SU1644332A1 - Преобразователь посто нного напр жени в напр жение требуемой формы - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к силовой преобразовательной технике и может быть использовано при построении различных систем электропитани . Целью изобретени   вл етс  упрощение преобразовател  при сохранении его функциональных возможностей . Преобразователь содержит п амплитудно-импульсных модул торов 1.1 - I.n, выполненных в виде инверторов с трансформаторным выходом, п последовательно соединенных по выходу демодул торов, подключенных к реверсору 4, выполненному, например, в виде мостового инвертора, и блок управлени , реализующий принцип многофазной ШИМ. Цель достигаетс  выполнением демодул торов в виде неуправл емых выпр мителей, встречно зашунтиро- ванных управл емыми мостами обратного тока. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

сэ 4

СО

со to

Риг.1

Изобретение относитс  к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в системах вторичного электропитани  дл  преобразовани  посто нного напр жени  в напр жение требуемой формы.

Цель изобретени  - упрощение преобразовател  при сохранении его функциональных возможностей.

На фиг. 1 представлена структурна  схема преобразовател ; на фиг. 2 - эпюры напр жений, по сн ющие его работу; на фиг. 3 - эпюры напр жений, по сн ющие работу фазового модул тора.

Преобразователь (фиг. 1) содержит п амплитудно-импульсных модул торов 1.1 - 1 .п, выполненных в виде инверторных схем с трансформаторным выходом,силовые входы которых подключены к источнику 2 посто нного напр жени , а выходы соединены с входами п демодул торов, выполненных в виде силовых выпр мителей 3.1-З.п, зашунтированных управл емыми мостами обратного тока. Выходы силовых выпр мителей 3.1-З.п соединены последовательно и согласно, а крайние выходные выводы первого и последнего из них подключены к силовому входу реверсора 4, выполненного по одной из инверторных схем, причем выход реверсора 4  вл етс  выходом преобразовател . Система управлени  преобразователем включает в себ  задающий генератор 5, выходом подключенный к входу фазосдвигающего устройства 6, выходы которого соединены с входами п формирователей 7.1-7.п пилообразных напр жений, с одними входами п фазовых модул торов 8.1-8. , управл ющими входами упом нутых мостов обратного тока, которыми зашунтированы силовые выпр мители 3.1-З.п, и с одними управл ющими входами амплитудно-импульсных модул торов 1.1 - l.n, другие управл ющие входы которых подключены к выходам фазовых модул торов 8.1-8.п. Кроме того, система управлени  преобразователем содержит источник 9 эталонного напр жени , выходом соединенный с входом нуль-органа 10 и одним входом узла 11 обратной св зи, другой вход которого подключен к выходу преобразовател . Выход нуль-органа 10 соединен с управл ющим входом реверсора 4, а выход узла 11 обратной св зи подключен к входу выпр мител  12, выход которого соединен с одними входами п амплитудных компараторов 13.1 - 3.п, другие входы которых подключены к выходам формирователей 7.1-l.n пилообразных напр жений . Выходы амплитудных компараторов 13.1 - 13.п соединены с другими входами фазовых модул торов 8.1-8.п.

Рассмотрим работу преобразовател  дл  случа , когда и требуетс  сформировать выходное напр жение трапецеидальной формы из посто нного напр жени .

В этом случае источник 9 эталонного напр жени  формирует эталонное напр жение Uд трапецеидальной формы (фиг. 2). Задающий генератор 5 вырабатывает высокочастотное напр жение Ј/5, поступающее на вход фазосдвигающего устройства 6. На выходах фазосдвигающего устройства 6 формируетс  высокочастотных напр жений меандрового типа f/e-i и Ј/е.2, сдвинутые друг относительно друга на 1 /п

1/2 часть их полупериода. Формирователи 7.1 и 7.2 вырабатывают пилообразные напр жени  Ј/. и Ј/7-2, синхронизированные напр жени ми Ј/6.| и Ј/е.2.

На входы амплитудных компараторов

13.1 и 13.2 поступают соответственно пилообразные напр жени  Ui. и Ј/.2, а также напр жение с выхода выпр мител  12. На вход последнего поступает напр жение Ј/п с выхода узла 11 обратной св зи. С целью упрощени  показан случай, когда эта0 лонное напр жение Ј/э отрабатываетс  преобразователем без искажений, и поэтому напр жение U по форме идентично напр жению Ј/э. На выходах амплитудных компараторов 13.1 и 13.2 формируютс  широт5 но-модулированные напр жени  . и Ј/13-2, которые совместно с напр жени ми Ј/e.i и Ј/6.2 поступают на входы фазовых модул торов 8.1 и 8.2. При этом фазовые модул торы 8.1 и 8.2 вырабатывают напр жени  Ј/8.1 и Ј/8.2 с фазовым сдвигом относительно

0 напр жений Ј/e.i и Ј/е.2 на величину длительности импульсов напр жений Ј/l3.i и Ј/п.2 (фиг. 3).

