Способ управления преобразователем постоянного напряжения в переменное Советский патент 1984 года по МПК H02P13/18 

1 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания устройств связи, автоматики и вычислительной техники. Известен способ управления преоб разователем, обеспечивающий получение на нагрузке низкочастотного напряжения из высокочастотных импульсов тока. Способ применяется для управления преобразователем, содержащим звено высоком частоты с широт но-импульсным модулятором-Формирова телем импульсов управления силовым транзистором, подключенным к первич ной обмоТке реактора, и подключенньй к вторичной обмотке реактора двуплечий демодулятор. Способ состо ит в том, что генерируют и широтноимпульсно модулируют последовательность высокочастотных импульсов управления силовым транзистором, гене рируют и подают управляющий сигнал выходной частоты на транзисторы дву плечего демодулятора, формируя тем самым импульсы тока низкой частоты из высокочастотных импульсов, модул рованных по закону низкой частоты tj Недостаток способа состоит в малой мощности преобразователя из-за ограниченной мощности транзисторов, а также в плохом использовании тран зисторов по току и напряжению при формировании участков кривой выходного напряжения с малыми по сравнению с амплитудой мгновенными значениями напряжения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является сп соб управления преобразователем постоянного напряжения в переменное, содержащим четырехобмоточный реакто первичная обмотка которого через тиристорный коммутатор постоянного напряжения соединена с выходными за жимами источника постоянного напряжения, одна из вторичных обмоток че рез тиристор рекуперации соединена с выходными зажимами источника пост янного напряжения, а две другие вто ричные обмотки через двуплечий демо дулятор напряжения высокой частоты соединены с нагрузкой. Способ состо ит в том, что формируют тактовые импульсы высокой частоты, распределяют их на два канала, формируют из импульсов каждого канала управляющие импульсы тиристоров ком21мутатора, формируют низкочастотное эталонное напряжение, выпрямляют его, формируют импульсы управления тиристорами демодулятора и подают их поочередно в течение каждого полупериода низкочастотного эталонного напряжения на один из тиристоров демодулятора, формируют импульсы управления тиристором рекуперации 2J . Недостатком известного способа при формировании выходного напряжения синусоидальной формы (особенно при низких напряжениях источника питания) является сравнительно низкий КПЛ, обусловленный тем, что при формировании участка синусоид-альной кривой с малыми мгновенными значениями значительная часть потребляемой мощности возвращается в источник питания, т.е. на этих участках велики потери энергии в цепи рекуперации энергии по сравнению с выходно 4 мощностью. Целью изобретения является увеличение КПД преобразователем. Поставленная цель достигается тем, что формируют постоянное опорное напряжение, сравнивают его с выпрямленным эталонным напряжением, блокируют импульсы управления транзисторов коммутатора, когда выпрям- , ленное эталонное напряжение больше опорного, блокируют импульсы управления тиристорами коммутатора, когда выпрямленное эталонное напряжение меньше опорного, и измеряют напряжение вторичной обмотки реактора, сравнивают его с напряжением нагрузки и в моменты равенства формируют импульсы управления тиристорами демодулятора, измеряют напряжение нагрузки, сравнивают его на-грузки с эталонным и в моменты их равенства.формируют импульсы управления тиристором рекуперации, формируют эталонный ток, сравнивают его с коллекторным током транзистора коммутатора и в моменты их равенства прекращают формирование импульсов управления транзистором коммутатора . На фиг. 1 изображена силовая часть преобразователя; на фиг. 2 схема управления; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства. 3 Преобразователь состоит из высокочастотного узла, содержащего параллельно соединенные мостовой тиристорнын коммутатор 1 и цепочку 2 из транзистора и диода, подключенных к первичной обмотке реактора 3, цепь 4 рекуперации энергии и двупле чий демодулятор 5, включающий тирис торы 6 и 7, подключенные к концам вторичной обмотки реактора, и нагру ку с емкостным фильтром, подключенную одним концом к средней точке вт ричной обмотки реактора, а другим к общей точке соединения тиристоров 6 и 7. Устройство управления преобразователем содержит компаратор 8, к пе вому входу которого подключен источ ник 9 опорного йапряжения, а к второму через выпрямитель 10 - выход генератора 11 эталонного напряжения схему 12 совпадения, к входам которой подключены выходы компаратора 8 и генератора 13 тактовых импульсов, а к выходу через распределитель 14 импульсов - формирователь 15 импуль сов управления тиристорами коммутатора и формирователь 16 импульсов управления транзистором, компаратор 17, к одному входу которого подключен источник 18 эталонного тока, к второму - датчик 19 тока транзистор а выходы подключены соответственно к формирователю 16 импульсов управл ния транзистором и через распределитель 20 импульсов - к формирователю 21 импульсов управления тиристорами демодулятора, компаратор 22, входы которого соединены с генератором 11 эталонного напряжения и да чиком 23 выходного напряжения инвер тора, а выход - с формирователем 24 импульсов управления тиристором рекуперации, компаратор 25, входы которого соединены с датчиками 23 и 2 соответственно выходного напряжения и напряжения на выходных обмотках реактора 3, а выход - с распределителем 20 импульсов. Выпрямленное эталонное синусоидальное напряжение сравнивают с опорным напряжением Ug Участки, на которых мгновенные значения эталонного напряжения превьшают опор14ное (участок I на фиг. 3), соответствуют подаче импульсов управления на тиристоры высокочастотного коммутатора 1 (ось фиг. 3). На остальных участках (участки II на ,фиг. 3) импульсы управления подаются на транзистор 2 (ocblJ g на фиг.З), На участках I формирователь 21 импульсов управления тиристорами 6 и 7 демодулятора 5 вырабатывает импульсы управления в моменты равенства выходного напряжения инвертора напряжению на вторичных обмотках реактора 3. Выходное напряжение инвертора сравнивается с эталонным напряжением в компараторе 22. В момент их равенства формируется и подается импульс управления на тиристор цепи рекуперации. Энергия, оставшаяся в реакторе, к этому моменту рекуперируемся в источник. На участках II происходит сравнение линейно нарастающего через первичную обмотку реактора 3 тока с эталонным синусоидальным током генератора 18 и вмоменты их равенства формируется запирающий импульс управления транзистором и отпирающий импульс управления тиристором 6 и 7. На этих участках в нормальном режиме работы в течение каждого периода высокой частоты от источника питания потребляется только то количество энергии, которое необходимо нагрузке, и цепь рекуперации не используется. На участках II по известному способу большая часть энергии, потребленной от источника, возвращается через цепь рекуперации обратно, что приводит к существенному ухудшению КПД преобразователя). .Таким образом, на участках II в. работе не участвует цепь рекуперации, и энергия не возвращается в источник, уменьшено среднее значение тока через первичнзто обмотку и полупроводниковые ключи высокочастотного коммутатора. Кроме того, на участках I в магнитном поле реактора запасается меньшее количество энергии за счет уменьшения влияния этапа коммутации. Все это существенно повьшает КПД преобразователя.

