Удвоитель частоты Советский патент 1982 года по МПК H02M5/27 

1

Изобретение относится к электронике, а именно к преобразовательной те.хнике, и может быть ис1тользовано в качеегве источника питания током повышенной частоты.

Известен удвоитель частоты, основанный на подма1-ничивании ферромагнитного сердечника от дополнительного источника постоянного тока, например удвоитель частоты Жоли-Эп1н юйна, который содержит два магнитонровода с раз.мещенпыми на них

первичными и вторичными обмотками, а также обмотками подмагничивания от источника постоянного тока I.

Однако это устройство имеет низкий КПД и cos f искажение формы выходного напряжения, что требует применения фильтров для выделения второй гармоники из общего числа всех гармоник и, следовательно, приводит к услол нению устройства удвоителя чартоты. При подмагничивании ферромагнитного сердечника режим работы переходит в область магнитного насыщения, отчего появляется ряд гармоник, снижающих КПД и усложняющих устройство для устранепся исходной частэть; и высщих гармоник.

Наиболее близким к изобретению является удвоитель частоты, содержащий трансформатор с первичной, имеющем средний вывод, и вторичной, образующей выходные выводы, обмотками и два вентиля, одни разноименные выводы электродов которых объединены и их общая точка подключена к первому из входных выводов для подключения однофазного источника, а каждый из других их выводов подключен к соответствующему концу первичной обмотки, средний вывод которой подключен ко второму вход10ному выводу 2.

Недостатками этого устройства являются наличие нерегулируемой постоянной составляющей подмагничивающей магнитонровод трансформатора, что приводит к искажению (5 фор.мы выходного напряжения, а также низкий КПД.

Цель изобретения - улучщение формы выходного напряжения и повыщение КПД устройства.

Указанная цель достигается тем, что в

20 удвоителе частоты, содержащем трансформатор с первичной, имеющей средний вывод, и вторичной, образующей выходные выводы, обмотками и два вентиля, одни разноименные выводы электродов которых объединены и их общая точка подключена к первому нз входных выводов для подключения однофазного источника питания, а каждый из других их выводов подключен к соответствующему концу первичной обмотки, средний вывод которой подключен ко второму входному выводу, введены конденсатор и два дополнительных вентиля, а трансформатор снабжен дополнительными первичной со средним выводом и вторичной обмотками, причем разноименные выводы электродов дополнительных вентилей объединены и их общая точка подключена к первому входному выводу, каждый из других их выводов соединен с соответствующим концом дополнительной первичной обмотки, средний вывод которой через конденсатор подключен ко второму входному выводу, а дополнительная вторичная обмотка образует дополнительные выходные выводы. На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на временной диагра.мме фиг. 2 а показано напряжение с исходной частотой; диаграмма на фиг. 26 показывает пульсирующие напряжения, сдвинутые на 90° по фазе и приложенные в противофазе к первичным обмоткам 8 и 9 трансформатора; диаграмма на фиг. 2 в показывает результирующее выходное напряжение синусоидальной формы удвоенной частоты. Устройство содержит входные выводы 1 и 2 для подключения однофазного источника питания; вентили 3 и 4 прямой проводимости; вентили 5 и 6 обратной проводимости; конденсатор 7; первичные обмотки 8 и 9 трансформатора со средними выводами; вторичные обмотки 10 и 11 трансформатора, образующие выходные выводы 12, 13 и 14, 15. К выводам первичных обмоток 8 и 9 подключены вентили 3, 4, 5 и 6, их общие точки подсоединены к входному выводу 1 сетевого напряжения. Средний вывод первичной обмотки 8 подключен непосредственно, а другой - через конденсатор 7 к входному выводу 2 сетевого напряжения. Вторичные обмотки 10 и 11 подключены концами к соответствующим выходным выводам 12, 13 и 14 и 15. Удвоитель частоты работает следующим образом. Однофазное сетевое напряжение с исходной частотой, подаваемое на входные выводы, преобразуется с помощью конденсатора 7 в двухфазное, т. е. в два напряжения со сдвигом на 90 эл. град., которые выпрямляются вентилями 3; 5 и 4 и 6 в два двухполупериодные напряжения с удвоенной частотой пульсации и сдвинутые относительно друг друга на 90 эл. град. Затем эти выпрямленные напряжения с удвоенной пульсацией подаются в противофазе на две отдельные обмотки 8 и 9 преобразующего трансформатора (временная диагра.мма на фиг. 2 б). Полученное напряжение на выходных обмотках 10 или 11 имеет синусоидальную форму (фиг. 2 в) удвоенной частоты. Технико-экономическая эффективность предлагаемого удвоителя частоты состоит в повыщении КПД, так как в спектре получаемых частот имеет место только одна удвоенная частота, а высщие гармоники и исходная частота отсутствуют, следовательно, потери энергии, вызываемые высщими гармониками, исключены; в простоте устройства из-за отсутствия обмоток и источника постоянного тока для подмагничивания магнитопровода, а также из-за отсутствия фильтра для выделения получаемой частоты из спектрального состава гармоник; в наличии одного ферромагнитного сердечника, что значительно у.меньщает массу и вес железа, а это уменьщает расход активных материалов и увеличивает выходную мощность преобразователя частоты. Формула изобретения Удвоитель частоты, содержащий трансформатор с первичной, имеющей средний вывод и вторичной, образующей выходные выводы, обмотка.ми и два вентиля, одни разнои.менные выводы электродов которых объединены и их общая точка подключена к первому из входных выводов для подключения однофазного источника питания, а каждый из других выводов подключен к соответствующему концу первичной обмотки, средний вывод которой подключен ко второму входному выводу, отличающийся тем, что, с целью улучщения фор.мы выходного напряжения, повыщения КПД, введекы конденсатор и два дополнительных вентиля, а трансфор.матор снабжен дополнительны.ми первичной со средни.м выводом и вторичной обмотками, причем разноименные выводы электродов дополнительных вентилей объединены и их общая точка подключена к первому входному выводу, каждый из других их выводов соединен с соответствующим концом дополнительной первичной обмотки, средний вывод которой через конденсатор подключен ко второму входному выводу, а дополнительная вторичная обмотка образует дополнительные выходные выводы. Источники инфор.мации, принятые во внимание при экспертизе 1.Бамдас А. М. и др. Статические электромагнитные преобразователи частоты и числа фаз. М-Л., 1961, с. 45. 2.Патент Японии № 40-64978, кл. 56 В 4, 1965

I

v;f,

W.2