Генератор імпульсів для збудження котушки періодичними біполярними імпульсами (варіанти) та спосіб генерування послідовності періодичних біполярних імпульсів струму (варіанти)

1 Генератор імпульсів для збудження котушки періодичними біполярними імпульсами, котрі мають, у загальному випадку, прямокутну форму, який містить у собі схему резонансного перетворювача постійного струму у змінний, яка містить у собі вхід постійного струму, який являє собою джерело першої напруги та вихід, під'єднаний до котушки, керуючу схему, виконану з можливістю керування перемиканням вищевказаного резонансного перетворювача постійного струму у змінний, який відрізняється тим, що містить резонансний конденсатор, підключений паралельно до входу постійного струму та засіб від'єднання, розміщений між входом постійного струму та резонансним конденсатором з можливістю від'єднання резонансного конденсатора від входу постійного струму при перевищенні напругою на резонансному конденсаторі напруги на вході постійного струму, при цьому вищевказана схема резонансного перетворювача постійного струму в змінний додатково містить інвертор у вигляді повного мосту з першим та другим плечима, причому перше плече містить перший та другий керовані ключі, друге плече містить третій та четвертий керовані ключі, а також перший, другий, третій та четвертий діоди, які виконані з можливістю зустрічно-паралельного підключення до, ВІДПОВІДНО, першого, другого, третього та четвертого керованого ключа, з можливістю забезпечення ВІДПОВІДНИХ першої, другої, третьої та четвертої ключ - дюдної пари, причому вищевказана схема резонансного перетворювача постійного струму у змінний додатково містить першу схему резонансного заряджання, яка містить перший керований ключ, котушку, третій керований ключ та резонансний підсилювач і другу схему резонансного заряджання, яка містить другий керований ключ, котушку, четвертий керований ключ та резонансний підсилювач, у яких вищевказаний конденсатор виконаний з можливістю підключення та приймання струму від котушки та збільшення амплітуди струму котушки, першу схему резонансного розряджання, яка містить другий діод, котушку, четвертий діод і резонансний конденсатор та другу схему резонансного розряджання, яка містить третій діод, котушку, перший діод та резонансний конденсатор, в котрих конденсатор виконаний з можливістю приєднання до котушки та зменшення амплітуди струму котушки, першу схему короткого замикання, яка містить перший керований ключ, котушку та четвертий діод, або другий діод, третій керований ключ та котушку, і другу схему короткого замикання, яка містить другий керований ключ, котушку, третій діод або перший діод, четвертий керований ключ та котушку, у яких резонансний конденсатор фактично виконано з можливістю ізоляції від котушки, і передбачається ланцюг струму короткого замикання з можливістю забезпечення поступового убування амплітуди струму котушки, і схему експоненціального заряджання, у якій вхід постійного струму виконаний з можливістю підключення безпосередньо до котушки та збільшення струму в котушці, керуючу схему, яка виконана з можливістю встановлення та також керування амплітудним та частотним складом прямокутного сигналу шляхом перемикання вищевказаної схеми резонансного перетворювача з можливістю задіяння між схемою заряджання та щонайменше однією з вищевказаних схем за щонайменше один цикл керованого перемикання 2 Генератор імпульсів за п 1, який відрізняється тим, що керуюча схема виконана з можливістю встановлення та керування амплітудним та частотним складом прямокутного сигналу шляхом перемикання роботи схеми перетворювача між щонайменше трьома вищезазначеними типами підсхем в щонайменше одному періоді керованого перемикання протягом інтервалів однополярного імпульсу струму CM о со 3 Генератор імпульсів за п 1 або 2, який відрізняється тим, що схема перетворювача постійного струму у змінний містить у собі інвертор у вигляді повного мосту, який містить перше та друге плече, перше плече, яке містить перший та другий керовані ключі, та друге плече, яке містить третій та четвертий керовані ключі, при цьому перший, другий, третій та четвертий діоди виконані з можливістю зустрічно - паралельного підключення до, ВІДПОВІДНО, першого, другого, третього та четвертого керованого ключа, з можливістю