WO2011071411A1 - Преобразователь переменного сигнала - Google Patents

Преобразователь переменного сигнала Download PDF

Info

Publication number
WO2011071411A1
WO2011071411A1 PCT/RU2010/000645 RU2010000645W WO2011071411A1 WO 2011071411 A1 WO2011071411 A1 WO 2011071411A1 RU 2010000645 W RU2010000645 W RU 2010000645W WO 2011071411 A1 WO2011071411 A1 WO 2011071411A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
signal
amplification
output
conversion
transformer
Prior art date
Application number
PCT/RU2010/000645
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Игорь Владиславович ЗАХАРОВ
Original Assignee
ПИЛКИН, Виталий Евгеньевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ПИЛКИН, Виталий Евгеньевич filed Critical ПИЛКИН, Виталий Евгеньевич
Publication of WO2011071411A1 publication Critical patent/WO2011071411A1/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/49—Combination of the output voltage waveforms of a plurality of converters

Definitions

  • the utility model relates to electro-radio engineering, in particular, to AC signal converters, and can be used to supply AC voltage of any waveform for other purposes.
  • a known variable-frequency converter including parallel-connected amplification stages of the alternating signal and a constant voltage source (Ham, N ° 6, 1999, p.24).
  • the disadvantages of this converter is that it has low reliability, since failure of a constant voltage source leads to the cessation of operation of the entire amplifier, and its output power is limited by the power characteristics of the active elements (transistors, lamps, etc.) on which it is built .
  • the output signal is distorted (except for a square-wave signal) during operation of the amplification and conversion stages with common or common power sources; the waveform is highly dependent on the transformer windings; power polarity depends on the control unit or stages of amplification and conversion; elements making up power supplies are not fully utilized.
  • the objective of the proposed technical solution is to create an AC signal converter (hereinafter referred to as PPP), which has advantages over prototypes.
  • PPP allows you to more flexibly modulate the output signal and to a lesser extent depend on the transformer windings when building the shape of the output signal and have less than the standard number of turns on the primary and secondary transformer windings;
  • control unit in the teaching staff there is no need for a common connection between the control unit and the amplification and conversion stages, in coordinating the technical characteristics of the specified connection, and the control unit can be powered by a separate power source, while the specified control unit can be at a considerable distance from the amplification and conversion stages ;
  • the proposed PPS retains all its technical parameters (except for the duration of operation) without using switches between the power sources, since each winding is switched with all power sources through an amplifying switching elements and is connected to each cascade of amplification and conversion. The duration of the work is reduced.
  • the output signal of the PPP of the desired shape when the load on it is below the maximum is not distorted in the event of failure from one to all but one of the power supplies and amplification and conversion stages of the PPP, since these cascades under the load below the maximum work the same and have the same structure (circuit), and each stage of amplification and conversion has N (N> 1) the number of outputs to which all pulses making up the output signal come in any proportion in the form of a given output signal, and each output of each helmet and connected to the corresponding function of (the same scheme) output of all other stages and with the output portion of the transformer windings, the pulses being on said outputs are identical and each output amplifying element is switching-power output element (a transformer).
  • the faculty has the ability to unlimitedly increase the duration of the faculty by increasing the number of stages of amplification and conversion of an alternating signal and constant voltage sources (batteries), without increasing the number of transformer windings and the number of transformers, since the power of each amplifying-switching element is equal to the power of the output element (transformer).
  • PPP allows you to modulate your output signal in a wider range and have less than the standard number of turns on the primary and secondary windings of the transformer, because the positive and negative half-periods of this signal are divided into N number of pulses that follow one after the other and come either one and the same, or to different conclusions of the sections of the primary winding of the transformer.
  • the duration of the pulses and the interval between them can be any and are selected according to the shape of the specified PPS output signal, and the interval between pulses may be absent if they are applied to different terminals of the transformer winding sections, which allows less dependence on the transformer windings when constructing the output signal form, because for each section of the transformer winding, one to N number of pulses can come as part of this signal.
  • the PPS output switching element which commutes and amplifies this pulse, can withstand high power (up to a certain limit), which as a result allows the use of a transformer with fewer turns on the primary and secondary windings in the PPS.
