Перетворювач електричної напруги в імпульси струму

Номер патенту: 96342

Опубліковано: 26.01.2015

Автори: Братюк Володимир Антонович, Андріїв Роман Васильович

Є ще 2 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Перетворювач електричної напруги в імпульси струму, що містить джерело напруги, індуктивні накопичувачі енергії, електронні ключі, електронні вентилі та генератор імпульсів керування електронними ключами, який відрізняється тим, що містить щонайменше два індуктивних накопичувача енергії і стільки ж електронних ключів, електронних вентилів та виходів генератора імпульсів керування, де усі накопичувачі енергії одним кінцем з'єднані з одним тим самим кінцем навантаження і з одним полюсом джерела напруги, інший кінець кожного накопичувача енергії через окремий електронний ключ з'єднаний з іншим полюсом джерела напруги і через окремий електронний вентиль з'єднаний з іншим кінцем навантаження, кожен вихід генератора імпульсів керування з'єднаний з входом керування одного електронного ключа й імпульси керування на усіх виходах не перекриваються у часі.

2. Перетворювач за п. 1, який відрізняється тим, що містить щонайменше дві групи індуктивних накопичувачів енергії однакової кількості, електронні ключі у кількості суми числа накопичувачів енергії у групі і числа груп накопичувачів енергії, електронні вентилі у кількості суми числа усіх накопичувачів енергії і числа накопичувачів енергії у групі, генератор імпульсів керування електронними ключами накопичувачів енергії з кількістю виходів за числом накопичувачів енергії у групі та генератор імпульсів керування електронними ключами груп накопичувачів енергії з кількістю виходів за числом груп, де кожна група через спільний для усіх накопичувачів енергії у групі окремий електронний ключ з'єднана з одним тим самим полюсом джерела напруги і у кожній групі кожен накопичувач енергії через окремий електронний вентиль одним кінцем з'єднаний з одним тим самим кінцем навантаження, інший кінець кожного накопичувача енергії кожної із груп з'єднаний з одним кінцем одного накопичувача енергії із усіх інших груп, а разом з'єднані кінці через спільний окремий електронний ключ з'єднані з іншим полюсом джерела напруги і через спільний окремий електронний вентиль з'єднані з іншим кінцем навантаження, кожен вихід генератора імпульсів керування електронними ключами накопичувачів енергії з'єднаний з входом керування одного електронного ключа й імпульси керування на усіх виходах не перекриваються у часі, кожен вихід генератора імпульсів керування електронними ключами груп накопичувачів енергії з'єднаний з входом керування одного електронного ключа й імпульси керування на усіх виходах не перекриваються у часі, а на кожному виході окремо перекриваються з кількістю імпульсів на усіх виходах генератора імпульсів керування електронними ключами накопичувачів енергії, що рівна числу накопичувачів енергії у групі.

 

Текст

Реферат: Перетворювач електричної напруги в імпульси струму містить джерело напруги, щонайменше два індуктивних накопичувача енергії і стільки ж електронних ключів, електронних вентилів та виходів генератора імпульсів керування. Усі накопичувачі енергії одним кінцем з'єднані з одним тим самим кінцем навантаження і з одним полюсом джерела напруги. Інший кінець кожного накопичувача енергії через окремий електронний ключ з'єднаний з іншим полюсом джерела напруги і через окремий електронний вентиль з'єднаний з іншим кінцем навантаження. Кожен вихід генератора імпульсів керування з'єднаний з входом керування одного електронного ключа й імпульси керування на усіх виходах не перекриваються у часі. UA 96342 U (12) UA 96342 U UA 96342 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі електротехніки, а саме до пристроїв перетворення вхідної енергії електричної напруги постійного або змінного струму в пульсуючу вихідну енергію електричного струму, і може бути використана для живлення стаціонарних, пересувних та автономних споживачів енергії імпульсів струму, наприклад електричних нагрівальних приладів тощо. Технічний результат полягає у підвищенні коефіцієнта перетворення енергії та підвищенні надійності пристрою. Існують споживачі електричної енергії, функціонування яких не залежить від змін у часі напрямку протікання споживаного електричного струму та його форми, що дозволяє живити їх довільними імпульсами струму. Зокрема найбільш