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ, содержапщм чеТьфехоб- . моточный реактор, первичная обмотка которого через параллельно соединенные тиристорный и транзисторный коммутаторы постоянного напряжения соединена с выходными зажимами источника постоянного напряжения, одна из вторичных обмоток через тиристор рекуперации соединена с выходными зажимами источника постоянного напряжения, а две другие вторичные обмотки через двуплечий тиристорный демодулятор напряжения высокой частоты соединены с нагрузкой, заключающийся в том, что формируют тактовые импульсы высокой частоты, распределяют их на два канала, формируют из импульсов каждого канала управляющие импульсы тиристоров коммутатора, формируют из тактовых импульсов высокой частоты импульсы управления транзистором коммутатора, формируют низкочастотное зталонное напряжение, выпрямляют его, формируют импульсы управления тиристорами демодулятора и подают их поочередно в течение каждого полупериода низкочастотного зталонного напряжения на один из тиристоров демодулятора, формируют импульсы управлеАия тиристором рекупер§ции, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, формируют постоянное опорное напряжение, сравнивают его с выпрямленным низкочастотным эталонным напряжением, блокируют импульсы управления тран§ зистором коммутатораj когда выпрямленное низкочастотное эталонное (Л напряжение больше опорного, блокируют импульсы управления тиристорами коммутатора, когда вьшрямленное низкочастотное эталонное напряжение меньше опорного, измеряют напряжение вторичной обмотки реактора, сравнивают его с напряжением нагрузки и в моменты равенства формируют импульсы управления тиристо рами демодулятора, измеряют напряро жение нагрузки, сравнивают его с Nd эталонным и в моменты их равенст.ва формируют импульсы управления тиристором рекуперации, формируют эталонный ток, сравнивают его с кол лекторным током транзистора коммутатора и в моменты их равенства прекращают формирование импульсов управления транзистором коммутатора.

М

.

IIIIHIIIIIIIIIII

1%