забезпечення ВІДПОВІДНО першої, другої, третьої та четвертої ключ-дюдної пари 4 Генератор імпульсів за п 3, який відрізняється тим, що перша підсхема резонансного заряджання містить у собі перший керований ключ, котушку, третій керований ключ та резонансний конденсатор, а друга підсхема резонансного заряджання містить у собі другий керований ключ, котушку, четвертий керований ключ та резонансний конденсатор 5 Генератор імпульсів за будь-яким з п 3 або 4, який відрізняється тим, що перша підсхема резонансного розряджання містить у собі другий діод, котушку, четвертий діод та резонансний конденсатор, а друга підсхема резонансного розряджання містить у собі третій діод, котушку, перший діод та резонансний конденсатор 6 Генератор імпульсів за будь-яким з попередніх пп 3 - 5, який відрізняється тим, що перша підсхема холостого ходу містить у собі перший керований ключ, котушку та четвертий діод або ж другий діод, третій керований ключ та котушку, а друга підсхема холостого ходу містить у собі другий керований ключ, котушку та третій діод або ж перший діод, четвертий керований ключ та котушку 7 Генератор імпульсів для збудження котушки періодичними біполярними імпульсами, які мають у загальному випадку прямокутну форму, який містить у собі схему резонансного перетворювача постійного струму у змінний, яка містить у собі вхід постійного струму, який являє собою джерело першої напруги та вихід, приєднаний до котушки, керуючу схему, виконану з можливістю керування перемиканням вищевказаного резонансного перетворювача постійного струму у змінний, який відрізняється тим, що містить резонансний конденсатор, підключений паралельно до входу постійного струму та засіб від'єднання, виконаний з можливістю від'єднання резонансного конденсатора від входу постійного струму при перевищенні напругою на резонансному конденсаторі напруги на вході постійного струму, причому вищевказана схема резонансного перетворювача постійного струму у змінний додатково містить інвертор у вигляді повного мосту з першим та другим плечем, і перше плече містить перший та другий керовані ключі, і друге плече містить третій та четвертий керовані ключі, а також перший, другий, третій та четвертий діоди, які виконані з можливістю зустрічно-паралельного підключення до, ВІДПОВІДНО, першого, другого, третього та четвертого керованого ключа та забезпечення ВІДПОВІДНИХ першої, другої, третьої та четвертої ключ-дюдних пар, причому вищевказана схема резонансного пере 53671 творювача постійного струму у змінний містить у собі першу схему резонансного заряджання, яка містить перший керований ключ, котушку, третій керований ключ та резонансний конденсатор і другу схему резонансного заряджання, яка містить другий керований ключ, котушку, четвертий керований ключ та резонансний конденсатор, у яких конденсатор виконаний з можливістю підключення та приймання струму від котушки та збільшення амплітуди струму котушки, першу схему резонансного розряджання, яка містить другий діод, котушку, четвертий діод та резонансний конденсатор і другу схему резонансного розряджання, яка містить третій діод, котушку, перший діод та резонансний конденсатор, у яких конденсатор виконаний з можливістю підключення до котушки та зменшення амплітуди струму від котушки, схему експоненціального заряджання, у якій вхід постійного струму виконаний з можливістю підключення безпосередньо до котушки та збільшення струму через котушку та схему відсікання, підключену паралельно джерелу постійної напруги, при цьому схема відсікання, яка виконана з можливістю утворення джерела другої напруги та встановлення з можливістю подавання другої постійної напруги на котушку, яка вище ніж напруга джерела першої напруги 8 Генератор імпульсів за п 7, який відрізняється тим, що містить першу схему холостого ходу, яка містить перший керований ключ, котушку, четвертий діод, або другий діод, третій керований ключ та котушку, другу схему холостого ходу, яка містить другий керований ключ, котушку та третій діод або перший діод, четвертий керований ключ та котушку, у яких резонансний конденсатор фактично виконаний з можливістю ізоляції від котушки і передбачається ланцюг струму короткого замикання, виконаний з можливістю поступового зменшення амплітуди струму котушки, при цьому вищевказана керуюча схема також виконана з можливістю