RU2231902C2 - Способ функционального преобразования напряжения любого вида в напряжение требуемого вида с функцией регулирования и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ функционального преобразования напряжения любого вида в напряжение требуемого вида с функцией регулирования и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2231902C2 RU2231902C2 RU2002121892/09A RU2002121892A RU2231902C2 RU 2231902 C2 RU2231902 C2 RU 2231902C2 RU 2002121892/09 A RU2002121892/09 A RU 2002121892/09A RU 2002121892 A RU2002121892 A RU 2002121892A RU 2231902 C2 RU2231902 C2 RU 2231902C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- output
- frequency
- function
- conversion
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике. Предложен способ функционального преобразования напряжения любого вида в напряжение требуемого вида с функцией регулирования. Способ позволяет получить на выходе напряжение по программируемой функции преобразования входного напряжения. Сущность изобретения заключается в том, что входное напряжение вида φ(х) выпрямляют, преобразовывают в переменное высокочастотное с двойной модуляцией, амплитудной по функции φ(х) и широтно-импульсной по функции преобразования f(х) в напряжение вида Y1=φ(х)·f(х), выпрямляют, фильтруют и преобразовывают по функции γ(х) в напряжение требуемого вида Y=|φ(х)·f(х)|·γ(х) на выходе. Изобретение может быть использовано в системах вторичного электропитания, в силовых модуляторах систем автоматики и радиотехнической аппаратуры, низковольтного и высоковольтного электропривода. Технический результат - повышение качества выходного напряжения. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования и стабилизации напряжения в электросетях 0,4-10 кВ, в системах вторичного электропитания, в силовых модуляторах систем автоматики и радиотехнической аппаратуры, низковольтного и высоковольтного электропривода.
Известен способ преобразования постоянного напряжения в переменное синусоидальное [1] заключающийся в том, что постоянное напряжение на входе преобразовывают в промежуточное переменное высокой частоты необходимого уровня, затем демодулируют и фильтруют на выходе. Форма выходного напряжения обеспечивается управлением демодулятором по принципу широтно-импульсной модуляции (ШИМ) по закону функции построения с частотой входного преобразователя.
Недостатком данного способа является то, что демодулятор находится под воздействием импульсного напряжения с крутыми фронтами нарастания, что затрудняет практическую реализацию в области средних напряжений и невыполнимо в области высоких напряжений (6-10 кВ и более). Снижение скорости нарастания напряжения на демодуляторе потребует уменьшения частоты преобразования, и как следствие - снижение точности формирования выходного напряжения и увеличение габаритов (массы), снижение КПД.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению (прототипом) является способ преобразования переменного напряжения [2], основанный на выпрямлении напряжения низкой частоты, его фильтрации, преобразовании в переменное напряжение высокой частоты с ШИМ или амплитудной модуляцией, трансформации, выпрямлении напряжения высокой частоты синхронно с модулирующим сигналом и последующей фильтрации.
Недостатком данного способа является то, что импульсное напряжение нa! управляемом выпрямителе затрудняет практическую реализацию в области средних напряжений и невыполнимо в области высоких напряжений (6-10 кВ и более). Снижение скорости нарастания напряжения на выпрямителе требует уменьшения частоты преобразования, и как следствие - снижение точности формирования выходного напряжения и увеличение габаритов (массы), снижение КПД.
Известен преобразователь переменного напряжения [3], где регулирование выходного напряжения осуществляется изменением фазы включения однооперационного тиристора.
Недостатками тиристорных регуляторов является низкое качество выходного напряжения.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению (прототипом) является регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное [4], который содержит трансформатор с основной и дополнительной первичными обмотками и вторичной обмоткой, первый и второй входные выводы, первый и второй резонансные преобразователи, включенные между первым входным выводом основной и дополнительной обмотками трансформатора соответственно, выпрямитель, фильтр, инвертор и блок управления.
Недостатком данного регулируемого преобразователя переменного напряжения является искажение формы синусоидального выходного напряжения, так как регулирование выходного напряжения осуществляется путем изменения длительности протекания переменного тока в первичной дополнительной обмотке трансформатора.
