RU203341U1

RU203341U1 - ASYMMETRIC CURRENT POWER SUPPLY SYSTEM

Info

Publication number: RU203341U1
Application number: RU2020138213U
Authority: RU
Inventors: Евгений Вячеславович Загородских; Виталий Александрович Скворцов; Вячеслав Николаевич Башкиров
Priority date: 2020-11-23
Filing date: 2020-11-23
Publication date: 2021-04-01

Abstract

Полезная модель относится к преобразовательной технике и может быть использована для проведения нестационарных электрохимических процессов (электрокоагуляция, электрохимическое оксидирование, заряд аккумуляторов, и др.), а также в устройствах электродуговой сварки и в генераторах для формирования в нагрузке тока заданной асимметричной формы. Техническим результатом полезной модели являются увеличение коэффициента полезного действия (КПД) путем ограничения динамических потерь в полупроводниковых элементах, существенное снижение статических потерь, упрощение системы управления, а также получение возможности формировать в нагрузке сложные формы тока. Технический результат достигается тем, что система электропитания асимметричным током содержит мостовой инвертор, содержащий транзисторы, постоянное напряжение для питания которого подается на входные выводы. В диагональ инвертора последовательно включены первичные обмотки высокочастотного трансформатора и рабочие обмотки двухтактного дроссельного регулятора. Вторичная обмотка высокочастотного трансформатора через резистор подключена к первичной обмотке управляющего трансформатора. Выходные обмотки подключены к затворам транзисторов мостового инвертора. Выходная обмотка высокочастотного трансформатора подключена ко входу выпрямителя, в нагрузку которого подключен конденсатор и понижающий преобразователь, состоящий из транзистора, диода и дросселя, также в нагрузку понижающего преобразователя подключены управляющие обмотки двухтактного дроссельного регулятора. Выходные обмотки высокочастотного трансформатора включены по схеме с нулевой точкой, где в качестве ключей используются встречно включенные транзисторы. Нагрузка подключается к выходным выводам. 3 ил.The utility model refers to conversion equipment and can be used to carry out non-stationary electrochemical processes (electrocoagulation, electrochemical oxidation, battery charging, etc.), as well as in electric arc welding devices and generators to generate a current of a given asymmetric shape in the load. The technical result of the utility model is an increase in the efficiency (efficiency) by limiting dynamic losses in semiconductor elements, a significant reduction in static losses, a simplification of the control system, as well as the ability to form complex current forms in the load. The technical result is achieved in that the asymmetric current power supply system contains a bridge inverter containing transistors, the constant voltage for which is supplied to the input terminals. In the diagonal of the inverter, the primary windings of the high-frequency transformer and the working windings of the push-pull choke regulator are connected in series. The secondary winding of the high-frequency transformer is connected through a resistor to the primary winding of the control transformer. The output windings are connected to the gates of the transistors of the bridge inverter. The output winding of the high-frequency transformer is connected to the input of the rectifier, the load of which is connected to a capacitor and a step-down converter consisting of a transistor, a diode and a choke, and the control windings of a push-pull choke regulator are also connected to the load of the down converter. The output windings of the high-frequency transformer are connected according to a zero-point scheme, where opposite transistors are used as switches. The load is connected to the output terminals. 3 ill.

Description

Полезная модель относится к преобразовательной технике и может быть использована для проведения нестационарных электрохимических процессов (электрокоагуляция, электрохимическое оксидирование, заряд аккумуляторов, и др.), а также в устройствах электродуговой сварки и в генераторах для формирования в нагрузке тока заданной асимметричной формы.The utility model refers to conversion equipment and can be used to carry out non-stationary electrochemical processes (electrocoagulation, electrochemical oxidation, battery charging, etc.), as well as in electric arc welding devices and generators to generate a current of a given asymmetric shape in the load.