потужними серед таких споживачів електричної енергії є нагрівальні прилади з безпосереднім перетворенням електричної енергії у теплову шляхом розсіювання потужності електричного струму на омічному опорі резистивного робочого тіла нагрівального приладу. Споживання електричної енергії такими нагрівальними приладами здійснюється здебільшого безпосередньо від електромереж змінного струму промислової частоти (50 Гц) без додаткового застосування спеціалізованих пристроїв живлення. Водночас, живлення переважної більшості інших електричних та радіоелектронних приладів здійснюється від електромереж змінного струму як первинного джерела електроенергії через спеціалізовані пристрої вторинного живлення, які забезпечують перетворення необхідних для функціонування цих приладів параметрів споживаних напруг та струмів. При проектуванні пристроїв вторинного живлення окрім забезпечення технічних показників функціонування приладів - споживачів енергії обов'язково враховують і підвищують показники використання електроенергії, обирають найбільш ефективні й економні способи і засоби перетворення параметрів напруг та струмів і узгодження пристрою вторинного живлення з навантаженням. Внаслідок існуючої практики живлення нагрівальних приладів від електромереж без застосування спеціалізованих пристроїв вторинного живлення показники ефективності використання електроенергії нагрівальними приладами почасти виявляються поза увагою, оскільки відсутня ланка - пристрої вторинного живлення - за допомогою якої ці показники можуть бути додатково покращені. За останнє десятиріччя відомі дві роботи, спрямовані на вирішення задачі підвищення ефективності використання електричної енергії при перетворенні її у теплову енергію із застосуванням спеціалізованих пристроїв живлення нагрівальних приладів. Зокрема відомо спосіб перетворення енергії електромагнітного поля у теплову енергію, який полягає в тому, що електричний струм від джерела перетворюють у трансформаторі й направляють у нагрівальний прилад. Використовується джерело струму, яке складається з акумуляторної батареї та генератора постійного по напряму струму, що лінійно змінюється в часі, який направляють у первинну обмотку трансформатора. Вторинну обмотку трансформатора підключають до нагрівального пристрою. Генератор постійного по напряму струму, що лінійно змінюється в часі, шунтують діодом по зворотному струму [Патент РФ № 2003115677/09, Н05В 3/0, 2005, "Способ преобразования энергии электромагнитного поля в тепловую энергию"]. Технічний результат способу передбачається у підвищенні ефективності шляхом максимального використання енергії магнітного поля. Недоліком способу є те, що не вся енергія магнітного поля перетворюється саме у теплову енергію. Згідно з описом винаходу суть способу полягає у тому, що струм індукції магнітного поля повністю перетворюється нагрівальним пристроєм, підключеним до виходу трансформатора, у тепло, а струм самоіндукції направляється на поповнення заряду акумуляторної батареї, яка розряджається під час роботи пристрою, що реалізує цей спосіб. Для направлення струму самоіндукції на поповнення заряду акумуляторної батареї генератор постійного по напряму струму, що лінійно змінюється в часі, шунтують діодом. Отже, за розглянутим способом, енергія імпульсів струму самоіндукції не перетворюється у теплову енергію, а лише поповнює заряд акумуляторної батареї до її номінальної напруги. Водночас, відомо, що потужність імпульсу струму самоіндукції, за відповідних обставин, перевищує потужність, затрачену на індукцію магнітного поля власне за рахунок значного зростання напруги на навантаженні відносно напруги джерела живлення [Накопители энергии: Учеб. пособие для вузов / Д.А. Бут, Б.Л. Алиевский, СР. Мизюрин, П.В. Васюкевич: Под. ред. Д.