  • the power and polarity of the power supply at the control unit and amplification and conversion stages can be different, and the general connection at the control unit and amplification and conversion stages can be different or absent, since the known optoelectronic devices are introduced into the control unit (hereinafter referred to as “OEP” ”), For example, optocouplers, fiber optic lines, etc. for signal transmission from the control unit to amplification and conversion stages that do not require a common connection for signal transmission.
  • OEP optoelectronic devices
  • Each stage of amplification and conversion is connected to its power source through several connections that connect the series-connected power elements that make up the power source, and amplification and conversion units included in the specified stage of amplification and conversion, while the number of these connections is determined by the shape of the output signal, and to each the connection corresponds to its individual amplification and conversion unit and its individual power supply.
  • An increase in the power and / or duration of the PPP operation occurs as a result of: a) an increase in the number of output elements (transformers), each of which is connected to the terminals of the primary windings of the remaining output elements (transformers) of the PPPs with its primary windings, and b) an increase in the number of cascades amplification and conversion of the primary windings of these transformers and power supplies of these cascades connected to the terminals.
  • An increase in the power and / or duration of the PPP operation occurs as a result of: a) an increase in the number of output elements (transformers), each of which is connected with the terminals of the primary and secondary windings to the terminals of the primary and secondary windings of the remaining output elements (transformers) of the PPP, and b ) increasing the number of amplification and conversion stages connected to the terminals of the primary windings of these transformers and power supplies of these stages.
  • each amplifying-switching element can be any, however, the diode switching circuit parallel to the specified element is undesirable.
  • PPP allows you to use thyristors or seven-state transistors as output switching elements for any waveform, which increases power and reduces heat transfer. PPP can be used to power any device. If the PPP power supply is composed of several elements, then the PPP, working only on the specified source in accordance with the mode described in paragraph 6 of the utility model formula, can remain operational in case of failure from one to all but one of the power supply elements. The output signal is distorted.
  • Figure 1 presents a diagram of an AC signal converter according to a circuit solution j l.
  • Figure 2 presents a diagram of an AC signal converter according to a circuit solution.
  • Fig.3 shows a diagram of an AC signal converter according to paragraph N ° 6 of the formula of the utility model.
  • FIG. 4-14 show the PPP waveforms when converting an alternating signal.
  • PPS can have any form of signal and any type of voltage (single-phase, three-phase, etc.) at the output, while PPS can work in any of the circuit solutions, but the most optimal is the circuit solution of a two-arm multivibrator. Since the scheme of each arm is PL-1; PL-2 PPPs are the same, then in FIG. 1 shows one shoulder of the faculty.
  • Figure 1 shows the functional (structural) diagram of the faculty according to the circuit solution N ° l.
  • the structure of the indicated circuit includes: control unit 1, connection 2, cascade of amplification and conversion 3-1, consisting of amplification and conversion units 3-1 A, 3-1B, 3-1N (where N> 1), current sensor 3- 4-1, diodes 3-3-1; amplification and conversion stage 3-2, consisting of amplification and conversion units 3-2A, 3-2B, 3-2N, current sensor 3-4-1, diodes 3-3-1; amplification and conversion stage 3-3N; transformer 4; power sources (batteries) 5-1, 5-2, 5N; capacitor 6; connections 7 and 8.
  • the block Control 1 includes multivibrator circuits 1 -1, transducer 1 -2, 1 p-3, optoelectronic devices 1oep-5.
  • the structure of blocks 3-1A and 3-1B includes circuits ⁇ -1-la, ⁇ réelle-1 -1 machinery and output switching elements ⁇ Titan-2- 1 Corporation and ⁇ réelle-2-1 B.
  • the structure of blocks 3-2 ⁇ , 3- 2B includes the conversion schemes ⁇ -1 -2 Economics, amplification ⁇ réelle-1 -2 House and output switching elements ⁇ réelle-2-2 ⁇ and ⁇ réelle-2-2 ⁇ .
  • a square wave signal (see Fig. 4a) is created on circuits 1 - 1 and fed to circuits 1 -2.
  • the specified signal varies in duration and / or amplitude depending on the load at the output of the faculty (see figb) so that the voltage at the output of the faculty is the same at any load not higher than the maximum.
  • the load at the output of the faculty is determined by circuit 1-3, which serves as a load sensor for circuit 1-2.
  • the signal is converted in duration and divided into pulses so that the end of the signal (trailing edge) in the circuit ⁇ -1 ⁇ almost coincides or coincides with the beginning (leading edge) of the signal in the circuit ⁇ -1 ⁇ (see Fig. 4c, fig 4d, fig 4d) and so on.