Известен источник питания асимметричного тока или напряжения [1. Патент РФ №99669 на полезную модель “Источник питания асимметричного тока или напряжения”, Опубл. 20.11.2010, Бюл. №32, МПК Н02М 9/02], содержащий источник напряжения, две параллельно включенные транзисторные стойки ключей, соединенные с положительной и отрицательной шинами источника напряжения; два L-C фильтра, две электрохимические ячейки, каждая из которых имеет катод и анод, при этом их аноды объединены; систему управления, выходы которой соответственно подключены к управляющим входам транзисторных ключей; при этом система управления имеет три входа для измерения коэффициента асимметрии и частоты выходного напряжения, отличающийся тем, что дополнительно содержит третью транзисторную стойку ключей, соединенные, как и первые две стойки, с положительной и отрицательной шинами источника питания, и шесть диодов, включенных встречно-параллельно каждому из транзисторных ключей соответственно; причем средняя точка третьей транзисторной стойки соединена с объединенными анодами электрохимических ячеек, а катод каждой из ячеек через соответствующий дроссель L-C фильтра подключен к общей точке транзисторных ключей первой и второй транзисторных стоек соответственно, а соответствующие конденсаторы L-C фильтров подключены параллельно соответствующей электрохимической ячейке; при этом управляющие цепи транзисторных ключей третьей стойки также подключены к соответствующим выходам системы управления.Known power supply asymmetric current or voltage [1. RF patent №99669 for a useful model "Power supply of asymmetric current or voltage", Publ. 20.11.2010, Bul. No. 32, IPC Н02М 9/02], containing a voltage source, two parallel-connected transistor key racks connected to the positive and negative buses of the voltage source; two L-C filters, two electrochemical cells, each of which has a cathode and an anode, while their anodes are combined; a control system, the outputs of which are respectively connected to the control inputs of transistor switches; at the same time, the control system has three inputs for measuring the asymmetry coefficient and the frequency of the output voltage, characterized in that it additionally contains a third transistor rack of keys, connected, like the first two racks, with positive and negative buses of the power supply, and six diodes, included in the opposite direction. parallel to each of the transistor switches, respectively; moreover, the middle point of the third transistor rack is connected to the combined anodes of the electrochemical cells, and the cathode of each of the cells through the corresponding choke L-C of the filter is connected to the common point of the transistor switches of the first and second transistor racks, respectively, and the corresponding capacitors L-C of the filters are connected in parallel with the corresponding electrochemical cell; while the control circuits of the transistor switches of the third rack are also connected to the corresponding outputs of the control system.

Недостатком преобразователя является повышенные статические потери, вызванные необходимостью введения звена повышенной частоты, с трансформатором в нагрузке, на выходе которого включен выпрямитель, т.е. одновременно последовательно подключаются от пяти до семи полупроводниковых ключей; при больших токах нагрузки, дроссели L1, L2 имеют высокие массогабаритные показатели.The disadvantage of the converter is the increased static losses caused by the need to introduce a high-frequency link with a transformer in the load, at the output of which a rectifier is turned on, i.e. simultaneously from five to seven semiconductor switches are connected in series; at high load currents, chokes L1, L2 have high weight and dimensions.

