнала с однопол рнойШИМ по выбранному закону. Основные гармоники этих напр жений совпадают по фазе, а некоторые из высших гармоник наход тс в противофазе и взаимно компенсируютс при последовательном согласном соединении вторичных обмоток 23-25. Дл обеспечени широтно- импульсного регулировани (ШИР) выходного напр жени , сигналы $-V дополнительно модулируют по линейному закону, причем введение регулировочных пауз и импульсов осуществл ют на несущей частоте модул ции со сдвигом на угол 2 /т на несущей или кратной ей частоте (см. заштрихованные зоны в сигналах Uea-Ues ( - V-u на фиг.2а). В зависимости от глубины модул ции (относительной величины регулировочном паузы а) форма выходного напр жени измен етс Так при окл/ш, выходное напр жение имеет m ступеней (см. фиг 2а) при л/т, а 2 /пл-{т-1) ступень (см. фиг.2б)ит.д. При (m --l)jc/m аы- ходное напр жение приобретает одноступенчатую форму с нулевой паузой.output frequency according to a certain law (sinusoidal, trapezoidal, etc.). In this case, the pulse control signals Vi V Vm must be formed by coinciding in phase at the output frequency and shifted by an angle of 2jr / m at the modulation carrier frequency (see Usa-Ues - $ 3), 2a). As a result, the voltages on the primary windings 17-19 of the transformers 20-22 will be in the form of a signal with unipolar PWM according to the selected law. The main harmonics of these voltages coincide in phase, and some of the higher harmonics are in antiphase and cancel each other out when the secondary windings 23-25 are serially connected. To provide pulse-width control (WID) of the output voltage, the $ -V signals are additionally modulated linearly, and the introduction of control pauses and pulses is carried out at the modulation carrier frequency with an angle shift of 2 / t at the carrier or a multiple of it ( see the shaded zones in the Uea-Ues signals (- Vu in Fig. 2a). Depending on the modulation depth (relative amount of the control pause a), the shape of the output voltage changes. So at ok / sh, the output voltage has m steps ( see fig 2a) with l / t, and 2 / pl- {t-1) tupen (see. 2b) it.d. For (m --l) jc / m, the output voltage takes on a single-stage shape with zero pause.
На примере устройства дл управлени преобразователем приведенного на фиг.З. по сним использование принципа квазиод- нополосной модул ции дл формировани сигналов управлени $и$ с ШИМ по трапецеидальному закону и многофазного (или многозонного) ШИР. Высокочастотный импульсный сигнал с выхода задатчика частоты 26 поступает на входы двух делителей частоты 28, 29, коэффициенты делени N28, N29 которых выбирают таким образом, чтобы их отношение представл лось отношением двух соседних членов натурального р да чисел N28/N29 - а/а ± 1, где а - любое целое число (например,.на фиг.4, а 3). Регистры сдвига 30,31. на тактовые входы которых поступают разночастотные последовательности импульсов IJ28, U29, осуществл ют их разделение no m каналам, причем кажда последовательность полученных импульсов qi, ф. ф и qi , 0,2 , qa сдвинута относительно других на угол 2 п /т (см.On the example of the device for controlling the converter shown in fig.Z. I will take a look at using the principle of quasi-single-band modulation to generate control signals $ and $ with PWM according to the trapezoidal law and multiphase (or multi-band) WID. The high-frequency pulse signal from the output of the frequency adjuster 26 is fed to the inputs of two frequency dividers 28, 29, the division coefficients N28, N29 of which are chosen so that their ratio is represented by the ratio of two adjacent members of the natural series of numbers N28 / N29 - а / а ± 1 , where a is any integer (for example, in Fig. 4, a 3). Shift registers 30.31. to the clock inputs of which different frequency sequences of pulses IJ28, U29 are received, they are separated by no m channels, and each sequence of received pulses qi, f. q and qi, 0.2, qa are shifted relative to others by an angle of 2 p / t (see
55
Usi - {qi , , q } на фиг.4) на своей частоте. После выделени импульсов изв U43 синхронных, например, с передним фронтом упом нутых последовательностейUsi - {qi,, q} in Fig. 4) at its frequency. After the selection of pulses from U43 synchronous, for example, with a leading edge of the mentioned sequences