  • the number of circuits 1 ⁇ -3 ⁇ can be from one to ⁇ according to a given waveform (see Fig. 7a, Fig. 7b, Fig. 7c), and the number of pulses in the converted signal in circuits 1 p-ZA, 1 p-ZB , 1 ⁇ -3 ⁇ can be from one to ⁇ in a given waveform.
  • circuits 1 oep-5 are supplied to circuits 1 oep-5, which are used to transmit them using the indicated circuits through connections 2 to circuits ⁇ -1 -1 ⁇ , ⁇ - 1 -2B and on the Zn-IN circuit, which are located on blocks 3-1 A, 3-1 B, 3-1N.
  • Each 1oep-5 circuit corresponds to its own connection 2 and its own circuits and blocks, indicated on the diagram by a certain letter.
  • the number of 3-1N blocks is equal to the number of 3 ⁇ -1 ⁇ circuits, and the number of 3-1N blocks and ⁇ -IN circuits can be from one to ⁇ according to a given waveform.
  • amplification and conversion stages 3-1, 3-2, 3 ⁇ These blocks and circuits are located on the amplification and conversion stages 3-1, 3-2, 3 ⁇ . Moreover, the number of amplification and conversion stages 3 ⁇ can be from one to ⁇ in a given waveform.
  • Schemes ⁇ -1 either leave the pulses unchanged (see Fig. 5a, Fig. 5b, Fig. 5c), or they can be reduced in duration and / or amplitude (see Fig. B, Fig. Bb, Fig. Bv) , compensating for the difference in amplification and conversion stages and / or power supplies.
  • Zp circuits operate from 3-4 current sensors. Zp-1 circuits and current sensors 3-4 are triggered when the power at any of the amplification and conversion stages becomes higher than the maximum.
  • pulses obtained at the amplification and conversion stages are supplied to the terminals of the primary winding 4A, 4B, 4N of the output transformer 4.
  • the number of windings N can be from one to N in a given waveform.
  • the pulses obtained at the amplification and conversion stages are amplified on each winding in amplitude (see Fig. 9a, Fig. 9b, Fig. 9c; Fig. 10a, Fig. 106, Fig. SE) and are summed, forming a signal a given shape on the winding B (see Fig.
  • the capacitor 6 smooths the angles and pauses between pulses of the received signal (see Fig. 16, Fig. 126, Fig. 136).
  • the power of this circuit comes from 5A, 5B, 5N power sources.
  • Each of the stages of amplification and conversion of the faculty is powered by its own power source through connections 7.
  • the power supply of block 1 occurs through diodes 3-3 located on stages 3 and through connections 8, so if stages 3 fail, from one to all but one, and / or malfunctions of power supplies from one to all but one, the supply voltage on block 1 is maintained.
  • Figure 2 shows a circuit solution N ° 2 conversion of an alternating signal.
  • the circuit solution N ° 2 differs from the circuit solution N ° l in that, in schemes 1 p-3, the signal is divided into a plurality of pulses following each other (see Fig. 14a, Fig. 14b).
  • Zn-1 circuits either leave the signal unchanged (see Fig. 14a), or can reduce the pulses that make up the signal in duration and / or amplitude (see Fig. 146), compensating for the difference between the amplification and conversion stages and power sources.
  • the pulse necessary in the form of the output signal is extracted from this set and through the outputs Zn-1 a, Zn-1 b, Zn-IN of the Zn-1 circuits is supplied to the corresponding amplification circuits Zy-1 and then to the output switching elements Zy -2.
  • the number of schemes 1 p-3 and 1 oep-5 is equal to one.
  • the Zn-1 circuits are located on the amplification and conversion stages and their number is equal to the number of amplification and conversion stages.
  • FIG. 3 shows a schematic solution for converting an alternating signal according to paragraph 6 of the formula of the utility model.
  • This circuit solution differs from circuit solutions N ° l or ⁇ ° 2 in that each output switching element as part of its amplification and conversion unit 3-1 is connected through its individual connection 7 to its element, which is part of the power source (battery). Every the connection is indicated by the corresponding letter.
  • circuit design differs from circuit designs N ° l or N ° 2 also in that:
  • the number of elements making up each power source is equal to the number of amplification and conversion units that are part of the amplification and conversion stages to which this power source is connected.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к электрорадиотехнике, в частности, к преобразователям переменного сигнала, и может быть использовано в качестве автономного источника электропитания, для построения электростанций с нестабильными параметрами для выработки электроэнергии (ветровые, приливные, мусоросжигающие и т.д. электростанции). Сущность полезной модели заключается в том, что каждый каскад усиления и преобразования работает одинаково со всеми каскадами усиления и преобразования и имеет рассчитанное по форме выходного задаваемого сигнала количество выходов, причём максимальная мощность сигнала или импульсов, составляющих сигнал на каждом из них, равна мощности выходного согласующего элемента (трансформатора) и тем, что выходной согласующий элемент (трансформатор) имеет одну первичную обмотку с выводами, рассчитанными по форме выходного задаваемого сигнала, причём каждый вывод первичной обмотки коммутируется (подключается и отключается во время работы) с каждым источником питания и соединён со своим индивидуальным выходом каждого каскада усиления и преобразования, поэтому не нужны переключатели между источниками питания.