А. Бута. - М.: Энергоатомиздат, 1991] - [1, с. 58-59]. Відтак, розглянутий спосіб не забезпечує технічний результат саме як максимальне перетворення енергії магнітного поля у власне теплову енергію. Водночас, більш ефективним за критерієм перетворення енергії магнітного поля саме у теплову енергію буде направлення струму самоіндукції не на поповнення заряду акумуляторної батареї, а у нагрівальний пристрій. Адже, коефіцієнт перетворення енергії 1 UA 96342 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 імпульсів струму самоіндукції у теплову енергію, досяжний за розглянутим способом, який наближено можна оцінити як відношення номінальної напруги типової акумуляторної батареї, що складає 12 В, до напруги, яку імпульс струму самоіндукції може розвивати на омічному навантаженні, і яка досягає 200400 В має мізерну величину: 12/(200400)=0,030,06. Як аналог корисної моделі, що заявляється, вибрано джерело живлення системи електричного опалювання, яка містить котушку індуктивності, котра з'єднана з контуром навантаження та підключена до первинного джерела енергії з можливістю періодичного з'єднання одного із її кінців з одним із полюсів первинного джерела електричної енергії через електронний ключ, генератор однополярних імпульсів, вихід якого з'єднаний з входом електронного ключа, при цьому другий кінець котушки індуктивності з'єднаний з другим полюсом первинного джерела електричної енергії через другий електронний ключ, вхід якого з'єднаний з виходом зазначеного генератора однополярних імпульсів з забезпеченням синхронної роботи зазначених електронних ключів [Патент України № 104964, F24D 13/00, 2014]. Як технічний результат передбачається підвищення коефіцієнта перетворення енергії. Недолік пристрою у тому, що підвищення коефіцієнта перетворення енергії досягається лише за рахунок використання явища самоіндукції електромагнітного поля. Відомо, що індуктивний накопичувач енергії забезпечує перетворення електричної енергії джерела напруги в імпульс струму з суттєвим підвищенням потужності. Однак, підвищення потужності досягається за рахунок значного скорочення тривалості імпульсу струму відносно тривалості зарядження індуктивного накопичувача енергії [1, с. 58-59]. Тому, при великій імпульсній потужності, яку може забезпечувати такий пристрій, середня потужність за період повторення імпульсів буде значно меншою, а саме - пропорційно відношенню тривалості імпульсів до тривалості пауз між ними. Те ж саме стосується варіантів пристрою, у яких за описом винаходу передбачено вихідний конденсатор накопичення та згладжування напруги постійного струму. Конденсатор виділяє на виході пристрою постійну складову імпульсів, яка також буде значно меншою за амплітудне значення напруги імпульсів пропорційно відношенню тривалості імпульсів до тривалості пауз між ними. Отже, живлення системи електричного опалювання великої потужності вимагатиме збільшення споживання потужності у колі первинного джерела електричної енергії шляхом збільшення напруги зарядження індуктивного накопичувача енергії, чи струму, який через нього протікає, для скорочення тривалості зарядження накопичувача енергії. Це потребує використання потужних високочастотних електронних ключів та індуктивних накопичувачів енергії, розрахованих на велику напругу та/або струм, додаткового їх охолодження, інших спеціальних заходів, що обмежують можливості реалізації та застосування пристрою. Загальними ознаками розглянутого аналога і корисної моделі, що заявляється, є: пристрій для отримання електричної енергії, що включає первинне джерело електричної енергії, індуктивний накопичувач енергії, засоби подачі електричної енергії від первинного джерела на індуктивний накопичувач енергії, засоби передачі електричної енергії від індуктивного накопичувача енергії до споживача енергії - навантаження, наприклад, електричного нагрівального приладу. Найбільш близькою до корисної моделі, що заявляється, є, вибрана як прототип, базова схема генератора імпульсів з індуктивним накопичувачем енергії [Схемотехника и применение мощных импульсных устройств / Хансиоахим Блум; пер. с англ. Рабодзея A.M. - М: Додэка-ХХ1, 2008. Серия "Силовая электроника"] - [2, с. 90-91]. Як недолік базової схеми генератора імпульсів у [2, с. 90-91] вказано, що при великому струмі навантаження заряджання індуктивного накопичувача енергії повинно здійснюватись швидко, а тривалість зберігання енергії має бути короткою. При невиконанні цієї умови втрати на опорі накопичувача енергії та електронного ключа стають неприйнятно великими і знижується коефіцієнт корисної дії. Для забезпечення швидкого зарядження індуктивного накопичувача енергії джерело його живлення повинне мати високий вихідний опір та велику потужність. Вказаний у [2, с. 90-91] недолік прототипу є тим же, що й приведений вище стосовно розглянутого як аналога джерела живлення системи електричного опалювання [Патент України № 104964, F24D 13/00,2014]. Поза вказаним, до недоліків прототипу [2, с. 90-91] слід також додати те, що при великій імпульсній потужності, яку може забезпечувати така схема, середня потужність за період повторення імпульсів буде значно меншою, а саме - пропорційно відношенню тривалості імпульсів до тривалості пауз між ними. Це також є той же недолік, що й приведений вище стосовно розглянутого як аналог джерела живлення системи електричного опалювання [Патент України № 104964, F24D 13/00,2014]. 