Конвертор Советский патент 1980 года по МПК H02M3/335 

1

Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники и может использоваться во вторичных источниках питания ра.циоэлектронной аппаратуры и устройств автоматики.

Известны конверторы сравнительно большой мощности, построенные по многоячейковому принципу, заключающемуся в том,что выходная мощность слагается из суммы мощностей ячеек. Ячейки включаются пара1ллельно по входу и последовательно по выходу 1, последовательно по входу и выходу 2, последовательно по входу и параллельно по выходу 3. Недостаток этих конверторов заключается в одновременной коммутации полной, либо половинной мощности нагрузки.

Из известных конверторов наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство 4, в котором высоковольтный конвертор состоит из трех ячеек, включенных по входу параллельно, на выходе каждой из которызГ установлены выпрямители с фильтром, а по выходу включенных последовательно-согласно. Устройство имеет общий импульсный регулятор, включенный на входе ячеек, общий

индуктивно-емкостной фильтр и блок управления.

Основной недостаток известного конвертора состоит в том, что переключение коммутирующих устройств происходит одновременнр. Так как многоячейковые схемы используются в случае сравнительно мощных источников, то коммутация полного тока

10 потребления создает значительные помехи на частоте инвертирования и в диапазоне радиочастот.

Цель изобретения - снижение уровня собственных помех создаваемых

15 коммутирующим устройством.

Это достигается тем, что в конверторе, содержащем ячейки из усилителей мощности с выходными выпрямителями и фильтрами, соединенными с

20 выходными выводами последовательносогласно, и задающий генератор, в каждую из ячеек введен узел задержки, вход каждого из которых соединен с управляю1дим входом усилителя мощ25ности своей ячейки, а выход с управляющим входом усилителя мощности последующей ячейки. При этом выход задающего генератора соединен с управляющим входом усилителя мощ30ности первой ячейки.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого конвертора; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжения в характерных точках схемыг а - напряжение на управляющем входе первой ячейки; б - то же, на управляющем входе второй; в - то же, на управляющем входе третьей; г - то же на управляющем входе четвертой,причем Т - длительность задержки каждого устройства задержки, п - общее число ячеек, t - текущее время.

Конвертор содержит ячейки, состоящие из последовательно включенных усилителя мощности 1, выпрямителя с фильтром 2 и узла задержки 3, а также задающий генератор 4. Выходы ячеек соединены с нагрузкой 5 последовательно-согласно.

Входы узлов задержки 3 соединены с управляющими входами соответствующих усилителей мощности 1, а их выходы с управляющими входами усилителей мощности последующих ячеек. Выход задающего генератора 4 соединен с управляющим входом усилителя мощности первой ячейки.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 4 выдает исходную последовательность импульсов которая поступает на управляющий вход усилителя мощности первой ячейки и на вход его узла задержки 3.

Если предположить, что схема управления усилителя мощности содержит счетный триггер, переключаюк ийся в момент прохождения переднего фронт триггера, то узел задержки 3 задерживает передний фронт импульса на определенный интервал обозначенный на диаграмме б. Следовательно, если усилитель мощности первой ячейки переключается в моменты, соответствующие передним фронтам исходной последовательности а, то момент коммутации второго сдвинут относительно первого на интервал 1.

Вторая ячейка сдвигает передний фронт выходного сигнала в своего узл задержки 3 еще на Т. Таким образом коммутация третьего усилителя мощности смещена во времени 2.1 относительно исходной последовательности а.

Коммутация .усилителя мощности последней ячейки смещена на интервал (п-1)1 .относительно исходной последовательности. Если же триггеры в ячейках переключаются в момент прохождения заднего фронта импульса,то узлы задержки 3 задерживают задние фронты исходной последовательности а. В остальном работа схемы остается без изменений. Так как на выходе каждой ячейки установлены фильтры, то в интервал коммутации конверторов каждой ячейки непрерывный ток нагрузки поддерживают энергией, накопленной в фильтре ког 1мутируемой ячейки. Это обеспечивает полную автономию ячеек с точки зрения разнсения во времени их моментов коммутации ,

Подобная структура возможна как для нерегулируемого, так и для регулируемого усилителей мощности. В поледнем случае на вход каждой ячейки юполнительно подают управляющий синал. Число параллельно включенных ячеек выбирают исходя из пропускной способности электроэлементов, на которых выполнены коммутирующие устройства конверторов. Время задержки выбирают как 1/п часть полупериода частоты инвертирования. Допустимо, что суммарное время задержки больше полулериодов, однако в этом случае возможно наложение двух процессов коммутации и возрастание уровня помех.

Преимущество предлагаемого конвертора состоит в том, что при каждом процессе коммутации переключается лишь 1/п часть суммарной мощности нагрузки. Помеха, которую создает такое устройство как на частоте инвертирования и кратных ей, так и в радиочастотном диапазоне, примерно соответствует уровню помех создаваеь ых конвертором мощностью 1/п от суммарной.

Эффективность предлагаемого конвертора в его гибридно-пленочном исполнении и высоких частотах инвертирования.

Формула изобретения

Конвертор, содержащий ячейки из усилителей мощности с выходными выпрямителями и фильтрами, соединенными с выходными выводами последовательно-согласно, и задающий генератор, отличающийс.я тем что, с целью снижения уровня собственных помех, в каждую из ячеек введен узел задержки, вход каждого из которых соединен с управляющим входом усилителя мощности своей ячейки, а выход с управляющим входом усилителя 1 эщноеги последующей ячейки, причем выход задающего генератора соединен с управляющим входом усилителя мощности первой ячейки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3559030, кл. 321-2, 1971.

2,Патент ФРГ № 1638927, кл. 21d -12/0l 1971.

3,Патент США 3490028,кл. 3211970.

4.Патент США 3889177,кл, 323/ 1975.

fut.l

2Г

i)