Description

Преобразователь переменного сигнала
Область техники, к которой относится полезная модель Полезная модель относится к электрорадиотехнике, в частности, к преобразователям переменного сигнала, и может быть использована для электропитания переменным напряжением любой формы сигнала и для других целей.
Уровень техники
Известен преобразователь переменного сигнала, включающий параллельно соединенные каскады усиления переменного сигнала и источник постоянного напряжения (Радиолюбитель, N°6, 1999, с.24). Недостатками указанного преобразователя является то, что он имеет невысокую надежность, поскольку выход из строя источника постоянного напряжения приводит к прекращению функционирования всего усилителя, а его выходная мощность ограничена мощностными характеристиками активных элементов (транзисторов, ламп и т.п.), на которых он построен.
Известно также усиление при помощи парных усилителей поточным методом (Европейский патент ЕР 0474 930 В 1 ). Недостатком указанного устройства является то, что резисторы соединяются последовательно с выходом для того, чтобы нагрузка на каждый усилитель была одинаковой и для компенсации разницы параметров усилителей и источников питания. Данные резисторы имеют разную величину и подбираются индивидуально. Это ведёт к уменьшению мощности и сложной наладке устройства.
Наиболее близкими по технической сущности (прототипами) являются:
а) усилитель переменного сигнала, защищенный патентом РФ на полезную модель N°70731 , где один и тот же сигнал усиливается несколькими одинаковыми каскадами усиления с одними и теми же функциями, причём указанные каскады включены параллельно по входу и через трансформатор по выходу. В указанном усилителе переменного сигнала большую мощность (свыше 700 Вт) создают за счет сигнала прямоугольной формы, поскольку усилить сигнал синусоидальной формы (или другой формы кроме прямоугольной) на большую мощность, например;- свыше 700 Вт, сложно из-за потерь по мощности, по теплу, сопротивлению элементов, характеристик элементов и сложности конструкции;
б) патентная заявка РФ на изобретение 2008138631 (опубликована 27.06.2009, Бюл. N° 18), где при нескольких каскадах усиления и преобразования и источников питания можно получать сигнал любой заданной формы и при увеличении мощности выше максимальной на какой-либо каскад усиления и преобразования излишек этой мощности перераспределяется на другие каскады усиления и преобразования. Недостатком указанного изобретения является то, что в нём нужно использовать переключатели между источниками питания, поскольку каждый источник питания коммутируется только со своей обмоткой выходного согласующего элемента трансформатора, а также то, что невозможно использовать одну первичную обмотку с несколькими выводами выходного согласующего элемента указанного трансформатора. Кроме того, невозможно увеличить время работы преобразователя переменного сигнала без увеличения мощности; искажается выходной сигнал (кроме сигнала прямоугольной формы) при работе каскадов усиления и преобразования с общим или общими источниками питания; форма сигнала сильно зависит от обмоток трансформатора; полярность питания зависит от блока управления или каскадов усиления и преобразования; элементы, составляющие источники питания, используются неполно.
Сущность полезной модели
Задачей предлагаемого технического решения является создание преобразователя переменного сигнала (далее по тексту - ППС), имеющего преимущества по сравнению с прототипами.
Технический результат в результате применения предлагаемой полезной модели заключается в том, что:
1. работоспособность ППС сохраняется без использования переключателей между источниками питания;
2. имеется возможность неограниченно увеличивать время работы ППС за счёт увеличения количества каскадов усиления и преобразования переменного сигнала и источников постоянного напряжения при одном и том же выходном согласующем элементе (трансформаторе);
3. ППС позволяет более гибко модулировать выходной сигнал и в меньшей степени зависеть от обмоток трансформатора при построении формы выходного сигнала и иметь меньшее, чем стандартное, количество витков на первичной и вторичной обмотке трансформатора;
4. выходной сигнал нужной формы ППС, составленный из нескольких сигналов прямоугольной формы, не искажается при выходе из строя от одного до всех, кроме одного, источников питания и каскадов усиления и преобразования;
5. в ППС нет необходимости в общем соединении между блоком управления и каскадами усиления и преобразования, в согласовании технических характеристик указанного соединения, а блок управления может питаться от отдельного источника питания, при этом указанный блок управления может находиться на значительном расстоянии от каскадов усиления и преобразования;
6. в ППС более эффективно используются элементы, составляющие источники питания.
Раскрытие полезной модели
Указанный технический результат достигается тем, что:
1 . При выходе из строя от одного до всех, кроме одного, источников постоянного напряжения и каскадов усиления и преобразования предлагаемый ППС сохраняет все свои технические параметры (кроме продолжительности работы) без использования переключателей между источниками питания, поскольку каждая обмотка коммутируется со всеми источниками питания через усиливающе-коммутационные элементы и соединена с каждым каскадом усиления и преобразования. Продолжительность работы при этом уменьшается.
2. Выходной сигнал ППС нужной формы при нагрузке на него ниже максимальной не искажается при выходе из строя от одного до всех, кроме одного, источников питания и каскадов усиления и преобразования ППС, так как указанные каскады при нагрузке ниже максимальной работают одинаково и имеют одинаковое строение (схему), и каждый каскад усиления и преобразования имеет N (N> 1 ) количество выходов, на которые приходят в любой пропорции по форме задаваемого выходного сигнала все импульсы, составляющие выходной сигнал, причём каждый выход каждого каскада соединяется с соответствующим по функции (одинаковым по схеме) выходом всех других каскадов и с выводом участка обмотки трансформатора, при этом импульсы на указанных выходах являются одинаковыми, а мощность каждого усиливающе-коммутационного элемента равна мощности выходного элемента (трансформатора).