Узо, U31 их складывают попарно с помощью элементов 2 ИЛИ 44-46 и подают на тактовые входы RST-триггеров 47-49, которые измен ют свое состо ние с приходом каждого очередного импульса (см. LM (Fi)U49 (Рз) на фиг.4). Дл придани определенности состо нию триггеров 47-49, в качестве которых использованы, например, триггеры типа RST, один из установочных входов (на фиг.З S-вход) подключен к выходу узла синхронизации 53. Последний осуществл ет попарное сравнение последовательностей разночастотных узких импульсов U38-U43 и выделение последоваQ тельности Us, возникающей при совпадении импульсов только в одном из m формирователей 35-37. Частота последовательности импульсов Us в шесть раз выше выходной частоты преобразовател . В ре5 зультате, каждый из упом нутых RST-триггеров 47-49 будет выставлен в определенное состо ние шесть раз за период , что дополнительно повышает надежность работы устройства. Эта жеUzo, U31 they are folded in pairs using 2 OR 44-46 elements and fed to the clock inputs of the RST flip-flops 47-49, which change their state with the arrival of each next pulse (see LM (Fi) U49 (Pz) in FIG. .4). To give certainty to the state of the triggers 47-49, which are used, for example, as RST triggers, one of the setup inputs (in FIG. 3 S-input) is connected to the output of the synchronization node 53. The latter performs pairwise comparison of sequences of narrow-frequency narrow pulses U38-U43 and the selection of the sequence Us arising from the coincidence of pulses in only one of the m formers 35-37. The pulse train frequency Us is six times the inverter output frequency. As a result, each of the aforementioned RST flip-flops 47-49 will be set to a certain state six times during the period, which further increases the reliability of the device. The same
0 последовательность импульсов Us, поданна на вход трехканального регистра . обеспечивает противотактные переключение трех J-K-триггеров 59-61 с выходной частотой преобразовани . Сдвиг по фазе0 pulse train Us, fed to the input of a three-channel register. provides back-contact switching of three J-K flip-flops 59-61 with an output conversion frequency. Phase shift
5 между лэрафазными импульсами Qi, Qi5 between leraphase pulses Qi, Qi
Оз, Оз составл ет 60 эл.градусов (см. Usg (СЬ)-иб1/(Оз)нафиг.4). Как уже указывалось, дополнительные ключи 1-2 переключаютс в противофазе, с частотой равной выходнойOz, Oz is 60 electric degrees (see Usg (Cb) -ib1 / (Oz) in Fig. 4). As already mentioned, additional keys 1-2 are switched in antiphase, with a frequency equal to the output
0 частоте преобразовател . Дл этого, на уп- равл ющие входы ключей 1,2 подают сигна- лы Qi, 61 (после соответствующего усилени и необходимой гальванической разв зки). Сигналы Узо (или U31 - в зависи- мости от того, на какой частоте осуществл етс ШИР выходного напр жени ) поступают также на входы генераторов пилообразного напр жени 62-64, обеспечи- вающихформированиеm0 frequency converter. To this end, signals Qi, 61 are supplied to the control inputs of the keys 1,2 (after appropriate amplification and necessary galvanic isolation). The Uzo signals (or U31, depending on what frequency the WID of the output voltage is implemented at) are also fed to the inputs of the sawtooth voltage generators 62-64, which provide
последовательностей пилообразных сигналов , имеющих одинаковую амплитуду и сдвинутых между собой на угол 2гг /т на несущей частоте модул ции. Эти сигналыsequences of sawtooth signals having the same amplitude and shifted to each other by an angle of 2 g / t at the carrier frequency of the modulation. These signals
g поступают на один из входов соответствующего компаратора 65-67, на вторые входы которых подают управл ющий сигнал (Ja , обеспечивающий изменение относительной длительности сигналов Si-Зз и инверсных им сигналов Si-Зз от 0 до 1.g are supplied to one of the inputs of the corresponding comparator 65-67, the second inputs of which supply a control signal (Ja, which provides a change in the relative duration of Si-ЗЗ signals and Si-ЗЗ signals inverse from 0 to 1.
Формирование сигналов Vi V 2 V . V управлени ключами 3-8 производитс с помощью формирователей 68- 70 Варианты их исполнени могут быть различны, однако св зи между их входами и выходами должны быть такими, чтобы получить последовательности управл ющих сигналов, определ емые выражени миSignal conditioning Vi V 2 V. V key management 3-8 is performed using shapers 68-70. Options for their execution can be different, however, the connections between their inputs and outputs must be such as to obtain sequences of control signals defined by expressions
QeFiSi + Q3FiSi + QiSi; на выходе элемента 3 ИЛИ 80: QeFiSi + Q3FiSi + QiSi; at the output of element 3 OR 80:
i Q2FiSi + QaFiSi + QiSi (см. UBO наi Q2FiSi + QaFiSi + QiSi (see UBO on
фиг.4)figure 4)
на выходе элемента НЕ 83: сигнал $i; на выходе элемента 3 ИЛИ 81:at the output of the element NOT 83: signal $ i; at the output of element 3 OR 81:
V& Q2F2S2 4-Q3F2S2 + QlS2V & Q2F2S2 4-Q3F2S2 + QlS2
на выходе элемента НЕ 84: сигнал tyz ; на выходе элемента 3 ИЛИ 82:at the output of the element NOT 84: signal tyz; at the output of element 3 OR 82:
V$ 02Рз5з+6зРз5з + С11§зV $ 02Рз5з + 6зРз5з + С11§з
на выходе элемента НЕ 85: сигнал t/ at the output of the element NOT 85: signal t /
Некоторые из промежуточных последовательностей импульсов, полученных при формировг нии сигнала ipi (Ueo) приведены на фиг 4 (см. , U72, Uv).Some of the intermediate sequences of pulses obtained during the formation of the ipi (Ueo) signal are shown in Fig. 4 (see, U72, Uv).