Известен источник асимметричного синусоидального тока или напряжения [2. Патент РФ №79357 на полезную модель “Источник асимметричного синусоидального тока или напряжения”, Опубл. 27.12.2008, Бюл. №36., МПК Н02М 9/00, Н02М 9/02], содержащий трансформатор, имеющий первичную обмотку, которая является входом и соединена с входом системы управления, и две вторичные обмотки; два дросселя; четыре транзистора, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами системы управления, отличающийся тем, что дополнительно содержит два управляемых выпрямителя и два конденсатора; начало и конец первой и второй вторичных обмоток трансформатора являются первым и вторым входами соответственно первого и второго управляемых выпрямителей; первый выход первого управляемого выпрямителя через первый дроссель соединен с первым выводом первого конденсатора и коллектором первого и второго транзисторов; а второй выход второго управляемого выпрямителя соединен через второй дроссель с первым выводом второго конденсатора и эмиттерами третьего и четвертого транзисторов; при этом второй вывод первого конденсатора, второй выход первого управляемого выпрямителя, второй вывод второго конденсатора, первый выход второго управляемого выпрямителя, анод первой и второй нагрузок имеют общую точку соединения; причем катод первой нагрузки, эмиттер второго транзистора и коллектор четвертого транзистора имеют общую точку соединения, а катод второй нагрузки имеет общую точку соединения с эмиттером первого транзистора и коллектором третьего транзистора; кроме того, управляющие входы первого и второго управляемых выпрямителей соответственно соединены с выводами системы управления.Known source of asymmetric sinusoidal current or voltage [2. RF patent №79357 for a useful model “Source of asymmetric sinusoidal current or voltage”, Publ. 12/27/2008, Bul. No. 36., IPC Н02М 9/00, Н02М 9/02], containing a transformer having a primary winding, which is the input and is connected to the input of the control system, and two secondary windings; two chokes; four transistors, the control inputs of which are connected to the corresponding outputs of the control system, characterized in that it additionally contains two controlled rectifiers and two capacitors; the beginning and end of the first and second secondary windings of the transformer are the first and second inputs, respectively, of the first and second controlled rectifiers; the first output of the first controlled rectifier through the first choke is connected to the first terminal of the first capacitor and the collector of the first and second transistors; and the second output of the second controlled rectifier is connected through the second inductor to the first terminal of the second capacitor and the emitters of the third and fourth transistors; wherein the second output of the first capacitor, the second output of the first controlled rectifier, the second output of the second capacitor, the first output of the second controlled rectifier, the anode of the first and second loads have a common connection point; moreover, the cathode of the first load, the emitter of the second transistor and the collector of the fourth transistor have a common junction point, and the cathode of the second load has a common junction point with the emitter of the first transistor and the collector of the third transistor; in addition, the control inputs of the first and second controlled rectifiers are respectively connected to the outputs of the control system.

Недостатком преобразователя являются повышенные статические потери ввиду наличия большого количества полупроводниковых элементов и завышенные массогабаритные показатели, т.к. имеется силовой трансформатор и два дросселя в нагрузке, через которые протекают токи большой амплитуды. Также отличительной особенностью является сложность реализации системы управления.The disadvantages of the converter are increased static losses due to the presence of a large number of semiconductor elements and overestimated weight and dimensions, since there is a power transformer and two chokes in the load, through which currents of large amplitude flow. Also, a distinctive feature is the complexity of the implementation of the control system.

Известен преобразователь постоянного напряжения в переменный асимметричный ток [3. Патент РФ №19232 на полезную модель “Преобразователь постоянного напряжения в переменный асимметричный ток”, Опубл. 10.08.2001, Бюл. №22, МПК Н02М 9/02], выбранный в качестве прототипа, содержащий четыре силовых транзистора, коллектор первого транзистора подключен к первому входному выводу, а эмиттер подключен к началу обмотки дросселя и через второй транзистор соединен со вторым входным выводом, эмиттер третьего транзистора соединен со вторым выходным выводом и через четвертый транзистор соединен со вторым входным выводом, вентильный мост из четырех диодов, диагональ постоянного тока которого подключена ко входным выводам, а диагональ переменного тока к эмиттеру третьего транзистора и к началу обмотки дросселя, конец которой соединен с первым выходным выводом, в него введены дополнительные входные выводы, первый из которых подключен через дополнительный диод к коллектору третьего транзистора, а второй – ко второму входному выводу.Known converter of constant voltage to alternating asymmetric current [3. RF patent №19232 for a useful model "Converter DC voltage to AC asymmetric current", Publ. 10.08.2001, Bul. No. 22, IPC Н02М 9/02], selected as a prototype, containing four power transistors, the collector of the first transistor is connected to the first input terminal, and the emitter is connected to the beginning of the inductor winding and through the second transistor is connected to the second input terminal, the emitter of the third transistor is connected with the second output terminal and through the fourth transistor is connected to the second input terminal, a valve bridge of four diodes, the DC diagonal of which is connected to the input terminals, and the AC diagonal to the emitter of the third transistor and to the beginning of the inductor winding, the end of which is connected to the first output terminal , additional input terminals are introduced into it, the first of which is connected through an additional diode to the collector of the third transistor, and the second to the second input terminal.