встановлення та керування амплітудним та частотним складом прямокутного сигналу шляхом перемикання вищевказаної схеми резонансного перетворювача постійного струму у змінний та можливістю дії між щонайменше одним з резонансних конденсаторів та схемою експоненціального заряджання і щонайменше другою зі схем за щонайменше один цикл керованого перемикання 9 Генератор імпульсів за п 8, який відрізняється тим, що керуюча схема виконана з можливістю встановлення та керування амплітудним і частотним складом прямокутного сигналу шляхом перемикання роботи схеми перетворювача між щонайменше трьома вищезазначеними типами підсхем в щонайменше одному періоді керованого перемикання протягом інтервалів однополярного імпульсу струму 10 Генератор імпульсів за будь-яким із попередніх п 8 або 9, який відрізняється тим, що схема перетворювача постійного струму у змінний містить у собі інвертор у вигляді повного мосту, який містить перше та друге плече, перше плече, яке містить перший та другий керований ключ та друге плече, яке містить третій та четвертий керовані ключі, при цьому перший, другий, третій та четвертий діоди виконані з можливістю зустрічно - паралельного підключення до, ВІДПОВІДНО, першого, другого, тре 53671 пп 15 - 17, який відрізняється тим, що схеми швидкого експоненціального заряджання та швидкого експоненціального розряджання виконані з можливістю встановлення та дії протягом інтервалу біполярного переходу у поєднанні зі схемами резонансного заряджання та розряджання 19 Спосіб генерування ПОСЛІДОВНОСТІ періодичних біполярних імпульсів струму, які мають у загальному випадку прямокутну форму, який відрізняється тим, що включає етапи керування амплітудним та частотним складом прямокутного сигналу шляхом задіяння генератора імпульсів у режимі резонансного заряджання, при якому резонансний конденсатор з'єднують з котушкою та збільшують амплітуду струму котушки у режимі холостого ходу при якому резонансний конденсатор ізолюють від котушки та передбачають ланцюг струму короткого замикання з можливістю забезпечення поступового зменшення амплітуди струму котушки у режимі резонансного розряджання, при якому конденсатор приєднують до котушки та зменшують амплітуду струму котушки 20 Спосіб за п 19, який відрізняється тим, що містить у собі етап задіяння генератора імпульсів у режимі швидкого заряджання, у якому котушку заряджають через конденсатор відсікання, який підключається паралельно до входу постійного струму і встановлюють, щоб видавати другу постійну напругу, більш високу, ніж першу напругу, і в режимі швидкого експоненціального розряджання, у якому котушку розряджають у схему відсікання 21 Спосіб за п 20, який відрізняється тим, що містить у собі етап відсікання напруги котушки, у якому задіюють генератор імпульсів у режимі швидкого розряджання шляхом перемикання струму котушки на схему відсікання, а потім задіюють схему відсікання у режимі швидкого заряджання при ЗМІНІ полярності струму відсікання 22 Спосіб за будь-яким з попередніх пп 1 9 - 2 1 , який відрізняється тим, що містить у собі етапи забезпечення щонайменше одного періоду керованого перемикання протягом кожного інтервалу однополярного імпульсу, при цьому кожен період перемикання містить у собі інтервал заряджання та інтервал розряджання, які відповідають вищезгаданим режимам 23 Спосіб за п 22, який відрізняється тим, що в ньому кожен період перемикання додатково містить у собі інтервали швидкого експоненціального заряджання та розряджання 24 Спосіб за будь-яким з попередніх п 22 або 23, який відрізняється тим, що в ньому кожен період перемикання також містить у собі інтервали повільного експоненціального заряджання та розряджання 25 Спосіб за будь-яким з пп 22 - 24, який відрізняється тим, що в ньому передбачається від двох до п'яти періодів перемикання, причому кожен період є періодом, який керується широтноімпульсною модуляцією 26 Спосіб за будь-яким з пп 22 - 25, який відрізняється тим, що містить у собі етапи задіяння генератора імпульсів протягом кожного інтервалу біполярного переходу щонайменше у режимах резонансного заряджання та резонансного розряджання тього та четвертого керованого ключа, з можливістю забезпечення відповідної першої, другої, третьої та четвертої ключ-дюдної пари 11 Генератор імпульсів за п 10, який відрізняється тим, що перша