2 UA 96342 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Як прототип базова схема генератора імпульсів з індуктивним накопичувачем енергії [2, с. 90-91] вибрана із тих міркувань, що вона по своїй суті є первинною і слугує за основу для усіх інших застосувань, зокрема, й для розглянутого як аналог джерела живлення системи електричного опалювання [Патент України № 104964, F24D 13/00,2014]. В основу корисної моделі - перетворювача електричної напруги в імпульси струму поставлено задачу підвищення ефективності використання енергії первинного джерела електричної напруги при її перетворенні в імпульси струму та підвищенні надійності пристрою. Рішення поставленої задачі досягається тим, що крім перетворення енергії джерела електричної напруги в імпульси струму підвищеної потужності за допомогою індуктивного накопичувача енергії, додатково, з метою збільшення середньої потужності за період повторення імпульсів, здійснюється їх ущільнення, і у навантаження, наприклад, нагрівальний прилад, направляється ущільнена послідовність імпульсів струму, в результаті чого зростає густина потоку енергії, зокрема у випадку нагрівального приладу - теплової. Для досягнення цього результату застосовується не менше ніж два однакових індуктивних накопичувачі енергії, а коефіцієнт збільшення середньої потужності за період повторення імпульсів шляхом їх ущільнення чисельно дорівнює кількості застосованих накопичувачів енергії. Зазначені ознаки є суттєвими ознаками корисної моделі. Досягнення зазначеного технічного результату підтверджено експериментальним шляхом. Вибране рішення опирається на відомі факти. Зокрема, ефект виділення тепла ДжоуляЛенца є результатом дії власне електричного струму, хоча аналітично закон Джоуля-Ленца в еквівалентній формі може бути поданий і через напругу електричного струму [Физические основы электротехники: Учеб. пособие для втузов - 6-е изд. / Проф. К.А. Круг. - М.: Государственное энергетическое издательство, 1946] - [3, с. 163]. Водночас, кількість тепла, згідно закону Джоуля-Ленца, виділяється пропорційно квадрату діючого значення струму, що протікає через робоче тіло нагрівального приладу: 2 W=I Rt, (1) де W - кількість виділеного тепла; І - діюче значення струму, що протікає через робоче тіло нагрівального приладу; R - омічний опір робочого тіла нагрівального приладу; t - час, упродовж якого протікає струм. Власне тому, перетворювач електричної напруги в імпульси струму й передбачений для живлення навантаження, наприклад нагрівального приладу, саме імпульсами струму, на відміну від того, що більшість джерел електричної енергії, які використовуються для цього на практиці є джерелами напруги. Наприклад, живлення електронагрівальних приладів безпосередньо від електромережі змінного струму промислової частоти, або через трансформатори напруги, випрямлячі напруги тощо, чи від акумуляторних батарей. Також відомо, що індуктивний накопичувач енергії під час розряду діє як джерело струму, оскільки при підключенні на резистивне навантаження струм у ньому зберігається неперервним незалежно від структури зовнішнього електричного кола. Якщо омічний опір навантаження достатньо великий, то, завдяки неперервності струму, у момент його підключення напруга на навантаженні досягає значень, які багаторазово перевищують напругу джерела, від якого накопичувач енергії заряджався, і відбувається перетворення електричної енергії джерела напруги в імпульс струму з суттєвим підвищенням потужності [1, с. 58-59]. Тому, у перетворювачі електричної напруги в імпульси струму функцію генератора імпульсів струму виконує індуктивний накопичувач енергії. При цьому навантаження, наприклад нагрівальний прилад, одночасно виконує і функцію резистивного елемента, на омічному опорі якого здійснюється підвищення потужності імпульсів струму, і функцію елемента безпосереднього перетворення енергії імпульсів струму в теплову енергію пропорційно квадрату діючого значення струму згідно закону Джоуля-Ленца [3, с. 163]. Підвищення потужності імпульсів струму розряду індуктивного накопичувача енергії відбувається за рахунок того, що їх тривалість tp значно менша тривалості імпульсів заряду tз [1, с. 58-59]. При цьому середня кількість тепла W c, що виділяється за період повторення імпульсів струму розряду, який дорівнює сумі тривалості імпульсу заряду із, і тривалості імпульсу розряду tp, є значно меншою від кількості тепла W в (1), що виділяється безпосередньо за тривалість tp протікання імпульсу струму розряду: W c=W(tp/t3). (2) Тому у перетворювачі напруги в імпульси струму додатково здійснюється ущільнення у часі імпульсів струму розряду за період їх повторення й, відповідно, для розглянутого як приклад навантаження - нагрівального приладу, відбувається підвищення середньої кількості тепла W c, що виділяється. 3 UA 96342 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Вказаний результат досягається використанням декількох, наприклад, N індуктивних накопичувачів енергії. За їх допомогою формується N несинхронних, зсунутих на однакові проміжки часу так, що жодна з них не перекривається у часі з іншими, послідовностей імпульсів струму розряду кожного з N накопичувачів енергії, які направляються у навантаження, в розглянутому прикладі - нагрівальний прилад. В результаті із суми N послідовностей імпульсів струму утворюється одна послідовність із збільшеною у N разів щільністю імпульсів струму. Як наслідок, середня кількість тепла W c, що виділяється за період повторення імпульсів струму розряду, буде більшою в N разів, у порівнянні з (2), і визначається за формулою: W c=WN(tp/t3). (3) Перетворювач електричної напруги в імпульси струму містить не менше двох індуктивних накопичувачів енергії і стільки ж електронних ключів, електронних вентилів та виходів генератора імпульсів керування, де усі накопичувачі енергії одним кінцем з'єднані з одним тим самим кінцем навантаження і з одним полюсом джерела напруги, інший кінець кожного накопичувача енергії через окремий електронний ключ з'єднаний з іншим полюсом джерела напруги і через окремий електронний вентиль з'єднаний з іншим кінцем навантаження, кожен вихід генератора імпульсів керування з'єднаний з входом керування одного електронного ключа й імпульси керування на усіх виходах не перекриваються у часі. Перетворювач містить не менше двох груп індуктивних накопичувачів енергії однакової кількості, електронні ключі у кількості суми числа накопичувачів енергії у групі і числа груп накопичувачів енергії, електронні вентилі у кількості суми числа усіх накопичувачів енергії і числа накопичувачів енергії у групі, генератор імпульсів керування електронними ключами накопичувачів енергії з кількістю виходів за числом накопичувачів енергії у групі та генератор імпульсів керування електронними ключами груп накопичувачів енергії з кількістю виходів за числом груп, де кожна група через спільний для усіх накопичувачів енергії у групі окремий електронний ключ з'єднана з одним тим самим полюсом джерела напруги і у кожній групі кожен накопичувач енергії через окремий електронний вентиль одним кінцем з'єднаний з одним тим самим кінцем навантаження, інший кінець кожного накопичувача енергії кожної із груп з'єднаний з одним кінцем одного накопичувача енергії із усіх інших груп, а разом з'єднані кінці через спільний окремий електронний ключ з'єднані з іншим полюсом джерела напруги і через спільний окремий електронний вентиль з'єднані з іншим кінцем навантаження, кожен вихід генератора імпульсів керування електронними ключами накопичувачів енергії з'єднаний з входом керування одного електронного ключа й імпульси керування на усіх виходах не перекриваються у часі, кожен вихід генератора імпульсів керування електронними ключами груп накопичувачів енергії з'єднаний з входом керування одного електронного ключа й імпульси керування на усіх виходах не перекриваються у часі, а на кожному виході окремо перекриваються з кількістю імпульсів на усіх виходах генератора імпульсів керування електронними ключами накопичувачів енергії, що рівна числу накопичувачів енергії у групі. На фіг. 1, як приклад, приведено два окремі графіки несинхронних, зсунутих на однакові проміжки часу так, що вони не перекриваються, послідовностей імпульсів напруги зарядження та імпульсів розрядження підвищеної напруги протилежної полярності для двох однакових індуктивних накопичувачів