3. ППС имеет возможность неограниченно увеличивать продолжительность работы ППС за счёт увеличения количества каскадов усиления и преобразования переменного сигнала и источников постоянного напряжения (аккумуляторов), не увеличивая при этом количество обмоток трансформатора и количество трансформаторов, так как мощность каждого усиливающе-коммутационного элемента равна мощности выходного элемента (трансформатора).
4. ППС позволяет модулировать свой выходной сигнал в более широком диапазоне и иметь на первичной и вторичной обмотке трансформатора меньшее, чем стандартное количество витков, потому что положительные и отрицательные полупериоды этого сигнала разделяются на N количество импульсов, следующих один за другим, и приходящих либо на один и тот же, либо на разные выводы участков первичной обмотки трансформатора. Длительность импульсов и интервал между ними могут быть любыми и выбираются по форме задаваемого выходного сигнала ППС, причём интервал между импульсами может отсутствовать, если они подаются на разные выводы участков обмотки трансформатора, что позволяет меньше зависеть от обмоток трансформатора при построении формы выходного сигнала, потому что на каждый участок обмотки трансформатора может приходить в составе этого сигнала от одного до N количества импульсов.
5. За счет меньшей длительности импульса выходной коммутирующий элемент ППС, который коммутируют и усиливает данный импульс, выдерживает большую мощность (до определённого предела), что в результате позволяет применять в ППС трансформатор с меньшим количеством витков на первичной и вторичной обмотках.
6. Питание и полярность питания у блока управления и каскадов усиления и преобразования могут быть разными, а общее соединение у блока управления и каскадов усиления и преобразования может быть разным либо отсутствовать, поскольку в блок управления введены известные оптоэлектронные приборы (далее по тексту - «оэп»), например, оптопары, оптоволоконные линии и т.д. для передачи сигнала от блока управления до каскадов усиления и преобразования, которые не требуют для передачи сигнала общего соединения.
7. Каждый каскад усиления и преобразования соединяется со своим источником питания посредством нескольких соединений, которые соединяют последовательно соединённые элементы питания, составляющие источник питания, и блоки усиления и преобразования, входящие в указанный каскад усиления и преобразования, при этом количество этих соединений определяется по форме выходного сигнала,' а каждому соединению соответствует свой индивидуальный блок усиления и преобразования и свой индивидуальный источник питания.
8. Увеличение мощности и/или продолжительности работы ППС происходит в результате: а) увеличения количества выходных элементов (трансформаторов), каждый из которых своими выводами первичной обмотки соединен с выводами первичных обмоток остальных выходных элементов (трансформаторов) ППС, и б) увеличения количества каскадов усиления и преобразования соединённых с выводами первичных обмоток указанных трансформаторов и источников питания указанных каскадов.
9. Увеличение мощности и/или продолжительности работы ППС происходит в результате: а) увеличения количества выходных элементов (трансформаторов), каждый из которых своими выводами первичной и вторичной обмотки соединен с выводами первичных и вторичных обмоток остальных выходных элементов (трансформаторов) ППС, и б) увеличения количества каскадов усиления и преобразования соединённых с выводами первичных обмоток указанных трансформаторов и источников питания указанных каскадов.
Схема каждого усиливающе-коммутационного элемента может быть любой, однако нежелательной является схема включения диода параллельно указанному элементу.
Так как мощность каждого усиливающее-коммутирующего элемента равна мощности трансформатора, то при работе с одним трансформатором (если нагрузка не выше максимальной) схемы Зп-1 не воздействуют на проходящий через них импульс. ППС позволяет использовать в качестве выходных коммутирующих элементов тиристоры или семисторы при любой форме сигнала, что повышает мощность и снижает теплоотдачу. ППС может применяться для электропитания любого устройства. Если источник питания ППС составлен из нескольких элементов, то ППС, работающий только на указанном источнике в соответствии с описанным в п. 6 формулы полезной модели режимом, может сохранять работоспособность при выходе из строя от одного до всех, кроме одного, элемента источника питания. Выходной сигнал при этом искажается.
10. Работоспособность ППС при выходе из строя от одного до всех, кроме одного, источников постоянного напряжения и каскадов усиления и преобразования сохраняется. При повышении нагрузки до максимальной сохранении заданное напряжение на выходе ППС сохраняется. Кроме того, имеется возможность неограниченного увеличения выходной мощности и/или продолжительности работы ППС за счет увеличения количества каскадов усиления и преобразования и источников постоянного напряжения.
11. Излишки мощности между каскадами ППС перераспределяются. Указанный результат обеспечивают схемы Зп-1. При этом, напряжение на выходе указанного ППС не может уменьшиться из-за схем 1-2 и 1-3, которые выдают сигнал, увеличенный по длительности и/или амплитуде, на схемы Зп-1. При нагрузке выше максимальной напряжение на выходе указанного ППС снижается. Указанный результат обеспечивают схемы Зп-1.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлена схема преобразователя переменного сигнала по схемному решению j l .
На фиг.2 представлена схема преобразователя переменного сигнала по схемному решению .
На фиг.З представлена схема преобразователя переменного сигнала по пункту N°6 формулы полезной модели.
На фиг. 4 - 14 представлены формы сигналов ППС при преобразовании переменного сигнала.
Осуществление полезной модели
ППС может иметь на выходе любую форму сигнала и любой вид напряжения (однофазное, трёхфазное и т.д.), при этом ППС может работать в любом из схемных решений, но наиболее оптимальным является схемное решение двухплечевого мультивибратора. Поскольку схемы каждого плеча ПЛ-1 ; ПЛ-2 ППС одинаковы, то на фиг. 1 представлено одно плечо ППС.