Недостатки прототипа – данная конструкция подразумевает предварительное введение звена повышенной частоты, это приводит к одновременному последовательному включению до семи полупроводниковых элементов, что приводит к значительному увеличению статических и динамических потерь; низкое качество гармонического состава тока и напряжения в нагрузке. Кроме того, конструкция преобразователя не позволяет обеспечивать формы тока в нагрузке отличные от квазисинусоидальной.Disadvantages of the prototype - this design implies the preliminary introduction of a link of increased frequency, this leads to the simultaneous sequential connection of up to seven semiconductor elements, which leads to a significant increase in static and dynamic losses; low quality of harmonic composition of current and voltage in the load. In addition, the design of the converter does not allow to provide current waveforms in the load other than quasi-sinusoidal.

Каждое из вышеприведенных устройств является формирователем асимметричного тока и не учитывает согласования с различными типами источников электропитания. Кроме того, для ведения электрохимических процессов требуются устройства, обладающие свойствами источника тока в динамике, т.е. ограничивающими ток не только по средним, но и по мгновенным значениям.Each of the above devices is an asymmetric current driver and does not take into account matching with different types of power supplies. In addition, for conducting electrochemical processes, devices are required that have the properties of a current source in dynamics, i.e. limiting the current not only by average, but also by instantaneous values.

Задачами полезной модели являются увеличение коэффициента полезного действия (КПД) путем ограничения динамических потерь в полупроводниковых элементах, существенное снижение статических потерь, упрощение системы управления, а также получение возможности формировать в нагрузке сложные формы тока.The objectives of the utility model are to increase the efficiency (efficiency) by limiting dynamic losses in semiconductor elements, to significantly reduce static losses, to simplify the control system, and also to obtain the ability to form complex current forms in the load.

Поставленные задачи достигаются тем, что в системе электропитания асимметричным током, содержащем четыре силовых транзистора в звене повышенной частоты, выполненном на основе схемы мостового инвертора, в диагональ которого последовательно включены первичная обмотка высокочастотного трансформатора и две силовые обмотки двухтактного дроссельного регулятора, вторичные обмотки двухтактного дроссельного регулятора включены встречно, последовательно с дросселем понижающего преобразователя, выполняющим функцию стабилизации тока в узле подмагничивания. Одна из выходных обмоток высокочастотного трансформатора подключена к демодулятору, выполняющим функции выпрямления высокочастотного напряжения и формирователя асимметричного тока, другая – к управляющему трансформатору, обеспечивающему переключение транзисторов мостового инвертора.The set tasks are achieved by the fact that in an asymmetric current power supply system containing four power transistors in a high-frequency link, made on the basis of a bridge inverter circuit, the diagonal of which is connected in series with the primary winding of a high-frequency transformer and two power windings of a push-pull choke regulator, secondary windings of a push-pull choke regulator included in the opposite direction, in series with the choke of the step-down converter, performing the function of stabilizing the current in the magnetizing unit. One of the output windings of the high-frequency transformer is connected to a demodulator that performs the functions of rectifying the high-frequency voltage and an asymmetric current driver, the other is connected to the control transformer, which provides switching of the transistors of the bridge inverter.

На фиг.1 приведена принципиальная схема преобразователя; на фиг.2 – временные диаграммы работы преобразователя при формировании тока нагрузки формы меандр, фиг.3 – временные диаграммы работы преобразователя при формировании тока нагрузки треугольной формы, где Uинв – напряжение в диагонали инвертора, Iинв – ток в диагонали инвертора, Uy1 и Uy2 – сигналы управления ключами демодулятора, Iподм – ток в управляющей обмотке двухтактного дроссельного регулятора, Iнагр – ток нагрузки на выходе демодулятора.Figure 1 shows a schematic diagram of the converter; Fig. 2 - timing diagrams of the converter operation when forming a meander-shaped load current, Fig. 3 - timing diagrams of the converter operation when forming a triangular-shaped load current, where Uinv is the voltage in the diagonal of the inverter, Iinv is the current in the diagonal of the inverter, Uy1 and Uy2 - demodulator key control signals, Ipod is the current in the control winding of the push-pull choke controller, Iload is the load current at the demodulator output.