енергії, і третій графік ущільненої удвоє послідовності імпульсів підвищеної напруги протилежної полярності, отриманої від двох однакових індуктивних накопичувачів енергії. На фіг. 2 приведено структурну схему перетворювача електричної напруги в імпульси струму з лінійним принципом керування електронними ключами. Перетворювач з лінійним принципом керування електронними ключами містить: джерело напруги (ДН), N однакових індуктивних накопичувачів енергії (ІН), N однакових електронних ключів (ЕК) для комутації накопичувачів енергії, N однакових електронних вентилів (ЕВ) для направлення N послідовностей несинхронних, зсунутих на однакові проміжки часу так, що жодна з них не перекривається з іншими у часі, імпульсів струму у навантаження, наприклад, нагрівальний прилад (НП), та генератор імпульсів керування(ПК) з N виходами для керування N електронними ключами) (ЕК, що здійснюють комутацію N накопичувачів енергії. Перетворювач електричної напруги в імпульси струму з лінійним принципом керування електронними ключами працює наступним чином. Генератор імпульсів керування (ПК) на своїх N виходах безперервно формує N послідовностей несинхронних, зсунутих на однакові проміжки часу імпульсів так, що жоден з них не перекривається з іншими у часі, для відкривання N електронних ключів (ЕК). При приході N-гo імпульсу на N-й ключ він відкривається і розпочинається зарядження N-ro накопичувача енергії. Після закінчення N-гo імпульсу N-й ключ закривається і N-й накопичувач енергії через N-й електронний вентиль розряджається на нагрівальний прилад (НП). Водночас, із закінченням N-гo імпульсу на наступний електронний 4 UA 96342 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ключ, наприклад 1-й, від ГІК приходить 1-й імпульс відкривання 1-го електронного ключа й відбувається аналогічний до описаного вище цикл зарядження-розрядження 1-го накопичувача енергії. Описаний порядок функціонування перетворювача електричної напруги в імпульси струму розпочинається від моменту початку формування ПК послідовностей імпульсів відкривання електронних ключів й до моменту припинення їх формування. На фіг. 3 приведено структурну схему перетворювача електричної напруги в імпульси струму з матричним принципом керування електронними ключами. Перетворювач з матричним принципом керування електронними ключами містить: джерело напруги (ДН), парне число NM однакових індуктивних накопичувачів енергії (ІН), розділених на М груп по N накопичувачів енергії у групі, N однакових електронних ключів (ЕКІН) для комутації накопичувачів енергії у кожній з груп, М однакових електронних ключів (ЕКГ) для комутації груп накопичувачів енергії, NM+N однакових електронних вентилів (ЕВ) для направлення NM послідовностей несинхронних, зсунутих на однакові проміжки часу так, що жодна з них не перекривається з іншими, імпульсів струму у навантаження, наприклад, нагрівальний прилад (НП), а також генератор імпульсів керування комутацією накопичувачів енергії (ПКК) з N виходами для керування N електронними ключами та генератор імпульсів керування комутацією груп накопичувачів енергії (ГІКГ) з М виходами для керування М електронними ключами. В сукупності ГІКК та ГІКГ здійснюють керування N+M електронними ключами для комутації NM накопичувачів енергії. Порядок функціонування перетворювача електричної напруги в імпульси струму з матричним принципом керування електронними ключами у цілому той же, що і описаний для приведеного на Фіг. 2 перетворювача електричної напруги в імпульси струму з лінійним принципом керування електронними ключами. Відмінність полягає у тому, що на кожному з виходів генератора імпульсів керування комутацією електронними ключами у кожній з груп ПКК на кожному з N виходів формуються несинхронні послідовності імпульсів керування, зсунуті на однакові проміжки часу так, що жоден з імпульсів керування не перекривається з іншими у часі, а на кожному з виходів генератора імпульсів керування електронними ключами комутації кожної із груп ГІКГ на кожному з М виходів формуються несинхронні послідовності імпульсів керування, зсунуті на однакові проміжки часу так, що жоден з імпульсів керування не перекривається з іншими у часі, й, водночас, кожен з імпульсів перекривається у часі із таким числом імпульсів керування електронними ключами у кожній з груп, яке рівне кількості накопичувачів енергії у кожній з груп. Ущільнення у часі імпульсів