Устройство для управления автономным инвертором напряжения Советский патент 1979 года по МПК H02P13/18 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АВТОНОМНЫМ ИНВЕРТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ го напряжения, содержащее генератор тактовых импульсов, связанный через генератор пилообразного напряжения со входом компаратора, соединенного с распределителем управляющих импуль сов, и источник управляющего напряже ния, введены датчик амплитуды пилообразного напряжения, регистр, П нб мированных усилителей, (п-1) компараторов, логический блок и И ключей, причем входы нормированных усилителей связаны с источником управляющего напряжения, а выходы через соответствуйщие ключи со вторым входом компаратора, выходы (П-1) нормированных усилителей через дополнительнйег KbhmapaTttp сй :э1анйГйо ми логического блока, а вторые входы дополнительных KOMnaipaTopOB Прийоёдинены к датчику амплитуды пилообраз нбго напряжения, регистра свйэа С генератором тактовых импульсов, а вькоды с логическим блоком, выходы логического блока связаны с Управлякнцими цепяш соответствующих ключей и с распределителем управляющих импульсов. Стр|уйтурная схема предложенного устройства приведена на фиг. 1, прин цип действия поясняют временные диаграммы фиг. 2. В схеме фиг. 1 принято, что кривая выходного напряжения форМируЙтсЯ из пяти импульсов на полупериоде с амплитудами А, А , и А „ . Устройств содержит источник 1 управляющего сигнала, генератор 2 тактовых импульсов, выходом подключенный ко входу генератора 3 пилообразного напряжения, один из вьюсоДов которого подключен ко входу компаратора 4, распределитель 5 управляющих импулэсов. Датчик 6 амплитуды пилообразного напряжения, регистр 7, нормированные усилители 8-11, дополнительные компараторы 12-14, логический блок 15, ключи 16-19. Генератор 2 синхронизирует работу генератора 3 и подает тактовь1е импульсы на регистр 7, выходные напряжения KOTojporo циклически меняются и -cooTBeTCTByKJT логическим функциям Т, Tg, Tj, T, Т И далее аналогично для второй полуволны выходного напряжения (см. фиг. 2). Реверс . знака напряжения на нагрузке осуществляется распределителем управляющих импульсов. Усилители 8-11 имеют коэффициентыпередачи, соответствующие неравенству К.. К .. 1/ . V -1 то Же Kfc- - -;,::., , :;;r:- :v/::v:; Выходные напряжения.нормированных усилителей .обозначены и У9 и,о, и ,и приведены на фиг. 2,6. Амплитуда напряжения соответствует ги плитуде пилообразного напряжения, выделяемой элементом 6. При большом уровне выходного напряжения формируется трехуровневое выходное напряжение, как в устройстве-прототипе, при этом замкнут ключ 16 ив компараторе 4 происходит сравнение пилообразного напряжения генератора 3 с напряжением U g в течение всего периода выходного напря-, жения. При снижении уровня выходного Напряжения на тактеТд амплитуда выходного напряжения инвертора может быть уменьшена с А j до А ,j , при этом меняется закон регулирования ширины импульса на такте Tj , для чего замыкается ключ 17 и в компараторе сравнивается пилообр1азное напряжение с напряжением U, . Граница этого режима U,,, UHMA.T фиксируется дополнительным компаратором 12, выходное напряжение которого Ьбозначим логической функцией , ,.-,.-. При дальнейшем снижении уровня в1лходноГонапряжения выходное напряжение на тактах Т формируется при уровне А , для этого замыкается ключ 18.и на такте Tj в компараторе 4 сравниваются напряжения генератора 3 и усилителя 10. Граница этЬго режима определяется дополнительным компаратором 13, выходная логическая функция которого соответствует %ъ пил:т -- ; При снижении выходного напряжения до определенного уровня, характеризутоЩбгося U,iUnn.T , выходное напряжение на такте Тэ формируется с амплитудой А , для этого в такте Т, замыкается ключ 19 и в компараторе 4 сравниваются пилообразное напряжение и напряжение U,, Граййца режима . фиксируется дополнительным компаратором 14 с выходной Логической функцией Таким образом, при снижении уровня выходного напряжения дискретно снижается амплитуда составляющих это выходное напряжение импульсов, при ЭРТОМ коэффициенты передачи усилителей 8-11 подобраны таким образом, что обеспечивается оптимальный гармонический состав выходного напряжения в каждом из режимов. Уменьшение амплитуды импульсов выходного напряжения приводит к уменьшению уровней паразитных гармонических составляющих выходного напряжения, т.е. позволяет снизить типовую мощность выходных фильтров. Логический блок 15 обеспечивает закшкание ключей 16-19 и выдачу на распределитель управляющих импульсов логических сигналов, соответствукнцих амплитуде импульса выходного напряжения в данном такте. Управление ключами происходит в соответствии со следующими логическими уравнениями ,c,,т,c,i Xie jCisi Уровни выходного напряжения (и структура силовой схемы инвертора) определяется логическими уравнениямиAi-,T,C,.T, А. ЛгОписанный принцип действия может быть распространен и на инвертЬрй : другим числом импульсов на полупёрйо де выходного напряжения, число 4-f, где N - максимальное количество уровней выходного напряже НИН. Определение фазы фронтов импуль сов при любых уровнях выходного напряжения происходит в компараторе 4, поэтому устройство являете прин ципйально одноканальным. Оно выгодно отлича1ется от прототипа лучшим гармо ническим составом выходного инвертора при глубоком регулировани и,поскольку мощность выходных фильт ров рассчитывается по интенсивности паразитных гармоник при максймальнрй глубине регулирования (наихудший случай), позволяет уменьшить массогабаритные показатели выходных фильт ров инвертора. Формула изобретения Устройство для управления автономным инвертором напряжений с прямоугольно-ступенчатой формой выходного напряжения, содержащее генератор тактовых импульсов, связанный через генератор пилообразного напряжения со входом компаратора, соединенного с, распределителем управляющих импульсов, и источник управляющего напряжения, отличающееся тем, что, с целью улучшения гармонического состава выходного напряжения инвертора при глубоком регулировании, оно дополнительно снабжено датчиком амплитуды пилообразного напряжения, регистром, п нормированными усилителями, (Н-1) компараторами, логическим блоком и и ключами, причем входы нормированных усилителей связаны с источником управляющего напряжет ния, выходы черей соответствующие ключи со вторым входом компаратора, выходы ( h-1) нормированных усилите;Лёй через дополнительные компараторы связаны, со входами логического блока, вторые входы дополнительных компараторс в присоединены к датчику амплитуды пйлообразйого напряжения, вход регистра связан с генератором тактовых импульсов, выходы с логическим блоком, а выходы логического блока связаны с управляющими цепями соответствующих кгоочей.и с распределителем управлякицйх импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР W 223899, кл. Н 02 М 1/04, 1967. 2.ТонКаль В.Е., Лешковский К.А. И Мёльничук Л.П. Способы улучшения качества выходного напряжения автономных инверторов, Киев, Изд. АН УССР, 1972, с. 3-15.