підсхема резонансного заряджання містить у собі перший керований ключ, котушку, третій керований ключ і резонансний конденсатор, а друга підсхема резонансного заряджання містить у собі другий керований ключ, котушку, четвертий керований ключ і резонансний конденсатор 12 Генератор імпульсів за будь-яким з п 10 або 11, який відрізняється тим, що перша підсхема резонансного розряджання містить у собі другий діод, котушку, четвертий діод та резонансний конденсатор, а друга підсхема резонансного розряджання містить у собі третій діод, котушку, перший діод та резонансний конденсатор 13 Генератор імпульсів за будь-яким з попередніх пп 10 - 12, який відрізняється тим, що перша підсхема холостого ходу містить у собі перший керований ключ, котушку та четвертий діод або ж другий діод, третій керований ключ та котушку, а друга підсхема холостого ходу містить у собі другий керований ключ, котушку та третій діод або ж перший діод, четвертий керований ключ та котушку 14 Генератор імпульсів за будь-яким з п 7 або 8, який відрізняється тим, що схема відсікання містить у собі конденсатор відсікання та засіб перемикання виконаний з можливістю керування роботою конденсатора відсікання, конденсатора, величина якого підбирається таким чином, щоб він видавав другу фактично незмінну постійну напругу 15 Генератор імпульсів за п 14, який відрізняється тим, що схема відсікання виконана з можливістю утворення частини схеми швидкого експоненціального заряджання з можливістю заряджання котушки і схему швидкого експоненціального розряджання з можливістю розряджання котушки в конденсатор відсікання 16 Генератор імпульсів за п 15, який відрізняється тим, що схема перетворювача постійного струму у змінний містить у собі інвертор у вигляді повного мосту, який містить перше та друге плече, перше плече, яке містить перший та другий керований ключ, і друге плече, яке містить третій та четвертий керовані ключі, при цьому перший, другий, третій та четвертий діоди виконані з можливістю зустрічно паралельного підключення до, ВІДПОВІДНО, першого, другого, третього та четвертого керованого ключа з можливістю забезпечення ВІДПОВІДНИХ першої, другої, третьої та четвертої ключдюдних пар, та схема швидкого експоненціального заряджання містить у собі конденсатор відсікання, п'ятий керований ключ, який виконаний з можливістю утворення частини засобу перемикання, перший ключ, котушку та третій ключ 17 Генератор імпульсів за п 16, який відрізняється тим, що схема швидкого експоненціального розряджання містить у собі п'ятий діод, включений зустрічно паралельно з п'ятим керованим ключем, конденсатор відсікання, другий діод, котушку та четвертий діод 18 Генератор імпульсів за будь-яким з попередніх 53671 8 27 Спосіб за п 26, який відрізняється тим, що включає етапи керування амплітудним та частотмістить у собі етапи задіяння генератора імпульсу ним складом прямокутного сигналу шляхом задіпротягом кожного інтервалу біполярного переходу яння генератора імпульсів у режимі резонансного щонайменше у режимах резонансного розряджанзаряджання, у якому резонансний конденсатор ня, швидкого розряджання, швидкого заряджання підключають до котушки для збільшення амплітута резонансного заряджання ди струму котушки у режимі резонансного розряджання, у якому конденсатор підключають, щоб 28 Спосіб за будь-яким з попередніх пп 22 - 26, приймати струм з котушки для збільшення ампліякий відрізняється тим, що містить у собі етап туди струму котушки у режимі швидкого розрязадіяння генератора імпульсів протягом кожного джання, у якому котушку розряджають в схему інтервалу біполярного переходу у режимі бездіявідсікання і у режимі швидкого заряджання, у якольності, у якому струм не протікає в котушці, яка у му котушку розряджають через схему відсікання, цьому режимі фактично відключається яку підключають паралельно входу постійного 29 Спосіб генерування ПОСЛІДОВНОСТІ періодичних струму, схемі відсікання, яка складає джерело друбіполярних імпульсів струму, які мають, у загальгої напруги, яке встановлюється для подавання на ному випадку, прямокутну форму, яка містить у котушку другої постійної напруги, більш високої, собі інтервали біполярного переходу, вставлені ніж напруга джерела першої напруги між інтервалами однополярного імпульсу струму змінної частоти шляхом використання схеми резо30 