На фиг.1 изображена функциональная (структурная) схема ППС по схемному решению N°l . В состав указанной схемы входят: блок управления 1 , соединение 2, каскад усиления и преобразования 3-1, состоящий из блоков усиления и преобразования 3-1 А, 3-1Б, 3-1N (где N>1 ), токового датчика 3-4-1 , диодов 3-3-1; каскад усиления и преобразования 3-2, состоящий из блоков усиления и преобразования 3-2А, 3-2Б, 3-2N, токового датчика 3-4-1 , диодов 3-3-1 ; каскад усиления и преобразования 3- 3N; трансформатор 4; источники питания (аккумуляторы) 5-1, 5-2, 5N; конденсатор 6; соединения 7 и 8. В состав блока управления 1 входят схемы мультивибратора 1 -1 , преобразователя 1 -2, 1 п-3, оптоэлектронные приборы 1оэп-5. В состав блоков 3-1А и 3-1Б входят схемы Зп-1 -la, Зу-1 -1 а и выходные коммутирующие элементы Зу-2- 1а и Зу-2-1 Б. В состав блоков 3-2А, 3- 2Б входят схемы преобразования Зп-1 -2а, усиления Зу-1 -2а и выходные коммутирующие элементы Зу-2-2А и Зу-2-2Б.
Сигнал прямоугольной формы (см. фиг.4а) создается на схемах 1 - 1 и поступает на схемы 1 -2. На схемах 1-2 указанный сигнал изменяется по длительности и/или амплитуде в зависимости от нагрузки на выходе ППС (см. фиг.4б) для того, чтобы напряжение на выходе ППС было одинаковым при любой нагрузке не выше максимальной. Нагрузка на выходе ППС определяется схемой 1-3, которая служит датчиком нагрузки для схемы 1 -2.
На схемах 1 п-3 сигнал преобразовывается по длительности и разделяется на импульсы так, что окончание сигнала (задний фронт) на схеме Зп-1 А почти совпадает или совпадает с началом (передним фронтом) сигнала на схеме Зп- 1Б (см. фиг.4в, фиг 4г, фиг 4д) и так далее. При этом количество схем 1π-3Ν может составлять от одной до Ν по заданной форме сигнала (см. фиг. 7а, фиг.7б, фиг.7в), а количество импульсов в преобразованном сигнале на схемах 1 п-ЗА, 1 п-ЗБ, 1π-3Ν может составлять от одного до Ν по заданной форме сигнала.
Далее, импульсы, полученные на схемах 1 п-ЗА, 1п-ЗБ, 1π-3Ν, поступают на схемы 1 оэп-5, служащие для их передачи с помощью указанных схем по соединениям 2 на схемы Зп-1 -1 А, Зп-1 -2Б и на схемы Зп-IN, которые находятся на блоках 3-1 А, 3-1 Б, 3-1N. Каждой схеме 1оэп-5 соответствует своё соединение 2 и свои схемы и блоки, обозначенные на схеме определённой буквой. Причём количество блоков 3-1N равно количеству схем 3π-1Ν, а количество блоков 3-1N и схем Зп-IN может составлять от одного до Ν по заданной форме сигнала. Эти блоки и схемы находятся на каскадах усиления и преобразования 3-1 , 3-2, 3Ν. Причём количество каскадов усиления и преобразования 3Ν может быть от одного до Ν по заданной форме сигнала. Схемы Зп-1 либо оставляют импульсы без изменения (см. фиг.5а, фиг.5б, фиг.5в), либо могут их уменьшить по длительности и/или амплитуде (см. фиг.ба, фиг.бб, фиг.бв), компенсируя разницу каскадов усиления и преобразования и/или источников питания. Схемы Зп работают от токовых датчиков 3-4. Схемы Зп-1 и токовые датчики 3-4 срабатывают, когда мощность на каком-либо из каскадов усиления и преобразования становится выше максимальной. Далее, после прохождения импульсами схем усиления Зу-1 и выходных коммутирующих элементов Зу-2 импульсы, полученные на каскадах усиления и преобразования (см. фиг.5г, фиг.бг, фиг.7г), поступают на выводы первичной обмотки 4А, 4Б, 4N выходного трансформатора 4. Причём количество обмоток N может быть от одного до N по заданной форме сигнала. На выходном трансформаторе импульсы, полученные на каскадах усиления и преобразования, усиливаются на каждой обмотке по амплитуде (см. фиг.9а, фиг.9б, фиг.9в; фиг.10а, фиг.106, фиг. Юв) и суммируются, образуя сигнал заданной формы на обмотке В (см. фиг.1 1 а, фиг.12а, фиг.13а). Конденсатор 6 сглаживает углы и паузы между импульсами полученного сигнала (см. фиг.1 16, фиг.126, фиг.136). Питание данной схемы происходит от источников питания 5А, 5Б, 5N. Каждый из каскадов усиления и преобразования ППС питается от своего источника питания посредством соединений 7. Питание блока 1 происходит через диоды 3-3, расположенные на каскадах 3, и через соединения 8, поэтому при неисправности каскадов 3 от одного до всех, кроме одного, и/или неисправности источников питания от одного до всех, кроме одного, напряжение питания на блоке 1 сохраняется.
На фиг.2 изображено схемное решение N°2 преобразования переменного сигнала. Схемное решение N°2 отличается от схемного решения N°l тем, что на схемах 1 п-3 сигнал разделяется на множество импульсов, следующих друг за другом (см. фиг.14а, фиг.14б). Схемы Зп-1 либо оставляют сигнал без изменения (см. фиг.14а), либо могут уменьшить импульсы, составляющие сигнал по длительности и/или амплитуде (см. фиг.146), компенсируя разницу каскадов усиления и преобразования и источников питания. На схемах Зп-1 нужный по форме выходного сигнала импульс выделяется из этого множества и через выходы Зп-1 а, Зп-1 б, Зп-IN схем Зп-1 подаётся на соответствующие схемы усиления Зу-1 и далее на выходные коммутирующие элементы Зу-2. В блоке 1 количество схем 1 п-3 и 1 оэп-5 равно одному. Причём схемы Зп- 1 находятся на каскадах усиления и преобразования и их количество равно количеству каскадов усиления и преобразования.
На фиг.З изображено схемное решение преобразования переменного сигнала по пункту 6 формулы полезной модели. Это схемное решение отличается от схемных решений N°l или Ν°2 тем, что каждый выходной коммутирующий элемент в составе своего блока усиления и преобразования 3-1 подключается через своё индивидуальное соединение 7 к своему элементу, входящему в состав источника питания (аккумулятора). Каждое подключение обозначено соответствующей буквой.
Это схемное решение отличается от схемных решений N°l или N°2 также тем, что:
• выходы выходных коммутирующих элементов Зу-2 соединены между собой,
• первичная обмотка трансформатора на одно плечо имеет только два вывода,
· импульсы, составляющие выходной сигнал, суммируются на первичной обмотке (см. фиг.1 1 а, фиг.12а, фиг.13а) трансформатора,
• токовые датчики Зу-3 находятся в общем соединении источников питания,
• количество элементов, составляющих каждый источник питания, равно количеству блоков усиления и преобразования, входящих в состав каскадов усиления и преобразования, к которому этот источник питания подсоединён.