Разработанный преобразователь с Оло ком управлени позвол ет осуществл ть так называемую многофазную широтно-им- пульсную модул цию и многофазное широг но-импульсное регулирование выходного напр жени . Особым образом выполненный вариант блока управлени и силовой части преобразовател (последовательное соединение вторичных обмоток 23-25 трансформаторов 20-22), обеспечивают взаимную компенсацию (устранение) определенных массивов высших гармоникThe developed converter with a control circuit allows the implementation of the so-called multiphase pulse width modulation and multiphase pulse width control of the output voltage. A specially made version of the control unit and the power part of the converter (serial connection of the secondary windings 23-25 of transformers 20-22) provide mutual compensation (elimination) of certain arrays of higher harmonics
Таким образом, преобразователь обеспечивает преобразование посто нного напр жени воднофазное квазисинусоидальное напр жение, обладающее улучшенным спектральным составом, Thus, the converter provides a constant voltage conversion water-phase quasi-sinusoidal voltage having an improved spectral composition,
При повышенном значении частоты выходного напр жени , преобразователь становитс особенно эффективным из-за существенного уменьшени массо-гэбарит- ных показателей, за счет уменьшени соответствующих показателей его выходного фильтра.With an increased value of the frequency of the output voltage, the converter becomes especially efficient due to a significant decrease in the mass-size indicators, due to a decrease in the corresponding indicators of its output filter.
5 5
1010
15fifteen
00
55
00
0 0
5 лГ5 lg
5 5
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914936399A RU1823113C (en) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | Single-phase converter with polyphase pulse-width modulation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914936399A RU1823113C (en) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | Single-phase converter with polyphase pulse-width modulation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1823113C true RU1823113C (en) | 1993-06-23 |
Family
ID=21574605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU914936399A RU1823113C (en) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | Single-phase converter with polyphase pulse-width modulation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1823113C (en) |
-
1991
- 1991-05-16 RU SU914936399A patent/RU1823113C/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Моим B.C. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М.: Энергоиздат. 1986, с.376. А.с. СССР № 381144, Н 02 М 7/48, 1973. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4870557A (en) | Simplified quasi-harmonic neutralized high power inverters | |
US5694307A (en) | Integrated AC/DC and DC/DC converter | |
Matsui et al. | Application of parallel connected NPC-PWM inverters with multilevel modulation for AC motor drive | |
US20050242858A1 (en) | Apparatus and method for synchronized distributed pulse width modulation waveforms in microprocessor and digital signal processing devices | |
JPH08322289A (en) | Power circuit device for two-phase asynchronous motor | |
RU1823113C (en) | Single-phase converter with polyphase pulse-width modulation | |
US4228491A (en) | Control method for a three-phase self-excited inverter | |
RU1793523C (en) | Converter with multiphase pulse-duration modulator | |
US4334265A (en) | Thyristor inverter with inverter bridge and common turn-off circuit for inverter thyristors | |
SU1690146A1 (en) | Converter of dc voltage into ac voltage of specified form | |
SU1418872A1 (en) | Device for controlling single-phase bridge inverter | |
SU1422342A1 (en) | D.c. to three-phase quasisine voltage converter | |
SU1356165A1 (en) | Frequency converter | |
RU2016479C1 (en) | Device for synchronization of three-phase converter with single phase | |
SU1473033A1 (en) | Device for synchronization of pulse-phase control of thyristor converters | |
SU771824A1 (en) | Dc-to-multiphase voltage converter | |
SU1624634A1 (en) | Device for controlling bridge inverter | |
SU944027A1 (en) | Dc voltage-to-three-phase ac voltage converter | |
ITMI970583A1 (en) | HIGH POWER DC / DC CONVERTER | |
SU1480060A1 (en) | Frequency converter | |
SU1121757A1 (en) | Voltage converter | |
SU1713053A1 (en) | Two-phase voltage converter with ten-uple pulsation frequency | |
SU1173505A1 (en) | Method of controlling the three-phase power semiconductor switch and apparatus for effecting the same | |
SU1501237A1 (en) | D.c. to quasi-sine a.c. voltage converter | |
SU1292160A1 (en) | Frequency and phase number converter |