Преобразователь постоянного напряжения в переменное квазисинусоидальное ступенчатое напряжение Советский патент 1989 года по МПК H02M7/5395 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода.

Цель изобретения - повьппение качества выходного напряжения путем З еньшения содержания высших гармоник.

На фиг. 1 представлена принципи- альная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - принципиальная схема блока управления; на фиг. 3 - диаграммы напряжений.

Устройство содержит формирователь 1 однополярного ступенчатого напряжения, выполненный,в виде набора до- полнительных двухтактных инверторов (в предлагаемом npi-iMepe их три) 2-4, каждый из которых выполнен на транзисторах 5, 6; 7, 8; 9, 10 и содержит выходные трансформаторы 11-13 соответственно. Вторичные обмотки . указанных трансформаторов 14-16 соединены последовательно и включены между выводом 17 источника питания и одноименным входным выводом 18 основного двухтактного инвертора 19.

Основной двухтактный инвертор 19 выполнен, например, на трансформато- ре 20 со средней .точкой и на двух силовых тнанзисторах 21 и 22.

Блок 23 управления состоит из последовательно соединенных: генератора 24 тактовых импульсов, триггерного счетчика 25 с модулем счета т, ран- ным 4(п+1), где и - число дополнительных двухтактных инверторов и дешифратора 26 с числом выходов 2(п+1)

На фиг. 2 генератор 24 выполнен по схеме релаксационного генератора на однопереходном транзисторе 27, к эмиттеру которого подключены резистор 28 и конденсатор 29, к первой базе подключен резистор 30 сме- щения, а к второй - посхшдователь- но соединенные резисторы. 31 и 32, представляющие собой делитель напряжения, Триггерный счетчик 25 выпол-г нен на 1К-триггерах 33-36 по схеме последовательного счетчика тактовых импульсов, поступающих на счетный триггер 33 с генератора 24 через инвертор 37. С триггерного счетчика 25 число считанных тактовы : импульсов в двоичном коде (в нашем примере - в четырех разрядах) поступает в дешифратор 26, представляющий собой: преобразователь двоичного кода числа5

5 0

0

5

0 5 CQ „

тактовых импульсов в код управляющих напряжений транзисторных ключей 5-10,

21и 22. Дешифратор 26 в предлагаемом примере выполнен на инверторах 38-40, D-триггерах 41-42 и элементе ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 43.

На фиг. 3 показаны: U - постоянное напряжение ступенчатой формы на выходе формирователя 1; U,, - переменное напряжение ступенчатой формы на выходе основного инвертора 19; - управляющие напряжения, поступающие на базы транзисторов допол- : нительных двухтактных инверторов 2-4 с выходом дешифратора 26; Uj , U управляющие напряжения силовых транзисторов 21 и 22, поступающие с выходов дешифратора 26.

Устройство работает следующим оО- разом.

Дополнительные двухтактные ячейки 2-4 и силовые транзисторы 21 и

22управляются напряжениями 4л -гг (фиг. 3), поступающими с выходов дешифратора 26 в заданной : последовательности по мере счета в триггерном счетчике 25 тактовых импульсов, сформированных генератором 24. Частота тактовых импульсов генератора 24 определяет период выходного напряжения предлагаемого устройства, который разделен на m равных промежутков времени триггерным счет.чиком 25. .

.Так как вторичные обмотки выходных трансформаторов преобразовательных ячеек включены последовательно, выходные напряжения ячеек суммируются, т.е. на выходе формирователя 1 формируется однополярное напряжение ступенчатой формы U (фиг. 3).

Выходные напряжение дополнительных инверторов 2-4 по форме совпадают с четвертой, восьмой и двенадцатой функциями Уолша соответственно.

Относич ельные коэффициенты трансформации трансформаторов 11-13 (по отношению к коэффициенту трансформации трансформатора 20), т.е.

N,, N,, NU N,.,

N; N.,/N

1

13

«20

определяют соотношения между амплитудами ступеней выходного напряжения преобразователя, т,е. степень приближения выходного напряжения к сину- со:идальному. При выборе этих коэффициенто.в, .равными N,, 0,414; , 0,082; N|, 0,2, коэффициент гармоник выходного напряжения преобразователя принимает минимальное значение, равное 11,5%, а номер присутс т- вующей в спектре высшей гармоники ближайшей к первой, равен 15.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в переменное квазисинусоидальное .ступенчатое напряжение, содержащий основной двухтактный инвертор, ряд дополнительных двухтактных инверторов с выходными трансформаторами и блок управления, причем входные выводы каждого дополнительного тактного инвертора соединены с входными выводами, вторичные обмотки вы

64274

ходных трансформаторов дополнительных двухтактных инверторов соединены последовательно и включены между одним из входных выводов преобразовате: ля и одноименным по полярности вход- ным .вьгеодом основного двухтактного инвертора, второй входной вьюод ко- торого соединен непосредственно с

10 другим входным выводом преобразователя, о-тличающийся тем, что, с целью повышения качества вьг- ходного напряжения путем уменьшения содержания высших гармоник, цепи уп15 равления дополнительных двухтактных инверторов соединены с соответствующими выходами блока управления, формирующего сигналы типа функций Уол- : ша с номером равным 41, где i 1,2,

20 3,..., номер для соответствующего дополнительного двзгхтактного инвертора.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода. Цель изобретения - повышение качества выходного напря- П женил путем уменьшения содержания высших гармоник. Преобразователь содержит основной двухтактный инвертор 19 и дополнительные двухтактные инверторы 2, 3, 4 с выходньми трансформаторами 11, 12, 13, вторичные обмотки 14, 15, 16 которых соединены последовательно и включены в цепь питания основного двухтактного инвертора (между выводами 17 и 18). ,- Коммутация транзисторов 5-10 дополнительных двухтактных инверторов происходит с помощью сигналов, снимае- мых с выходов блока управления и имеющих форму, соответствующую функциям Уолша, равным и кратным четырем. Сформированное на входе основного двухтактного инвертора 19 ступенчатое пульсирующее напряжение инвертируется, и на выходе этого инвертора формируется четырехступенг чатое напряжение с наинизшей высшей гармоникой 15-й и коэффициентом гармоник 11,5%. 3 ил. & СО ( :й 4

f «fc Vff

13ITe

П П n ПГПП nmnnm

П nm п пп п п г-1 п г

.

ГП ГПI-I г-1

I/

ГП ГП Г-1 гп m г

ГП ГПI-I г-1

- t

tte.5