(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ ФОРМЫ
1
Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении вторичных источников электропитания централизованного типа.
Известен однофазный преобразователь со ступенчатой формой выходного напряжения, содержащий три однофазных мостовых инвертора, выходные напряжения которых имеют различную длительность паузы на нуле, а суммирование этих напряжений происходит на вторичной стороне выходных трансформаторов 1. Наличие трансформаторов ограничивает применение схемы с понижением частоты выходного напряжения.
Известен однофазный преобразователь со ступенчатой формой выходного напряжения, в котором ступенчатое напряжение получают путем переключения отводов от обмоток трансформатора 2.
Применение этой схемы ограничено изза наличия трансформатора, частота переключения которого находится в строгой зависимости от числа ступеней выходного напряжения.
Наиболее близким к предложенному техническим решением является преобразователь 3, содержащий инвертор, выходом
подключенный к первичной обмотке трансформатора, вторичная обмотка которого выполнена с промежуточными отводами, которые вместе с одним концом вторичной обмотки через управляемые ключи с двусто- ронней проводимостью соединены в общую точку, а также мост из четырех ключей с двусторонней проводимостью. Силовые входные выводы этого моста подключены к другому концу вторичной обмотки трансформатора и к упомянутой общей точке соединения ключей, а выходные выводы преобразователя образованы другой парой силовых выводов моста.
Недостатком данной схемы, взятой за прототип, является относительно больщое количество полупроводниковых элементов,
15 включенных последовательно с нагрузкой, что уменьшает КПД устройства.
Цель изобретения - упрощение схемы преобразователя и улучщение его энергетических показателей.
Поставленная цель достигается тем, что
20 в преобразователе постоянного напряжения в переменное многоступенчатой формы, содержащем инвертор, выходом подключенный к первичной обмотке трансформатора. вторичная обмотка которого выполнена с промежуточными отводами, соединеиными в общую точку через управляемые ключи с двусторонней проводимосью, а также мост из четырех ключей с двусторонней проводимостью, одним входным выводом подключенный к одному концу вторичной обмотки, а выходными выводами образующий выход преобразователя; согласно изобретению,другой конец вторичной обмотки трансформатора подключен по второму входному выводу моста, а упомянутая общая точка подсоединена к одному из выходных выводов преобразователя. На фиг. I показана принципиальная схема предлагаемого преобразователя; на фиг.2временные диаграммы, поясняющие алгоритмы переключения ключей и формирование выходного напряжения; на фиг. 3 - схема ключа с двусторонней проводимостью. Преобразователь содержит источник 1 постоянного напряжения, управляемые ключи 2, 3 постоянного тока, силовой трансформатор 4 промежуточного высокочастотного инвертора, полностью управляемые ключи 5-10 с двусторонней проводимостью {ключи переменного тока), нагрузку 11, вторичные обмотки 12-14. На фиг. 2 обозначены: и, - напряжение первой ступеньки вы, ходного напряжения; 2- - напряжение второй ступеньки; ITj - напряжение третьей ступеньки; U - напряжение на первичной ctopOKe трансформатора 4 (фиг. 1); 1/д -ступенчатое напряжение на нагffРУЗке 11 (фиг. 1); J- l/rt) -напряжения управления, поступающие на полностью управляемые ключи переменного тока 5-10 и в ( ) „ 1-Ц-полупериоды промежуточного вы сокочастотиого напряжения. Положительный уровень напряжений управления и 6-и 10 (фиг. 2) соответствует открытому состоянию полностью управляемых ключей 5-10 переменного тока (фиг.1). Полностью управляемый ключ переменного тока (фиг. 3) выполнен на транзисторах 15, 16 и диодах 17, 18. Амплитудные значения напряжений U( и Us (фиг. 2) равны друг другу и в соответствии с этим равны и числа в«тков обмоток 12 н 14 (фиг. 1). Напряжение первой ступеньки U i выходного напряжения U 11 (фиг. 2) формируется путем подключения нагрузки il (фиг. 1): -в полупериоды «1 и «11 (фиг. 2.) - к обмотке 12 через полностью управляемые ключи 6, 10 переменного тока (фиг. 1); -в полупериоды «2 и «12 - к обмотке 14 через клЪчи 5, 9 переменного тока. Напряжение суммы двух ступенек U Uj формируется путем подключения на рузки 11: -в полупериоды «3 и «9 - к согласно включенным обмоткам 12 и 13 через ключи 5. 10 переменного тока; -в полупериоды «4 и «10 - к согласно включенным обмоткам 13 и 14 через ключи б, 9 переменного тока. Напряжение суммы трех ступеней U i, и 2 И и формируется путем подключения нагрузки П: -в полупериоды «5 и «7 - к согласно включенным обмоткам 12-14 через ключи 7, 10 переменного тока; -в полупериоды «6, «8 - к согласно включенным обмоткам 12 - 14 через ключи 8, 9 переменного тока. Дальнейщее формообразование выходного напряжения происходит аналогичным образом. Таким образом, током нагрузки обтекаются всего два полностью управляемых ключа переменного тока (а не три ключа, как в прототипе). Предложенная схема преобразователя проще известной и позволяет увеличить КПД устройства на 4-6%. Формула изобретения Преобразователь постоянного напряжения в переменное многоступенчатой формы, содержащий инвертор, выходом подключенный к первичной обмотке трансформатора, вторичная обмотка колэрого выполнена с промежуточными отводами, соединенными в общую точку через управляемые ключи с двусторонней проводимостью, а также мост из четырех ключей с двусторонней проводимостью, одним входным выводом подключенный к одному концу вторичной обмотки, а выходными выводами образующий выход преобразователя, отличающийся тем, что, с целью улучщения энергетических показателей и упрощения, другой конец вторичной обмотки трансформатора подключен ко второму входному выводу моста, а упомянутая общая точка подсоединена к одному из выходных выводов гзреобразователя. HcToi HHKH информации, принятые во внимание при экспертизе I. Моин В. ., Лаптев Н. Н. Стабилизированные транзясторные преобразователи. М., «Энергия, 1972, с. 145. 2. Локоргийе Н. С. Управляемые электрические вентили и их применение. М., «Энергия,. 1971, с. 399. 3. Разработка транзисторных вторичных источников электропитания. Отчет по НИР 369/76. № Гос. Регистр. 77002944. Инв. № Б 616482. Руководители: Мястяер Н. 3., Мыцык Г. С. М., МЭИ, 1977, с. 117.
У
.
sy