Преобразователь содержит входные выводы 1.1, силовые транзисторы мостового инвертора 2-5, высокочастотный трансформатор 6.1 и его выходные обмотки 6.2-6.5, резистор 7, трансформатор управления 8.1 и его выходные обмотки 8.2-8.5, высокочастотный выпрямитель 9, конденсатор 10, транзистор 11, диод 12, силовая обмотка двухтактного дроссельного регулятора 13.1 и 14.1, управляющая обмотка двухтактного дроссельного регулятора 13.2 и 14.2, дроссель 15, транзисторы демодулятора 16-19, выходные выводы 20.1 и 20.2. Входной вывод 1.1 соединен со стоками транзисторов 2 и 4, входной вывод 1.2 соединен с истоками транзисторов 3 и 5, началом обмотки 8.3 управляющего трансформатора и концом обмотки 8.5 управляющего трансформатора. Конец обмотки 8.3 управляющего трансформатора соединен с затвором транзистора 3, а начало обмотки 8.5 управляющего трансформатора соединено с затвором транзистора 5. Исток транзистора 2 соединен со стоком транзистора 3, а также с началом обмотки 6.1 высокочастотного трансформатора и концом обмотки 8.2 управляющего трансформатора. Конец обмотки 6.1 высокочастотного трансформатора соединен с концом обмотки 13.1 двухтактного дроссельного регулятора, начало обмотки которого соединено с концом обмотки 14.2 двухтактного дроссельного регулятора, а начало его обмотки соединено с истоком транзистора 4, стоком транзистора 5 и началом обмотки 8.4 управляющего трансформатора. Начало обмотки 8.2 управляющего трансформатора соединено с затвором транзистора 2, а конец обмотки 8.4 управляющего трансформатора соединен с затвором транзистора 4. Начало выходной обмотки 6.4 высокочастотного трансформатора соединено с одним из выводов резистора 7, второй вывод соединен с началом обмотки 8.1 управляющего трансформатора, при этом концы обмоток 6.4 и 8.1 высокочастотного и управляющего трансформаторов соответственно также соединены. Начало и конец обмотки 6.5 высокочастотного трансформатора соединены со входом выпрямителя 9, в нагрузку которого подключен конденсатор 10. Сток транзистора 11 подключен к положительному выводу конденсатора 10, а его исток – к катоду диода 12 и концу обмотки 13.2 двухтактного дроссельного регулятора. Начала обмоток 13.2 и 14.2 двухтактного дроссельного регулятора соединены, а конец обмотки 14.2 двухтактного дроссельного регулятора подключен к одному из выводов дросселя 15, при этом второй вывод дросселя соединен с анодом диода 12 и отрицательным выводом конденсатора 10. Конец обмотки 6.2 высокочастотного трансформатора соединен с началом обмотки 6.3, которая также соединена с выходным выводом 20.2. Начало обмотки 6.2 высокочастотного трансформатора соединено с истоком транзистора 17, сток которого соединен со стоком транзистора 16, при этом его исток соединен с истоком транзистора 18 и с выходным выводом 20.1. Конец обмотки 6.3 высокочастотного трансформатора соединен с истоком транзистора 19, а стоки транзисторов 18 и 19 соединены между собой.The converter contains input terminals 1.1, power transistors of the bridge inverter 2-5, high-frequency transformer 6.1 and its output windings 6.2-6.5, resistor 7, control transformer 8.1 and its output windings 8.2-8.5, high-frequency rectifier 9, capacitor 10, transistor 11, diode 12, the power winding of the push-pull throttle regulator 13.1 and 14.1, the control winding of the push-pull throttle regulator 13.2 and 14.2, the throttle 15, the demodulator transistors 16-19, the output terminals 20.1 and 20.2. The input terminal 1.1 is connected to the drains of the transistors 2 and 4, the input terminal 1.2 is connected to the sources of the transistors 3 and 5, the beginning of the winding 8.3 of the control transformer and the end of the winding 8.5 of the control transformer. The end of the winding 8.3 of the control transformer is connected to the gate of the transistor 3, and the beginning of the winding 8.5 of the control transformer is connected to the gate of the transistor 5. The source of the transistor 2 is connected to the drain of the transistor 3, as well as to the beginning of the winding 6.1 of the high-frequency transformer and the end of the winding 8.2 of the control transformer. The end of the winding 6.1 of the high-frequency transformer is connected to the end of the winding 13.1 of the push-pull choke regulator, the beginning of the winding of which is connected to the end of the winding 14.2 of the push-pull choke regulator, and the beginning of its winding is connected to the source of the transistor 4, the drain of the transistor 5 and the beginning of the winding 8.4 of the control transformer. The beginning of the winding 8.2 of the control transformer is connected to the gate of the transistor 2, and the end of the winding 8.4 of the control transformer is connected to the gate of the transistor 4. The beginning of the output winding 6.4 of the high-frequency transformer is connected to one of the terminals of the resistor 7, the second terminal is connected to the beginning of the winding 8.1 of the control transformer, while the ends windings 6.4 and 8.1 of the high-frequency and control transformers, respectively, are also connected. The beginning and end of the winding 6.5 of the high-frequency transformer are connected to the input of the rectifier 9, the load of which is connected to the capacitor 10. The drain of the transistor 11 is connected to the positive terminal of the capacitor 10, and its source is connected to the cathode of the diode 12 and the end of the winding 13.2 of the push-pull choke regulator. The beginning of the windings 13.2 and 14.2 of the push-pull choke regulator are connected, and the end of the winding 14.2 of the push-pull choke regulator is connected to one of the leads of the choke 15, while the second lead of the choke is connected to the anode of the diode 12 and the negative lead of the capacitor 10. The end of the winding 6.2 of the high-frequency transformer is connected to the beginning of the winding 6.3, which is also connected to the output pin 20.2. The beginning of the winding 6.2 of the high-frequency transformer is connected to the source of the transistor 17, the drain of which is connected to the drain of the transistor 16, while its source is connected to the source of the transistor 18 and to the output terminal 20.1. The end of the winding 6.3 of the high-frequency transformer is connected to the source of the transistor 19, and the drains of the transistors 18 and 19 are connected to each other.