струму розряду за допомогою N-ї кількості однакових індуктивних накопичувачів енергії забезпечує наступні переваги перетворювача електричної напруги в імпульси струму: - підвищення середньої вихідної потужності пристрою в N разів; - підвищення надійності пристрою за рахунок зменшення навантаження на кожен окремий індуктивний накопичувач та електронний ключ в N разів; - спрощення конструкції через відсутність потреби у додаткових засобах охолодження за рахунок зменшення навантаження на кожен окремий індуктивний накопичувач та електронний ключ в N разів; - можливість використання індуктивних накопичувачів та електронних ключів, потужність яких менша в N разів, які дешевші і у ряді випадків мають технічні показники вищі від потужних, не вимагають додаткових підсилювальних елементів у колі керування; - застосування матричного принципу керування електронними ключами для комутації парного числа NM однакових індуктивних накопичувачів енергії в доповнення до перерахованих переваг додатково дозволяє зменшити кількість необхідних електронних ключів до N+M, тобто у (NM/N+M) разів, що важливо у випадку використання високоякісних електронних ключів з великою вартістю. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 1. Перетворювач електричної напруги в імпульси струму, що містить джерело напруги, індуктивні накопичувачі енергії, електронні ключі, електронні вентилі та генератор імпульсів керування електронними ключами, який відрізняється тим, що містить щонайменше два індуктивних накопичувача енергії і стільки ж електронних ключів, електронних вентилів та виходів генератора імпульсів керування, де усі накопичувачі енергії одним кінцем з'єднані з одним тим самим кінцем навантаження і з одним полюсом джерела напруги, інший кінець кожного накопичувача енергії через окремий електронний ключ з'єднаний з іншим полюсом 5 UA 96342 U 5 10 15 20 джерела напруги і через окремий електронний вентиль з'єднаний з іншим кінцем навантаження, кожен вихід генератора імпульсів керування з'єднаний з входом керування одного електронного ключа й імпульси керування на усіх виходах не перекриваються у часі. 2. Перетворювач за п. 1, який відрізняється тим, що містить щонайменше дві групи індуктивних накопичувачів енергії однакової кількості, електронні ключі у кількості суми числа накопичувачів енергії у групі і числа груп накопичувачів енергії, електронні вентилі у кількості суми числа усіх накопичувачів енергії і числа накопичувачів енергії у групі, генератор імпульсів керування електронними ключами накопичувачів енергії з кількістю виходів за числом накопичувачів енергії у групі та генератор імпульсів керування електронними ключами груп накопичувачів енергії з кількістю виходів за числом груп, де кожна група через спільний для усіх накопичувачів енергії у групі окремий електронний ключ з'єднана з одним тим самим полюсом джерела напруги і у кожній групі кожен накопичувач енергії через окремий електронний вентиль одним кінцем з'єднаний з одним тим самим кінцем навантаження, інший кінець кожного накопичувача енергії кожної із груп з'єднаний з одним кінцем одного накопичувача енергії із усіх інших груп, а разом з'єднані кінці через спільний окремий електронний ключ з'єднані з іншим полюсом джерела напруги і через спільний окремий електронний вентиль з'єднані з іншим кінцем навантаження, кожен вихід генератора імпульсів керування електронними ключами накопичувачів енергії з'єднаний з входом керування одного електронного ключа й імпульси керування на усіх виходах не перекриваються у часі, кожен вихід генератора імпульсів керування електронними ключами груп накопичувачів енергії з'єднаний з входом керування одного електронного ключа й імпульси керування на усіх виходах не перекриваються у часі, а на кожному виході окремо перекриваються з кількістю імпульсів на усіх виходах генератора імпульсів керування електронними ключами накопичувачів енергії, що рівна числу накопичувачів енергії у групі. 6 UA 96342 U 7 UA 96342 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: G05F 1/30, H03K 17/00, H02M 9/00, H02P 13/00

Мітки: електричної, струму, імпульсі, перетворювач, напруги

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/10-96342-peretvoryuvach-elektrichno-naprugi-v-impulsi-strumu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Перетворювач електричної напруги в імпульси струму</a>

Подібні патенти