Спосіб за п 29, який відрізняється тим, що нансного перетворювача постійного струму у змінмістить у собі етапи задіяння генератора імпульсу ний, яка має вхід постійного струму, що являє сопротягом кожного інтервалу біполярного переходу бою джерело першої напруги, вихід, під'єднаний щонайменше у режимах резонансного розряджандо котушки, резонансний конденсатор, підключеня, швидкого розряджання, швидкого заряджання ний паралельно до входу, і який установлюється з та резонансного заряджання можливістю утворення резонансного контуру у 31 Спосіб за будь-яким із попередніх пп 29 - ЗО, поєднанні з котушкою, і засіб від'єднання з можлиякий відрізняється тим, що містить у собі етап вістю від'єднання резонансного конденсатора від задіяння генератора імпульсів протягом кожного входу постійного струму, коли напруга на резонанінтервалу біполярного переходу у режимі бездіясному конденсаторі перевищує напругу на вході льності, у якому струм не протікає в котушці, яка в постійного струму, який відрізняється тим, що цьому режимі фактично відключається Цей винахід відноситься до резонансного перетворювача живлення та способу генерування ПОСЛІДОВНОСТІ періодичних біполярних імпульсів струму Сигнал струму прямокутної форми є переважним типом передаваного сигналу для здійснення вимірювання перехідного загасання в широкій смузі частот, що використовуються, наприклад, у бортових системах електромагнітної розвідки Загальноприйнятий інвертор джерела напруги, що має транзистори і зустрічно-паралельні діоди, видає, фактично, трикутний або експоненціальний сигнал струму, і не кращим чином підходить для даного прикладного застосування Для цього типу застосування більше підходить інвертор джерела струму, що описаний у [статті] Е Е Ward, "Invertor suitable for operation over a range of frequency", Proc IEE, Vol 111, August 1964 ("Інвертор, придатний для роботи в діапазоні частот") В інверторі джерела струму зазвичай потрібні ключі з можливістю блокування при ЗМІНІ полярності й один або більш конденсаторів, підключених паралельно навантаженню Особливістю подібної схеми також, у загальному випадку, є примусова комутація, для чого потрібні також тиристори У канадському патенті 1064584 розкривається генератор імпульсів для бортової електромагнітної розвідки Котушка збуджується періодично біполярними імпульсами струму заданої амплітуди, періоду і частоти повторення і, у загальнім випадку, прямокутної форми Для формування замкнутого коливального контуру заданої частоти паралельно до котушки підключають конденсатор Керування коливальним контуром здійснюється через першу і другу пари керованих випрямлячів або, як варіант, підключення і відключення коливального контуру від джерела постійного струму і для зміни напрямку протікання струму від джерела постійного струму до котушки протягом послідовних імпульсів струму Прямокутна форма імпульсів, що генерується генератором імпульсів, є негнучкою, бо здатна використовувати тільки фіксовані амплітудні і частотні складові даної частоти повторення, складаючи сигнал прямокутної форми Один тип структури схеми інвертора джерела напруги, де конденсатор низької ємності міститься на вході транзисторного інвертора, описаний J Mohan і В Void у "Zero-voltage-svitching PWM inverter for high-frequency AC-DC power conversion", ("Інвертор ШІМ із комутацією нульової напруги для високочастотного випрямлення живлення") IEEE Transactions on Industry Applications, Vol 29, No 5, September/October 1993, pp 959 - 968 У цій схемі напруга на резонансному конденсаторі не може перевищити напругу джерела Крім того, між навантаженням і резонансним конденсатором не відбувається резонансу, але замість цього він відбувається між конденсатором і допоміжним дроселем У наступній схемі для обмоток двигуна з магнітним опором, описаній A Blasto і Т A Lipo у "А modified C-dump converter for variable reluctance machines", ("Видозмінений перетворювач із ємнісним скиданням для машин із перемінним магніт 53671 10 ним опором") 1991 IEEE IAS Conference Record, ного живлення по суті постійної напруги, має засіб pp 886 - 891, передбачаються уніполярні імпульрозв'язки (D5), переважно розміщене між першим си Передбачається менший конденсатор, що не джерелом електричного живлення по суті постійрезонує з навантаженням, і діод, підключений поної напруги входу