SU1059643A1 - Регулируемый статический преобразователь напр жени с многоступенчатой модул цией - Google Patents

Abstract

РЕГУЛИРУЕМЫЙ СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ С МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ/ содержаиий двухтактный инвертор, п пар ключей которого, присоединены к cи влeтpичнo расположенным относительно средней точки отводам обмотки выходного трансфбрматора, при этом входы каждой пары ключей подсоединены к противофазным выходам блока управлени . {,С-фильтр, дроссель которого включен| последов.ательно во входную цепь преобразовател  , а конденсатор - парал-лельно нагрузке посто нного тока на выходе выпр мител , отличающ и п с   тем, что, с целью расширени  области применени  путем обеспечени  возможности работы на нагрузку переменного тока с любьвл и по крайней мере одну дополнительную нагрузку посто нного тока при сохранении емкости конденсатора, в преобразователь введены транзисторы, включенные парёшлельно диодам выпр мител  и.управл емые синхронно с ключами инвертора, выводы дл  подключени  нагрузки переменного тока расположе- g ны на одном из обмоток трансформатора инвертора с выпр мителем дл  под- /Л ключени  по крайней мере одной до- V/ полнительной нагрузки посто нного тока.

Description

Изобретение относ тс  к электротехнике и может быть использовано в системах электропитани  и электропривода дл  преобразовани  посто нного напр жени  в переменное или посто нное стабилизированное напр жение.

Известны статические стабилизированные преобразователи, в которых коэффициент передачи по напр жению силового контура измен етс  ступенчато путем переключени  секций обмотки выходного трансформатора ij или переключени  секций источника питани  2 ,

Форма кривой выходного напр жени  таких преобразователей имеет верхнюю ступень измен емой ширины, что измен ет спектральный состав выходного напр жени  в процессе регулировани .

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  регулируе.1ый статический преобразователь с многоступенчатой модул цией с выходом на посто нном токе, в которомформа напр жени  выходного трансформатора имеет вид полного пр моугольника и не измен етс  в процессе стабилизации 1з .

Этот преобразователь содеркит двухтактный инвертор, h пар ключей которого присоединены к симметрично расположенным относительно средней точки отводам обмотки выходного трансформатора, при этом входы каждой пары ключей подсоединены к противофазным выходам блока управлени , LC-фильтр., дроссель которого включен последовательно во входную цепь преобразовател , а конденсаторпараллельно нагрузке посто нного т;ока на выходе выпр мител .

Через указанный конденсатор проходит переменный ток, определ емый условием баланса ампер-витков всех обмоток выходного трансформатора. Так как дроссель поддерживает неизменным входной ток преобразовател , то при изменении числа подключенных витков первичной обмотки шри , переключении между основными и дополни тельньп« и транзисторами) в кон.: денсатор будет поступать ток пр моугольной формы с амплитудой, пропорциональной разносом числа задействованных (обтекаемых током) витков первичной обмотки и потребл емому преобразователем току. Поэтому, если преобразователь предназн.ачен дл  питани  нескольких льванически разделенных нагрузок, питаемых через индивидуальный выпр митель, то параллельно каждой нагрузке должен быть включен конденсатор, ь противном случае при отключении нагрузки нарушитс  нормальна  работа преобразовател , поскольку диоды выпр мител  будут преп тствовать прохождению тока разр да конденсатора.

Кроме того, если необходимо помимо нагрузки посто нного тока обеспечить питание нагрузки переменного тока стабильным пр моугольнь м напр -, жением, приложенным к обмотке выход5 ного трансформатора, то в качестве такой нагрузки в данном известном преобразователе может быть использована только чисто активна  нагрузка, В противном случае,, т.е. при актив0 но-инлуктивной нагрузке, реактивна  энерги , накопленна  в индуктивности нагрузки, не может пройти в источник , так как на входе преобразовател  включен дроссель и поступает че5 рез выпр митель в указанный конденсатор , вызыва  его зар д. Однако обратна  передачи этой энергии из конденсатора в нагрузку переменного тока исключаетс , так как диоды вы пр мител  будут блокировать ток разр да конденсатора на нагрузку, подключенную со стороны входа выпр мител . Поэтому будет происходить непрерывный зар д конденсатора, что в

5 конечном счете вызовет перенапр жени  на транзисторах, вход их в область пробо  и разрушение.

Цель изобретени  - расширение области применени  путем обеспечени  возможности работы на нагрузку переменного тока с любым cos (р и по крайней мере одну дополнительную нагрузку посто нного тока при сохранении емкости конденсатора.

5 Поставленна  цель достигаетс  тем, что в регулируемом статическом преобразователе напр жени  с многоступенчатой модул цией, содержащем двухтактный инвертор, if пар ключей которого

0 присоединены к симметрично расположенным относительно средней точки отводам обмотки выходного трансформатора,. при этом входы каждой пары ключей подсоединены к противофазным выходам

5 бло}(а управлени , Lc-фильтр, дроссель которого включен последователь- но во входную цепь преобразовател , а конденсатор - параллельно нагрузка посто нного тока на выходе выпр митвл , введены транзисторы, включенные

параллельно диодам выпр мител  и уп равл емые синхронно с ключами инвертора , йыводы дл  подключени  нагрузки переменного тока расположены на одной из обмоток трансформатора инвер5 тора с выпр мителем дл  подключени  по крайней мере одной дополнительной нагрузки посто нного тока.