Задачей изобретения является функциональное преобразование напряжения любого вида в напряжение требуемого вида с функцией регулирования, что позволит повысить точность формирования выходного напряжения за счет двойной модуляцией - амплитудной и ШИМ, расширить диапазон регулирования выходного напряжения, улучшить массогабаритные показатели, а также выполнить программируемое функциональное преобразование входного напряжения (Uвх), изменяющегося по закону φ(х), в выходное напряжение вида
Y=|φ(х)·f(x)|·γ(х)
где φ(х) - входное напряжение;
f(x) - функция преобразования ШИМ-модулятора;
γ(х)=±1 - функция, определяющая порядок следования положительных и отрицательных импульсов (полупериодов) выходного напряжения.
Поставленная задача решается с помощью способа функционального преобразования напряжения любого вида в напряжение требуемого вида с функцией регулирования, основанного на выпрямлении напряжения низкой частоты, преобразовании в переменное напряжение высокой частоты по принципу ШИМ, трансформации, выпрямлении напряжения высокой частоты и последующей фильтрации, причем не сглаженное после выпрямления напряжение преобразовывают в переменное высокочастотное с двойной модуляцией, амплитудной по функции φ(х) и широтно-импульсной по функции преобразования f(х), в напряжение вида Y1=φ(х)·f(x), выпрямляют, фильтруют и преобразовывают по функции γ(х) в напряжение требуемого вида Y=|φ(х)·f(x)|·γ(x) на выходе.
Способ функционального преобразования напряжения любого вида в напряжение требуемого вида с функцией регулирования реализуется с помощью устройства функционального преобразования напряжения любого вида в напряжение требуемого вида с функцией управления, содержащего высокочастотный преобразователь, выход которого соединен со входом выпрямителя, а управляющие входы подключены к соответствующим выходам блока управления, выход выпрямителя подключен ко входу сглаживающего фильтра, а выход сглаживающего фильтра к цепи питания выходного инвертора, а на входе устройства включен выпрямитель, выход которого соединен с цепью питания высокочастотного преобразователя.
На фиг.1 показана структурная схема предложенного преобразователя; на фиг.2 - диаграммы напряжений, поясняющие работу преобразователя на примере преобразования синусоидального напряжения.
Функциональный преобразователь напряжения любого вида (фиг.1) содержит блок управления 1, один из входов которого подключен к входному напряжению (Uвх), к входному напряжению подключен выпрямитель 2, выход которого соединен цепью питания высокочастотного преобразователем 3, входы управления которого подключены к соответствующим выходам блока управления 1, к выходу высокочастотного преобразователя 3 подключен трансформатор 4, а к выходу трансформатора 4 выпрямитель 5, выход которого через сглаживающий фильтр 6 подключен к цепи питания выходного инвертора 7, выход последнего соединен с выходными выводами преобразователя 3 и по цепи обратной связи и сигналам управления - с блоком управления 1.
Способ функционального преобразования напряжения любого вида в напряжение требуемого вида с функцией регулирования реализуется с помощью устройства следующим образом.
Входное напряжение Uвх поступает на вход выпрямителя 2 и блок управления 1, который реализован на базе микроконтроллера, имеющего в своем составе блок программного управления, широтно-импульсный модулятор, аналого-цифровой преобразователь. С выхода выпрямителя 2 напряжение Uвых1 поступает в цепь питания высокочастотного преобразователя 3. На выходе блока управления 1 формируются ШИМ-модулированные, импульсы синхронизации Uyпp1 Uyпp2 высокочастотного преобразователя 3, период которых определяет частоту преобразования преобразователя 3, а закон модуляции по функции f(х) осуществляется программно. На выходе высокочастотного преобразователя 3 напряжение изменяется по функции Y1=φ(х)·f(x). С выхода преобразователя 3 напряжение преобразуется с помощью трансформатора 4 до нужного уровня Uвых2 и поступает на вход выпрямителя 5. После выпрямления напряжение Uвых3 поступает на вход сглаживающего фильтра 6, дроссель которого работает в режиме непрерывного тока, что обеспечивает непрерывность тока в пределах полупериода частоты синхронизации высокочастотного преобразователя 3. С выхода сглаживающего фильтра 6 напряжение Uвых4 поступает в цепь питания выходного инвертора 7. Ключи выходного инвертора 7 переключаются по сигналам управления Uyпp3 в соответствии с функцией управления γ(х), определяя полярность выходного напряжения, и формируют выходное напряжение Uвых5 требуемого вида по функции Y=|φ(х)·f(x)|·γ(х).