Claims

Формула полезной модели
1. Преобразователь переменного сигнала (ППС), имеющий прямое (непосредственное) соединение нагрузки с выходом и включающий N количество (N>1 ) соединенных каскадов усиления и преобразования переменного сигнала из сигнала прямоугольной формы в сигнал любой заданной формы, а также два и более источников постоянного напряжения, каждый из которых является источником питания своего индивидуального каскада усиления и преобразования переменного сигнала и преобразователь переменного сигнала, у которого выходной согласующий элемент (трансформатор) на первичных обмотках, подключенных к каскадам усиления и преобразования, имеет количество витков, рассчитанное по форме выходного задаваемого сигнала, при этом на каскадах усиления и преобразования переменный сигнал по форме задаваемого выходного сигнала изменяется по длительности, затем на выходном согласующем элементе (трансформаторе) переменные сигналы, полученные на каскадах усиления и преобразования суммируются в сигнал любой заданной, или приближенный к заданной формы, отличающийся тем, что каждый каскад усиления и преобразования работает одинаково со всеми каскадами усиления и преобразования и имеет рассчитанное по форме выходного задаваемого сигнала количество выходов, причём максимальная мощность сигнала или импульсов, составляющих сигнал на каждом из них, равна мощности выходного согласующего элемента (трансформатора) и тем, что выходной согласующий элемент (трансформатор) имеет одну первичную обмотку с выводами, рассчитанными по форме выходного задаваемого сигнала, причём каждый вывод первичной обмотки коммутируется (подключается и отключается во время работы) с каждым источником питания и соединён со своим индивидуальным выходом каждого каскада усиления и преобразования, поэтому не нужны переключатели между источниками питания.
2. Преобразователь переменного сигнала по п.1 отличающийся тем, что в преобразователь переменного сигнала введено N количество каскадов усиления и преобразования и источников питания при одном и том же выходном согласующем элементе (трансформаторе) по рассчитанной продолжительности работы преобразователя переменного сигнала.
3. Преобразователь переменного сигнала по п.1, отличающийся тем, что каждый полупериод сигнала прямоугольной формы разделяется на рассчитанное по форме выходного задаваемого сигнала N количество импульсов прямоугольной формы, следующих один за другим, которые подаются в количестве, рассчитанном по форме выходного сигнала с выходов каждого каскада усиления и преобразования на каждый вывод выходного согласующего элемента (трансформатора), причём каждому импульсу или комбинации импульсов соответствует свой индивидуальный вывод выходного согласующего элемента (трансформатора) и свой индивидуальный выход каждого каскада усиления и преобразования, а количество импульсов на каждом из выводов выходного согласующего элемента (трансформатора) рассчитано по форме выходного задаваемого сигнала, что позволяет модулировать выходной сигнал в более широком диапазоне и применять выходной согласующий элемент (трансформатор) с меньшим, чем стандартное количеством витков на первичной и вторичной обмотках трансформатора.
4. Преобразователь переменного сигнала по п.1 или 3, отличающийся тем, что выходной сигнал по форме задаваемого выходного сигнала, составленный из нескольких сигналов прямоугольной формы, не искажается при выходе из строя от одного до всех, кроме одного, источников питания и каскадов усиления и преобразования.
5. Преобразователь переменного сигнала по п.1 или 2 или 3, отличающийся тем, что введены оптоэлектронные приборы для передачи сигнала от блока управления до каскадов усиления и преобразования, которые не требуют для передачи сигнала общего соединения, поэтому напряжение питания блока управления подаётся от отдельного источника питания и блок управления может находиться на значительном расстоянии от каскадов усиления и преобразования.
6. Преобразователь переменного сигнала по п.1 или 2 или 3, отличающийся тем, что в преобразователь переменного сигнала введены соединения по форме выходного сигнала между последовательно соединёнными элементами каждого источника и подключённого к нему каскада усиления и преобразования, причём каждому соединению соответствует свой блок усиления и преобразования.
PCT/RU2010/000645 2009-12-09 2010-10-29 Преобразователь переменного сигнала WO2011071411A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009145468 2009-12-09
RU2009145468 2009-12-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011071411A1 true WO2011071411A1 (ru) 2011-06-16