На фиг,, 1 показана схема с подклю0 чением основного выпр мител  непосредственно к выходным выводам преобразовател ; на фиг. 2 - схема с подключением основного выпр мител  к дополнительной обмотке выходного трансфор5 матора. Преобразователь (фиг. 1) содержит ступенчато-регулируемый инвертор 1, состо щий из нескольких переключаемых с помощью управл емых ключей  чеек источника питани  или секций обмоток выходного трансформатора. Во входную цепь преобразовател  последовательно включен дроссель 2 сглаживаю щего ЬС-фильтра. Конденсатор 3 этого фильтра подключен через основной выпр митель на диодах 4-7 к выходным выводам преобразовател . Каждый диод шунтирован встречно включенным транзистором 8-11, база которого соедине на с выходами блока 12 управлени  преобразовател . В преобразователе (фиг. 2) выходной трансформатор 13 имеет переключаемые секции первичной обмотки и -вторичные обмотки 14 и 15, к которым подключены соответственно нагрузка 16 переменного тока и нагрузка 17 посто нного тока через дополнительный , выпр митель 18. Конденсатор фильтра 3 подключен через основной выпр митель на диодах 4 и 5 шунтированных транзисторами 8 и 9 к дополнительной обмотке 19 трансфо1 1а тора 13. Параллельно конденсатору 3 может быть также включена нагрузка посто нного тока. Преобразователь работает следующи образом. При изменении возмущающих факторо например входного напр жени , под действием сигналов, формируемых в блоке 12 (фиг. 1) и поступающих на управл емые ключи инвертора 1, про исходит переключение  чеек, источника питани  секций или обмоток выходного трансформатора инвертора так, чтобы выходное напр жение инвертора оставалось близким к номинальному по величине. Дл  обеспечени  стабилизации выходного напр жени  на неизменном уровне, сохранени  пр моугольной формы этого напр жени    получени  непрерывного входного тока на вход преобразовател  включен последоватеЛ но дроссель 2 и на выход конденсатор В один полупериод выходного напр жени , когда положительный потенциал формируетс  на выводе а, открываютс  диоды 4 и 7 и транзисторы 8 и 11, в другой полупериод, когда положител.ьный потенциал формируетс  на выводе 5, открываютс  диоды 5 и б и. тран зисторы 9 и 10, а диоды 4 и 7 и транзисторы 8 и 11 закрываютс  под аействием сигналов, поступающих с „ блока,12 управлени . Конденсатор 3 в оба полупериода оказываетс  подключе ным к 9ЫХОДНЫМ выводам а и б и может как зар жатьс  через диоды 4-7, так и разр жатьс  через транзисторы В - Ц Конденсатор обеспечивает прием как реактивной (переменной) составл ющей тока нагрузки преобразовател  так и тока, вызванного изменением коэффициента передачи по напр жению при коммутации секций ( чеек) инвертора 1. При этом обеспечиваетс  неизменность пр моугольной формы выходного напр жени  и стабильность его величины благодар  двухсторонней проводимости ключей, соедин ющих конденсатор с вы ходом преобразовател  и малой величине пульсаций напр жени  на конденсаторе .при выборе его емкости достаточно большой величины. Подключение конденсатора к выходным выводам позвол ет выполнить инвертор по любой известной схеме, в том числе с бестрансформаторным выходом (с переключением секций источника питани ), с переключением отводов вторичной обмотки и др. При этом через инвертор проходит только активна  составл юща  мощности нагрузки, (посто нна  составл юща  тока нагрузки ) , так как переменна  составл юща  тока нагрузки циркулирует между конденсатором и нагрузкой. Это позвол ет уменьшить, массу и габариты преобразовател . при многоканальном выходе преобра;зовател , а также при комбинированной нагрузке (переменного и посто нного тока), выпр митель дл  конденсатора 3 выполн етс  по схеме с нулевым выводом (на диодах 4 и 5 и транзисторах 7 и 8) и подключаетс  к дополнительной обмотке выходного трансформатора 13 (фиг. 2) или к отводам первичной или вторичной обмотки этого трансформатора . При этом уменьшаетс  количество элементов схемы и удаетс  согласовать допустимое напр жение элементов 4 - 8 с выходным напр жением преобразовател . Один конденсатор, будучи св зан с обмоткой трансформатора через открытые ключи двухсторонней проводимости обеспечивает стабильную пр моyгoльнiпo форму напр жени  на всех обмотках трансформатора при люлом характере нагрузки. Таким образом, возможность работы предлагаемого преобразовател  на одну или несколько нагрузок любого характера и любого cos р расшир ет область его применени .

Claims (1)

1. РЕГУЛИРУЕМЫЙ СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ С МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ, содержащий двухтактный инвертор, η пар ключей которого, присоединены к симметрично расположенным относительно средней точки отводам обмотки выходного трансформатора, при этом входы каждой пары ключей подсоединены к противофазным выходам блока управления, [(С-фильтр, дроссель которого включен| последовательно во входную цепь преобразователя, а конденсатор - параллельно нагрузке постоянного тока на выходе выпрямителя, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения путем обеспечения возможности работы на нагрузку переменного тока с любьви costp и по крайней мере одну дополнительную нагрузку постоянного тока при сохранении емкости конденсатора, в преобразователь введены транзисторы, включенные параллельно диодам выпрямителя и управляемые синхронно с ключами инвертора, выводы для подключения нагрузки переменного тока расположе- § ны на одном из обмоток трансформато- ~ ра инвертора с выпрямителем для подключения по крайней мере одной дополнительной нагрузки постоянного тока.

   >

   ϊ