Умножитель частоты Советский патент 1985 года по МПК H02M5/16 

(Г

o

О5

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника энергии повышенной частоты, в частности, для питания электродвигателей.

Цель изобретения - повышение кратности умножения частоты.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема умножителя частоты ); на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений и токов, поясняющие принцип работы умножителя.

Умножитель частоты содержит преобразователь 1 числа фаз, выполненный на трансформаторах и имеюш,ий трехфазный вход и двухфазный выход, и два плеча 2 и 3, в которые входят диодно-транзисторные ключи 4-9 с управляющими обмотками 10- 15, размещенными на магнитопроводах 16- 21 и подключенными одним выводом к базам транзисторов 22 диодно-транзисторных ключей 4-9, и выпрямительные цепочки 23 и 24, составленные из выпрямительных диодов 25-30, к общим точкам которых подключены резисторы 31 и 32. Диодно-транзисторные ключи 4-9 каждого плеча имеют общие точки соединения 33 и 34, к которым подключена нагрузка 35. Полупроводниковые диоды 25-30 выпрямительных цепочек 23 и 24 подключены к свободным выводам управляющих обмоток 10-15, а резисторы 31. и 32 выпрямительных цепочек 23 и 24 - к общим точкам 33 и 34 соединения диоднотранзисторных ключей 4-9. Свободные выводы диодно-транзисторных ключей 4-9 подключены к выходным зажимам 36-41 вторичных обмоток трансформаторов преобразователя 1 числа фаз. В диодно-транзисторных ключах 4-9 диоды 42 включены в эмиттерно-коллекторный переход. Первичные обмотки трансформаторов преобразователя 1 числа фаз соединены пофазно последовательно, образуя цепочки, одни выводы которых объединены, а другие соединены с входными выводами 43-45.

Умножитель частоты работает следующим образом.

При подключении умножителя частоты к источнику трехфазного напряжения на выходных зажимах 36-41 преобразователя 1 числа фаз и на управляющих обмотках 10-15 появляется напряжения Use-U4 и Uio-Ui5 соответственно (фиг. 2 а, б). Чес рез полупроводниковые диоды 25-30 выпрямительных цепочек 23, 24 потечет ток i25- 1зо (фиг. 2 в, г). При этом в течение времени ti-1з диодно-транзисторные ключи 5 и 8 находятся в открытом состоянии, так как через базовые цепи транзисторов 22 этих

0 ключей протекают токи i26 и igg. Следовательно, нагрузка 35 с помощью диодно-транзисторных ключей 5 и 8 подключается к выходным зажимам 37 и 40 преобразователя числа фаз и на нагрузке 35 появляется напряжение Uti U37-U4o (фиг. 2 д),

5 причем в течение времени t|-12 через нагрузку 35 протекает ток в одном направлении по цепи зажим 40 -- транзистор 22 ключа 8 - нагрузка 35 - полупроводниковый диод 42 ключа 5 - зажим 37,

Q в течение времени tg-1.3 ток протекает в другом направлении по цепи: зажим 37 - транзистор 22 ключа 5 - нагрузка 35 - полупроводниковый диод 42 ключа 8 - зажим 40. В течение времени ts-ts в открытом состоянии находятся диодно-транзистор5 ные ключи 6 и 7, так как через базовые цепи транзисторов 22 этих ключей протекают токи i27 и 129. Поэтому нагрузка 35 подключена к зажимам 38 и 40 и напряжение на нагрузке 35 равно UM lJ38-Ьад и т. д. Как следует из временной диаграммы

0 (фиг. 2 д) частота напряжения на нагрузке в п раз превышает частоту входного напряжения. Необходимо отметить важную роль, которую выполняют выпрямительные цепочки 23 и 24 в процессе работы умножителя частоты. Резисторы 31 и 32 выпрямительных цепочек 23 и 24 позволяют осуществлять поочередную ко.ммутацию диодно-транзисторных ключей 4-9 в каждом плече 2 и 3 умножителя частоты при любой форме входного напряжения. Кроме того, они ограничивают величину базовых токов транзисторов 22. Полупроводниковые диоды 25-30 выпрямительных цепочек 23 и 24 служит средством защиты от пробоя переходов база-эмиттер транзисторов 22.

со

УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий два плеча, каждое из которых включает диоды, диодно-транзисторные ключи, число которых равно кратности умножения, и обмотки управления, каждая из которых одним выводом соединена с базой транзистора соответствующего диодно-транзисторного ключа, причем в каждом плече одни выводы диодно-транзисторных ключей объединены в общую точку, соединенную с одним из выходных выводов, отличающийся тем, что, с целью повышения кратности умножения частоты, другой вывод каждой из обмоток управления соединен с выводом силового электрода одного из диодов, другие одноименные выводы силовых электродов которых объединены в общую точку, соединенную через дополнительно введенный резистор с общей точкой соединения диоднотранзисторых ключей, и допо,,тнительно введен преобразователь числа фаз, выполненный на трансформаторах с расположенными на их магнитопроводах первичными и вторичными обмотками, причем первичные обмотки трансформаторов соединены пофазно последовательно, образуя цепочки, одни свободные выводы которых объединены в общую точку, их другие свободные выводы S соединены с входными выводами для подключения питающей сети, а вторичные обмот(Л ки трансформаторов соединены в звезду, каждый из концов которой соединен со свободны.м выводом одного из диодно-транзисторных ключей соответствующего плеча.