Предлагаемая система работает следующим образом. К выходным зажимам 20 подключается нагрузка, а ко входным выводам 1 подключается нерегулируемый источник постоянного напряжения. В момент открытия транзисторов 2 и 4 начинает протекать ток через обмотку 6.1 высокочастотного трансформатора и силовые обмотки 13.1 и 14.1 двухтактного дроссельного регулятора, при этом также начинает протекать ток через обмотку 8.1 управляющего трансформатора, ограниченный резистором 7. В это же время через выходные обмотки 8.2-8.5 управляющего трансформатора также протекает ток, в результате насыщения сердечника происходит переключение транзисторов – запирание транзисторов 2 и 5 и отпирание транзисторов 3 и 4, таким образом преобразователь работает в автоколебательном режиме, с частотой зависящей от величины питающего напряжения и параметров магнитопровода управляющего трансформатора 8. Сквозной ток в стойках между транзисторами 2, 3 и 4, 5 исключается, так как открытие транзисторов одной диагонали инвертора невозможно до полного закрытия транзисторов другой диагонали. Важным условием является то, что магнитопровод управляющего трансформатора 8 должен насыщаться прежде, чем насытится магнитопровод высокочастотного трансформатора 6, в противном случае переключение будет осуществляться в соответствии с параметрами высокочастотного трансформатора 6, преобразователь не выйдет из строя, но выходная мощность будет занижена. Напряжение обмотки 6.5 высокочастотного трансформатора поступает на блок выпрямителя 9 и сглаживается конденсатором 10, после чего поступает на вход понижающего преобразователя, состоящего из транзистора 11, диода 12 и дросселя 15. В качестве нагрузки понижающего преобразователя выступают управляющие обмотки 13.2 и 14.2 двухтактного дроссельного регулятора. Дроссель 15 должен обладать достаточно большой индуктивностью, чтобы обеспечивать непрерывный ток в цепи подмагничивания. Демодулятор состоит из выходных обмоток 6.2 и 6.3 высокочастотного трансформатора и транзисторов 16-19, данное устройство представляет собой управляемый выпрямитель с нулевой точкой. Так как наличие двухтактного дроссельного регулятора 13 и 14 в диагонали инвертора сдвигает ток на 90 градусов относительно напряжения в диагонали инвертора, транзисторы 16-19 также должны открываться со сдвигом на 90 градусов по отношению к управляющим сигналам транзисторов 2-5 мостового инвертора, т.е. в нуле тока, что улучшает динамические характеристики преобразователя.The proposed system works as follows. A load is connected to the output terminals 20, and an unregulated constant voltage source is connected to the input terminals 1. At the moment of opening transistors 2 and 4, current begins to flow through the winding 6.1 of the high-frequency transformer and the power windings 13.1 and 14.1 of the push-pull choke regulator, while current also begins to flow through the winding 8.1 of the control transformer, limited by the resistor 7. At the same time, through the output windings 8.2- 8.5 of the control transformer, a current also flows, as a result of saturation of the core, the transistors are switched - transistors 2 and 5 are turned off and transistors 3 and 4 are turned on, thus the converter operates in a self-oscillating mode, with a frequency depending on the magnitude of the supply voltage and the parameters of the magnetic circuit of the control transformer 8. Through the current in the racks between transistors 2, 3 and 4, 5 is excluded, since the opening of the transistors of one diagonal of the inverter is impossible until the transistors of the other diagonal are completely closed. An important condition is that the magnetic circuit of the control transformer 8 must be saturated before the magnetic circuit of the high-frequency transformer 6 is saturated, otherwise the switching will be carried out in accordance with the parameters of the high-frequency transformer 6, the converter will not fail, but the output power will be underestimated. The voltage of the winding 6.5 of the high-frequency transformer is fed to the rectifier unit 9 and smoothed by the capacitor 10, after which it is fed to the input of the step-down converter, consisting of the transistor 11, the diode 12 and the choke 15. The control windings 13.2 and 14.2 of the push-pull choke regulator act as the load of the down converter. The choke 15 must have a sufficiently large inductance to provide a continuous current in the bias circuit. The demodulator consists of output windings 6.2 and 6.3 of a high-frequency transformer and transistors 16-19, this device is a controlled rectifier with a zero point. Since the presence of a push-pull choke controller 13 and 14 in the diagonal of the inverter shifts the current by 90 degrees relative to the voltage in the diagonal of the inverter, transistors 16-19 must also open with a shift of 90 degrees with respect to the control signals of transistors 2-5 of the bridge inverter, i.e. ... at zero current, which improves the dynamic characteristics of the converter.