Стабильность и точность формирования выходного напряжения обеспечивается по цепи отрицательной обратной связи с выхода выходного инвертора 6 на первый вход блока управления 1. Синхронизация работы функционального преобразователя осуществляется от входного напряжения Uвх по другому входу блока управления 1.
Источники информации
1. Моин B.C. Стабилизированные транзисторные преобразователи. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 376 с., с. 196, рис. 5.9а, б.
2. Патент России №2172055 С2, 10.08.2001. Способ преобразования напряжения. Кузмичев Н.П.
3. Патент России №2085014 С1, 20.07.97. Преобразователь переменного напряжения. В.В.Маслаев.
4. А.с. СССР №1728948 А1. Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное. А.И.Маркович, А.А.Иванов, Р.А.Полянский.
Claims (2)
1. Способ функционального преобразования напряжения любого вида в напряжение требуемого вида с функцией регулирования, основанного на выпрямлении напряжения низкой частоты, преобразовании в переменное напряжение высокой частоты с широтно-импульсной модуляцией, трансформации, выпрямлении напряжения высокой частоты и последующей фильтрации, отличающийся тем, что выпрямленное напряжение низкой частоты преобразуют в переменное напряжение высокой частоты вида Y1=φ(х)·f(х), путем двойной модуляции: амплитудной, осуществляемой входным напряжением вида φ(х), и широтно-импульсной, осуществляемой программно по функции f(х), напряжение, полученное после фильтрации, преобразуют по функции γ(х)=±1, определяющей порядок следования положительных и отрицательных импульсов выходного напряжения в напряжение требуемого вида Y=|φ(х)·f(х)|·γ(х) на выходе.
2. Устройство функционального преобразования напряжения любого вида в напряжение требуемого вида с функцией регулирования, содержащее высокочастотный преобразователь, управляющие входы которого где формируются ШИМ модулированные импульсы синхронизации, период которых определяет частоту преобразования, а закон модуляции осуществляется программно, подключены к соответствующим выходам блока управления, к выходу высокочастотного преобразования подключен трансформатор, к выходу которого подключен выпрямитель (5), а выход выпрямителя через сглаживающий фильтр к цепи питания выходного инвертора, отличающееся тем, что на входе устройства включен выпрямитель (2), выход которого соединен с цепью питания высокочастотного преобразователя, а ключи выходного инвертора переключаются в соответствии с функцией управления γ(х), определяющей полярность выходного напряжения.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002121892/09A RU2231902C2 (ru) | 2002-08-08 | 2002-08-08 | Способ функционального преобразования напряжения любого вида в напряжение требуемого вида с функцией регулирования и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002121892/09A RU2231902C2 (ru) | 2002-08-08 | 2002-08-08 | Способ функционального преобразования напряжения любого вида в напряжение требуемого вида с функцией регулирования и устройство для его осуществления |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002121892A RU2002121892A (ru) | 2004-06-10 |
| RU2231902C2 true RU2231902C2 (ru) | 2004-06-27 |
Family
ID=32845957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002121892/09A RU2231902C2 (ru) | 2002-08-08 | 2002-08-08 | Способ функционального преобразования напряжения любого вида в напряжение требуемого вида с функцией регулирования и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2231902C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7242111B2 (en) | 2003-11-07 | 2007-07-10 | Mpathx, Llc | Automatic sensing power systems and methods |
| US8296587B2 (en) | 2006-08-30 | 2012-10-23 | Green Plug, Inc. | Powering an electrical device through a legacy adapter capable of digital communication |
-
2002
- 2002-08-08 RU RU2002121892/09A patent/RU2231902C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| МОИН В.С. Стабилизированные транзисторные преобразователи, Москва, Энергоатомиздат, 1986, с.196, рис. 5.9а, б. * |
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7242111B2 (en) | 2003-11-07 | 2007-07-10 | Mpathx, Llc | Automatic sensing power systems and methods |