постійного струму та резонансслідовно з джерелом напруги, підключається не до ним конденсатором, для розв'язки резонансного сторони постійного струму інвертора, а, замість конденсатора по відношенню до входу постійного цього, безпосередньо до обмоток навантаження струму, коли напруга в резонансному конденсаторі перевищує напругу на вході постійного струму У таких застосуваннях, як бортова електромагнітна розвідка, бажано мати відносно гнучке керуЄвропейський патент 0552389 не розкриває та вання електромагнітним сигналом, що випромінюне має на увазі ні такий засіб розв'язки, ні застосується котушкою або рамковою антеною вання резонансного конденсатора у ВІДПОВІДНОСТІ до даного винаходу На противагу цьому, як вкаУ патенті США 4410926 описана схема для гезано вище, конденсатор 2 в Д1 являється згланерування магнітних полів постійного струму змінджуючим конденсатором, який формує частину ної полярності На вході інвертора стоїть конденсхеми випрямлення Засіб розв'язки (Д5) у ВІДПОВІсатор невеликої ємності, що може резонувати з ДНОСТІ до даного винаходу не слід приймати за навантаженням Однак, керування формою хвилі випрямляючі тиристори 4 та 5, які утворюють часдуже обмежене і не забезпечує гнучкості, що потину випрямляча (1) згідно з цим патентом Очетрібна для нового покоління систем для геофізичвидно, що тиристори 4 та 5 не складають засіб них досліджень Зміна полярності незмінно реалірозв'язки, який вимагається формулою даної заявзується з використанням відносно повільних ки, а фактично разом зі згладжуючим конденсатопівперюдних резонансних переходів і відсутнє акром 2 визначають джерело постійного струму, яке тивне керування амплітудою струму використовується інвертором Д1 Засіб розв'язки Європейський патент 0562389 розкриває джезгідно з даним винаходом має суттєве значення рело електричного живлення для електростатичдля його функціонування, оскільки за рахунок ізоного фільтру Зазвичай ці фільтри живлять за долювання входу постійного струму при перевищенні помогою дволанкових перетворювачів, в яких напругою в резонансному конденсаторі напруги необхідно регулювати струм в проміжному ланцювходу постійного струму засіб розв'язки ефективгу та інвертувати струм для отримання змінного но визначає першу та другу резонансні підсхеми струму для живлення трансформатора великої розряджання та підзарядки, у яких відбувається потужності, який живить сам фільтр Джерело елеобмін енергією між резонансним конденсатором С, ктричного живлення містить напіврегульований з одної сторони, та індуктивністю і опором наванвипрямний міст постійного струму, з'єднаний за таження, з іншої Резонансні схеми підзарядки та допомогою сукупності котушок індуктивності з розряджання сприяють, сумісно зі схемами холосджерелом трифазного змінного струму Випрямляч того ходу і/або схемами експоненціальної підзарямістить три пари тиристорів, які забезпечують пердки, регулюванню амплітудного та частотного вмівинне регулювання струму Буферна схема, або сту форми прямокутного коливання в часі згладжуючий конденсатор, розміщені на виході інтервалів однополярних імпульсів струму моста, який підключений до інвертора Інвертор містить сукупність потужних транзисторів, з'єднаТакож необхідно ВІДМІТИТИ, ЩО ЗГІДНО З форних мостовою схемою та паралельно включених мами переключання, які відображаються в євроза допомогою ВІДПОВІДНИХ ДІОДІВ Інвертор працює пейському патенті 0552389, є щонайменше один на частоті, яка, щонайменше, в десять раз перетранзистор інвертора, який в будь-який даний мовищує вхідну частоту електричної мережі Перевамент знаходиться в стані "вкл" Це робить резонага цього джерела електричного живлення полягає нсний розряд того виду, який вказується в даній в тому, що регулювання струму об'єднують з дією заявці, неможливим як під час додатнього так і під інвертора, при цьому вилучаючи необхідність зачас від'ємного півперюда, і явним чином виключає стосування додаткових пристроїв захисту мережі наявність першої та другої резонансної підсхеми Ця мережа електричного живлення більш проста і розрядження згідно з формулою в результаті цього зведені до мінімуму собіварДаний винахід спрямований на забезпечення тість та втрата перетворення в компонентах лангнучкого та універсального ланцюга для регулюцюга В європейському патенті 0552389 ВОЗС 3/68 вання і