Введение управляемого выпрямителя, выполненного на транзисторах 16-19 позволяет менять направление тока в заданные моменты времени, тем самым формируя асимметричный ток, при этом изменение уровня тока осуществляется путем ШИМ-регулирования низковольтного управляющего преобразователя. Плавно изменяя уровень тока в узле подмагничивания в соответствии с требуемым законом, можно получать различные формы тока за полупериод на нагрузке, например синусоидальную, треугольную или меандр.The introduction of a controlled rectifier made on transistors 16-19 makes it possible to change the direction of the current at specified times, thereby forming an asymmetric current, while the change in the current level is carried out by PWM regulation of the low-voltage control converter. By smoothly changing the current level in the biasing unit in accordance with the required law, it is possible to obtain various forms of current for a half-cycle on the load, for example, sinusoidal, triangular or meander.

Claims

An asymmetric current power supply system containing a bridge inverter connected to an unregulated constant voltage source with a high-frequency transformer in the diagonal, one of the secondary windings of which is connected to the primary winding of the control transformer, which allows switching the transistors of the bridge inverter in a self-oscillating mode, characterized in that, as a device, regulating current, a push-pull choke regulator acts, the working windings of which are connected in series with the high-frequency transformer, and the control windings are the load of the step-down converter, which performs the function of stabilizing the bias current, and the output windings of the high-frequency transformer are connected to the input of the demodulator, which provides the functions of rectifying and forming an asymmetric current.