| US7285874B2 (en) | 2003-11-07 | 2007-10-23 | Mpathx, Llc | Automatic sensing power systems and methods |
| US7485986B2 (en) | 2003-11-07 | 2009-02-03 | Mpathx, Llc | Automatic sensing power systems and methods |
| US7508092B2 (en) | 2003-11-07 | 2009-03-24 | Mpathx, Llc | Automatic sensing power systems and methods |
| US7514814B2 (en) | 2003-11-07 | 2009-04-07 | Mpathx, Llc | Automatic sensing power systems and methods |
| US7579711B2 (en) | 2003-11-07 | 2009-08-25 | Mpathx, Llc | Automatic sensing power systems and methods |
| US7602079B2 (en) | 2003-11-07 | 2009-10-13 | Mpathx, Llc | Automatic sensing power systems and methods |
| US7646111B2 (en) | 2003-11-07 | 2010-01-12 | Mpathx, Llc | Automatic sensing power systems and methods |
| US7768152B2 (en) | 2003-11-07 | 2010-08-03 | Mpathx, Llc | Automatic sensing power systems and methods |
| US7791220B2 (en) | 2003-11-07 | 2010-09-07 | Polsinelli Shughart PC | Automatic sensing power systems and methods |
| US7808122B2 (en) | 2003-11-07 | 2010-10-05 | Menas Gregory W | Automatic sensing power systems and methods |
| US7812476B2 (en) | 2003-11-07 | 2010-10-12 | Menas Gregory W | Automatic sensing power systems and methods |
| US7812475B2 (en) | 2003-11-07 | 2010-10-12 | Menas Gregory W | Automatic sensing power systems and methods |
| US7812477B2 (en) | 2003-11-07 | 2010-10-12 | Menas Gregory W | Automatic sensing power systems and methods |
| US7816810B2 (en) | 2003-11-07 | 2010-10-19 | Menas Gregory W | Automatic sensing power systems and methods |
| US7816808B2 (en) | 2003-11-07 | 2010-10-19 | Menas Gregory W | Automatic sensing power systems and methods |
| US7816809B2 (en) | 2003-11-07 | 2010-10-19 | Menas Gregory W | Automatic sensing power systems and methods |
| US7816807B2 (en) | 2003-11-07 | 2010-10-19 | Menas Gregory W | Automatic sensing power systems and methods |
| US7960859B2 (en) | 2003-11-07 | 2011-06-14 | Green Plug, Inc. | Automatic sensing power systems and methods |
| US8115335B2 (en) | 2003-11-07 | 2012-02-14 | Green Plug, Inc. | Automatic sensing power systems and methods |
| US8296587B2 (en) | 2006-08-30 | 2012-10-23 | Green Plug, Inc. | Powering an electrical device through a legacy adapter capable of digital communication |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7821801B2 (en) | Power factor correction method for AC/DC converters and corresponding converter | |
| JP2016540479A5 (ru) | ||
| US4556937A (en) | DC-AC Power converter including two high frequency resonant link converters | |
| RU2231902C2 (ru) | Способ функционального преобразования напряжения любого вида в напряжение требуемого вида с функцией регулирования и устройство для его осуществления | |
| JP3200283B2 (ja) | インバータ制御方法及びインバータ制御装置 | |
| KR0155248B1 (ko) | 변형된 정현파 출력 3상 인버터를 이용한 가변형 고전압 대출력 안정화 직류 전원 장치 | |
| JPS63281777A (ja) | 交流ア−ク溶接機用電源装置 | |
| JP2704519B2 (ja) | 直流電源装置 | |
| JPH0823241A (ja) | 電力増幅器 | |
| JPH04190680A (ja) | インバータ電源回路 | |
| JP2784951B2 (ja) | 電源装置 | |
| RU2234792C2 (ru) | Устройство преобразования напряжения постоянного тока в напряжение требуемого вида и частоты | |
| SU964904A1 (ru) | Способ преобразовани и стабилизации переменного напр жени и устройство дл его осуществлени | |
| JP3319072B2 (ja) | 電力増幅器 | |
| RU2006163C1 (ru) | Преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
| RU1781800C (ru) | Преобразователь переменного напр жени низкой частоты в посто нное напр жение | |
| JPH10277739A (ja) | ア−ク加工用電源装置 | |
| RU2231901C2 (ru) | Способ регулирования напряжения любого вида и устройство для его осуществления | |
| RU2172055C2 (ru) | Способ преобразования напряжения | |
| RU30225U1 (ru) | Импульсный преобразователь постоянного напряжения в переменное заданной частоты и формы | |
| RU2004055C1 (ru) | Преобразователь переменного напр жени в посто нное | |
| JPS58157375A (ja) | Ｄｃ−ａｃコンバ−タ | |
| JPH04265A (ja) | 電力変換装置 | |
| RU91485U1 (ru) | Трехфазный преобразователь частоты | |
| JP2738354B2 (ja) | 広入力圧電トランスコンバータ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100809 |