Напр жени  Ј/6.i, U.i и Ј/6.2, Us.2 поступают на управл ющие входы амплитудно-им- 5 пульсных модул торов 1.1 и 1.2, в результате

чего на их выходах формируютс  широтно- модулированные переменные напр жени  Ј/1.1 и Ј/1.2 с паузами на нуле. Эти напр жени  подаютс  на входы силовых выпр ми0 телей 3.1 и 3.2, выходные напр жени  Ј/з.| и Ј/з.2 которых суммируютс  и поступают на силовой вход реверсора 4. На выходе последнего формируетс  амплитудно- широтно-модулированное выходное напр жение преобразовател  Ј/вых , пол рность

5 которого измен етс  синхронно с пол рностью эталонного напр жени  Ј/э под воздействием сигнала, поступающего с выхода нуль-органа 10 на управл ющий вход указанного реверсора.

0 „

При реализации предлагаемого преобразовател  каждый из амплитудно-импульсных модул торов 1.1 - 1.  может быть выполнен , по мостовой схеме либо в виде двух инверторов, выполненных по любой дру5 гой схеме, выходные напр жени  которых суммируютс . В первом случае напр жени  f/6-i и f/8-i () поступают на управл ющие входы соответствующих стоек инвертора , а во втором - напр жение U6. поступает на управл ющий вход одного инвертора, a t/g.i - другого.

Реверсор 4 может быть выполнен, например , по мостовой схеме.

Дл  обеспечени  возможности возврата реактивной энергии нагрузки преобразовател  в источник 2 посто нного напр жени  амплитудно-импульсные модул торы 1.1 - l.n и реверсор 4 должны быть снабжены возвратными выпр мител ми (обратными диодами).

Фазовые модул торы 8.1-8.  реализованы путем применени  в качестве каждого из них двухвходового логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, оба входа и выход которого  вл ютс  соответственно входами и выходом фазового модул тора.

Реализаци  узла 11 обратной св зи определ етс  выбранным способом стабилизации выходного напр жени  преобразовател . В случае стабилизации по мгновенным значени м напр жение U определ етс  сигналом ошибки, равным разности эталонного напр жени  t/g и части выходного напр жени  преобразовател . Дл  стабилизации одной лишь амплитуды выходного напр жени  (в случае эталонного напр жени  f/g неизменной формы) узел 11 обратной св зи может быть выполнен так, что сигналом ошибки измен етс  амплитуда его выходного напр жени  И относительно напр жени  Ug. Таким образом, в любом случае узел 11 обратной св зи замыкает цепь отрицательной обратной св зи, с помощью которой осуществл етс  стабилизаци  выходного напр жени  преобразовател .

Основное преимущество предлагаемого преобразовател  по отношению к известному состоит в упрощении его схемы. При этом повышаетс  надежность преобразовател  и, кроме того, за счет уменьшени  количества силовых ключей, по которым протекает ток нагрузки, уменьшаютс  искажени  выходного напр жени , вызываемые падением напр жени  на этих силовых ключах.

Claims (2)

1. Преобразователь посто нного напр жени  в напр жение требуемой формы,

содержащий п амплитудно-импульсных модул торов , выполненных в виде инвертор- ных схем с трансформаторным выходом, силовые входы которых предназначены дл  подключени  к источнику посто нного напр жени , а выходы соединены с входами п силовых демодул торов, по выходу соединенных согласно последовательно, и блок управлени , включающий в себ  задающий генератор, выходом подключенный к входу фазосдвигающего устройства, причем выходы последнего соединены с входами п формирователей пилообразных напр жений, с одними входами п фазовых модул торов, с управл ющими входами демодул торов и с одними управл ющими входами амплитудно-импульсных модул торов, другие управ

0

л ющие входы которых подключены к выходам фазовых модул торов, а также источник эталонного напр жени , выходом соединенный с входом нуль-органа и одним входом узла обратной св зи, другой вход

5 которого подключен к выходу преобразовател , выход узла обратной св зи подключен к входу выпр мител , выход которого соединен с одними входами п амплитудных компараторов, другие входы которых подключены к выходам формирователей

0 пилообразных напр жений, а выходы амплитудных компараторов соединены с другими входами фазовых модул торов, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  при сохранении его функциональных возможностей , он снабжен реверсором выполнен5 ным по одной из инверторных схем и управл ющими входами, св занным с выходом нуль-органа, демодул торы выполнены в виде неуправл емых выпр мителей, встречно зашунтированных управл емыми мостами обратного тока, а силовой вход реверсора подключен к цепи из последовательно соединенных демодул торов.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийс  тем, что фазовые модул торы выполнены в виде логических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

Фиг. 2

|жштш