Преобразователь постоянного напряжения в переменное Советский патент 1976 года по МПК H02M7/537 H02M5/42 

1

В известных схемах преобразователен постоянного тока в переменный, содержащих трапсформатор, вторичная обмотка которого имеет вольтодобавочные секции, увеличение числа ступеней выходного напряжепия приводит к увеличепию короткозамкнутых контуров и снижению надежности устройства.

Цель изобретения - устранение указанного недостатка.

Указанная цель достигается тем, что вол1 тодобавочные секции образуют две параллельные группы, подключаемые последовательно со вторичной обмоткой трансформатора с номоп1,ью ключей.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого статического преобразователя постоянного напряжения в переменное; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие его работу.

Для удобства вольтодобавочные секции выбраны в применении к двоичному виду кодирования, хотя в принципе они могут выполняться для случаев троичного, позиционного и другпх видов кодирования. При небольшом числе ступеней рациональный выбор типа кодирования позволяет уменьщить число силовых элементов силового органа устройства и сократить их число в последовательной цепи нагрузки.

В случае же нулевой начальной ступеньки отпадает необходимость во вторичной обмотке

трансформатора и в дополнительных ключах, соединяющих мостовую однофазную схему со вторичной обмоткой. Схема фиг. 1 представляет как бы общий случай выполнения устройства (сами разделенные вольтодобавочные секции могут выполняться для различных видов кодирования).

Статический нреобразователь постоянного напряжения в переменное состоит из автономного ин1зертора 1, подключенного к нервнчной обмотке трансформатора 2, разделенных вольтодобавочных секций 3, 4, 5, нанряжения которых соотносятс; весовые коэффициенты двоичного кода, кл очевого однофазного моста 6, нагрузки 7, ключей 8, датчика тока 9, программного устройства 10, ключевых элементов П. Причем каждая половина вольтодобавочной секции состоит из обмотки трансформатора 2 (может быть обмотка с отводами) и ключевых элементов. Обмотки Больтодобавочных секций включены встречно но отношению ко вторичной обмотке (в принципе включенне обмотки может быть или встречное, или согласное). Разделенные вольтодобавочные секци образуют две параллельные грунны, подключенные последовательно со вторичной обмоткой трансформатора 2 с номощью ключей и связанные с диагональю постоянного тока ключевой однофазной

мостовой схемы, диагональ неременного тока

которой образует выходные зажимы преобразователя.

Формирование ступеичато-синусоидального напряжения поясняется временными диаграммами, фиг. 2, где 12 - напряжение автономного инвертора 1, индуктируемое во вторичную и вольтодобавочные обмотки трансформатора 2; 13, 14 - синхронизирующие имнульсы основной (выходной) частоты для положительной и отрицательной полуволн тока нагрузки, попарно переключающие ключи однофазной мостовой схемы 6, находящиеся в противоположных плечах моста и вырабатываемые программным устройством 10; 15 - выходное напряжение на нагрузке; 16 - синхронизирующие импульсы промежуточной частоты, сформированные по сигналу с датчика 9 в момент прохождения тока вторичной обмотки через нулевой уровень; 17 - суммарное напряжение вторичной обмотки и вольтодобавочных ветвей; 18, 19, 20 - импульсы управления ключами вольтодобавочных секций соответственно для первого, второго и третьего разрядов.

Работает устройство следующим образом. Входное постоянное напряжение 1/вх преобразуется автономным инвертором в переменное напряжение 12 прямоугольной формы (фиг. 2) и трансформируется во вторичную и обмотки вольтодобавочных секций трансформатора 2. Частота прямоугольпого напряжения при этом в 2-2 раз больше основной (выходной) частоты, где п - число разрядов двоичного кода (в применении к двоичиому виду кодирования). С. приходом синхронизирующего импульса 13 основной частоты (фиг. 2) на нагрузке выделяется положительная полуволна напряжения 15, состоящая, например, из шестнадцати ступеней (фиг. 2), форма которого определяется импульсами управления 18, 19, 20. Аналогично с приходом имрульса 14 формируется отрицательная полуврлна выходного напряжения. Ключи 8 при этом обеспечивают ток в нагрузке одного нанравления в течение каждого полупериода выходного напряжения.

Таким образом, напряжение на нагрузке имеет стуненчато-синусоидальную форму основной частоты, а трансформатор 2 работает

на промежуточной частоте. Причем независимо от числа вольтодобавочных секций или числа формируемых ступеней выходного напряжения число возможных контуров короткого замыкания остается неизменным (равиым двум). Они могут образовываться двумя параллельными группами вольтодобавочных секций и ключевыми элементами моста 6. Но ввиду строгой периодической работы ключевых элементов моста, возможные короткие

замыкания удобнее предотвратить схемным решением, нежели в устройствах с большим числом возможных короткозамкнутых контуров.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащий автономный инвертор, промежуточный трансформатор, вторичмая обмотка которого имеет разделенные вольтодобавочные секции, связанные с диагональю постоянного тока ключевой однофазной мостовой схемы, диагональ переменного тока которой образует выходные зажимы преобрпзователя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, вольтодобавочные секции образуют две параллельные группы, подключаемые последовательно со вторичной обмоткой указанного трансформатора с помощью ключей.

V/J

i

Jk

.1b

rt 1111111111111111111111111j.

I

ill I

ie

20

1 I I I I И I

f

I J

I I UJJLJ

11