Преобразователь трехфазного переменного напряжения низкой частоты в постоянное напряжение Советский патент 1993 года по МПК H02M3/335 

ел

с

Использование: вторичные источники электропитания различного назначения. Сущность изобретения: обеспечение гальванической развязки выхода преобразователя с питающей сетью. Устройство содержит два высокочастотных преобразователя 2 и 7, входные выпрямители 1 и 4. Выходы преобразователей 2 и 7 соединены последовательно и подключены ко входу выпрямителя 3. Управление работой высокочастотных преобразователей 2 и 7 осуществляется от блока управления, обеспечивающего синхронизацию со сдвигом 90° с низкочастотным модулированием по ширине обратно пропорционально амплитуде входного напряжения. 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано е качестве преобразователя трехфазного переменного напряжения низкой частоты в постоянное напряжение для источников вторичного электропитания различного назначения.

Цель изобретения - улучшение динамических характеристик преобразователя, обеспечение гальванической развязки между выходом преобразователя и питающей сетью, получение различных номиналов выходного напряжения.

На фиг. 1 представлена электрическая схема1 преобразователя трехфазного переменного напряжения низкой частоты 8 постоянное напряжение; на фиг. 2 - временные диаграммы работы преобразователя; на фиг. 3 - график изменения длительности модулирующих импульсов.

Устройство содержит входной выпрямитель 1, катоды диодов которого подключены к соответствующим фазным выводам входного источника трехфазного напряжения, а аноды объединены, высокочастотный преобразователь 2, силовой вход которого соединен с выходом выпрямителя 1, высокочастотный выпрямитель 3, один из входных выводов которого соединен с одним из выходных выводов высокочастотного преобразователя 2, входной выпрямитель 4, аноды диодов которого соединены с соответствующими фазными выводами, а катоды объединены, сглаживающий фильтр 5, соединенный по входу с выходом выпрямителя 3, а по выходу - с нагрузкой 6, высокочастотный преобразователь 7. силовой вход которого соединен с выходом выпрямителя 4. Выходы преобразователей 2 и 7 соединены последовательно и подключе00

СЛ VI

О

СА

ны ко входу выпрямителя 3. Управление работой высокочастотных преобразователей 2 и 7 осуществляется от блока управления 8 по заданному алгоритму.

Преобразователь работает следующим образом. При подключении трехфазного переменного напряжения ко входу устройства .на выходе выпрямителя 1 формируется пульсирующее отрицательное напряжение Ui с частотой 3fc (fc - частота сетевого напряжения), а на выходе выпрямителя 4 - пульсирующее положительное напряжение U4 с такой же частотой (фиг. 2). При подаче на управляющие входы преобразователей 2 И 7 сигналов управления от блока управления 8 на выходе высокочастотных преобразователей формируются напряжения U2 и U. При этом напряжение Unp, поступающее на вход выпрямителя 3, получается в резуль тате суммирования напряжений U2 wU, так как вторичные обмотки трансформаторов преобразователей 2 и 7 включены согласно последовательно. Управление преобразователями 2 и 7 осуществляется от блока управления 8 импульсными напряжениями с частотой причем длительность модулирующих импульсов в течение каждой пульсации выпрямленного сетевого напряжения, поступающего на соответствующий преобразователь изменяется по закону (фиг. 3):

агс1±Г

где Гц - некоторое среднее выбранное значение длительности модулирующих импульсов;

й - круговая частота сетевого напряжения;

t - текущее время.

При таком управлении длительность модулирующих импульсов изменяется в небольшом диапазоне (от 0 до 20% относительно tu в сторону увеличения), что позволяет сохранить требуемый запас по модуляции для осуществления регулирования и стабилизации выходного напряжения. В этом случае на выходе выпрямителя 3 формируется напряжение Ua, в спектре которого практически отсутствуют низкочастотные гармоники на частотах 6fc, 12fc и т.д. Это позволят существенно снизить потребные значения реактивностей сглаживающего фильтра 5, улучшить его массогабаритные показатели, скомпенсировав тем самым некоторое ухудшение мас- согабаритных показателей устройства в целом из-за введения дополнительного преобразователя 7. Напряжение Кз сглаживается высокочастотным сглаживающим фильтром 5 и поступает в нагрузку 6. В результате такого построения устройства передаваемая в нагрузку мощность делится

поровну между двумя каналами преобразования, что приводит к улучшению массога- баритных показателей каждого из каналов. Изменяя соответствующим образом коэффициенты трансформации высокочастотных

трансформаторов преобразователей 2 и 7 возможно получение различных номиналов выходного напряжения, а при выполнении блока управления с использованием цепи обратной связи по выходному напряжению,

можно осуществлять стабилизацию напряжения на нагрузке.

При конструктивном исполнении преобразователь содержит в качестве ключевых элементов силовые биполярные

транзисторы, выпрямитель 3 выполнен по мостовой схеме на высокочастотных диодах, сглаживающий фильтр 5 LC-типа, блок управления 8 содержит в своем составе синхронизированный со входным нэпряжением формирователь импульсов управления силовыми транзисторами и усилительнораз- вязывающий узел.

Формула изобретения Преобразователь трехфазного переменного напряжения низкой частить: в постоянное напряжение, содержащий первый выпрямитель, к анодам диодов которого подключены фазные входные выводы, а катоды диодов объединены, второй выпрямитель, катоды диодов которого подключены к соответствующему фазному входному выводу, а-аноды объединены и подключены к первому входу первого высокочастотного преобразователя, второй вход которого соединен с общей шиной, а выход высокочастотного преобразователя подключен через трансформатор к входу высокочастотного выпрямителя, выходом через фильтр соединенного с выходными выводами, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью улучшения характеристик и обеспечения гальванической развязки, введен второй высокочастотный преобразователь с вторым выходным трансформатором, вторичная обмотка которого соединена согласно последовательно с вторичной обмоткой первого выходного трансформатора, а вход указанного преобразователя подключен к выходу первого выпрямителя, причем блок управления выполнен обеспечивающим синхронизацию со сдвигом 90° с низкочастотным модулированием по ширине обратно пропорционально амплитуде входного напряжения.

т 1

Фив.З