Family

ID=44145768

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2010/000645 WO2011071411A1 (ru) 2009-12-09 2010-10-29 Преобразователь переменного сигнала

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2011071411A1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS561778A (en) * 1979-06-18 1981-01-09 Fujitsu Ltd Dc-ac inverter
SU1069104A1 (ru) * 1981-12-25 1984-01-23 Специальное Конструкторское Бюро Часового И Камневого Станкостроения Преобразователь частоты
SU1744781A1 (ru) * 1989-12-19 1992-06-30 Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Геофизической Техники Преобразователь посто нного напр жени в многоступенчатое переменное напр жение
RU2008138631A (ru) * 2008-09-30 2009-06-27 Игорь Владиславович Захаров (RU) Преобразователь переменного сигнала

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS561778A (en) * 1979-06-18 1981-01-09 Fujitsu Ltd Dc-ac inverter
SU1069104A1 (ru) * 1981-12-25 1984-01-23 Специальное Конструкторское Бюро Часового И Камневого Станкостроения Преобразователь частоты
SU1744781A1 (ru) * 1989-12-19 1992-06-30 Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Геофизической Техники Преобразователь посто нного напр жени в многоступенчатое переменное напр жение
RU2008138631A (ru) * 2008-09-30 2009-06-27 Игорь Владиславович Захаров (RU) Преобразователь переменного сигнала

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
V.S. MOIN: "Stabilizirovannye tranzistornye preobrazovateli. Moscow", ENERGOATOMIZDAT, 1986, pages 232, 233 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3429073B1 (en) Method and apparatus for zero-current switching control in switched-capacitor converters
US9887639B2 (en) Communication within a power inverter using transformer voltage frequency
US9948204B2 (en) Method and apparatus for controlling resonant converter output power
US20090316458A1 (en) Single-phase inverter circuit to condition and transform direct current electric power into alternating current electric power
AU2013201974B2 (en) System and method for dc power transmission
CN102522900A (zh) 定增益自激式非接触谐振变换器及其控制方法
CN105009436A (zh) 开关电源装置
US9450500B2 (en) Method and apparatus for modulating lower powers in resonant converters
RU2014108960A (ru) Способ и система для управления гидроэлектрическими турбинами
CN105517650A (zh) 多绕组反激式dc/ac变换电路
US10003253B2 (en) Hybrid transformation system based on three-phase PWM rectifier and multi-unit uncontrolled rectifier and control method thereof
CN105099234A (zh) 磁场能量采集设备
CN113765402A (zh) 一种宽电压输入dc-dc变换器
CN105450030A (zh) 双变压器变绕组隔离变换器及其控制方法
US8212613B1 (en) Switching amplifier using flyback transformer
KR20160027408A (ko) 다단 멀티레벨 ac-ac 컨버터
US11152868B2 (en) Power converter arrangement and method for its regulation using voltage setpoint values by use of a pre-modulator
CN103138614A (zh) 双正激逆变器
RU97020U1 (ru) Преобразователь переменного сигнала
WO2011071411A1 (ru) Преобразователь переменного сигнала
RU2402862C2 (ru) Преобразователь переменного сигнала
RU2571952C1 (ru) Корректор коэффициента мощности
CN202931190U (zh) 一种宽范围直流输入电路
Li et al. A current sensorless MPPT algorithm for a low-cost PV array controller
CN102843120B (zh) 断电延迟电路及电源供应系统

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10836267

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10836267

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1