амплітудного, і частотного вмісту прямоку28 07 93 джерело електричного живлення трифазтного та квазі-прямокутного коливання в інтервалі ного змінного струму (L1, L2, L3) живлять через однополярного імпульса струму, щоб певні частоВІДПОВІДНІ котушки індуктивності 6 в схему випрямти змогли вибірково переважати Зокрема, розмір ляча, яка містить міст 1 на трифазних тиристорах резонансного конденсатора С може бути достатта паралельний згладжуючий конденсатор 2 для ньо невеликим, щоб дозволити йому повністю того, щоб створювати джерело по суті постійної втратити свою згладжуючу та фільтруючу функцію напруги після згладжуючого конденсатора 2 для та сформувати значні коливання на вході з повним живлення інвертора 3 Необхідно ВІДМІТИТИ, ЩО опором навантаження Ланцюг згідно з даним виконденсатор 2 слугує в якості "буферної схеми" находом доволі більш складний і, як описується в або в якості згладжуючого конденсатора, який витексті заявки (стор 26, останній абзац), має ряд користовують для стабілізування або згладжуванпевних переваг, які повністю відрізняють його від ня джерела електричного живлення постійного ланцюга згідно з європейським патентом 0552389 струму На противагу цьому, в ланцюгу інвертора Всі раніше перераховані ВІДМІННОСТІ базуються на згідно з даним винаходом вхід постійного струму, тому, що винахід, який пропонується повністю відякий фактично утворює перше джерело електричрізняється від джерела електричного живлення з 11 53671 12 нерезонансним фільтром, а переваги досягаються керування амплітудним та частотним складом за рахунок наступного прямокутного сигналу шляхом перемикання вищевказаної схеми резонансного перетворювача з ВІДПОВІДНО ДО першого аспекту винаходу, пеможливістю задіяння між схемою заряджання та редбачається генератор імпульсів для збудження щонайменше однією з вищевказаних схем за щокотушки періодичними біполярними імпульсами, найменше один цикл керованого перемикання котрі мають, у загальному випадку, прямокутну форму, який містить у собі схему резонансного Винахід також передбачає генератор імпульсів перетворювача постійного струму у змінний, яка для збудження котушки періодичними біполярнимістить у собі вхід постійного струму, який являє ми імпульсами, які мають у загальному випадку собою джерело першої напруги та вихід, під'єднапрямокутну форму, який містить у собі схему рений до котушки, керуючу схему виконану з можлизонансного перетворювача постійного струму у вістю керування перемиканням вищевказаного змінний, яка містить у собі вхід постійного струму, резонансного перетворювача постійного струму у який являє собою джерело першої напруги та визмінний, резонансний конденсатор, підключений хід, приєднаний до котушки, керуючу схему викопаралельно до входу постійного струму та засіб нану з можливістю керування перемиканням вивід'єднання, розміщений між входом постійного щевказаного резонансного перетворювача постійструму та резонансним конденсатором з можливіного струму у змінний, резонансний конденсатор, стю від'єднання резонансного конденсатора від підключений паралельно до входу постійного входу постійного струму при перевищенні напруструму та засіб від'єднання, виконаний з можливісгою на резонансному конденсаторі напруги на тю від'єднання резонансного конденсатора від вході постійного струму, при цьому вищевказана входу постійного струму при перевищенні напрусхема резонансного перетворювача постійного гою на резонансному конденсаторі напруги на струму в змінний додатково містить інвертор у вході постійного струму, причому вищевказана вигляді повного мосту з першим та другим плечисхема резонансного перетворювача постійного ма, причому перше плече містить перший та друструму у змінний додатково містить інвертор у вигий керовані ключі, друге плече містить третій та гляді повного мосту з першим та другим плечем, і четвертий керовані ключі, а також перший, другий, перше плече містить перший та другий керовані третій та четвертий діоди, які виконані з можливісключі, і друге плече містить третій та четвертий тю зустрічно-паралельного підключення до, ВІДПОкеровані ключі, а також перший, другий, третій та ВІДНО, першого, другого, третього та четвертого четвертий діоди, які виконані з можливістю зустрікерованого ключа, з можливістю забезпечення чно-паралельного підключення до, ВІДПОВІДНО, ВІДПОВІДНИХ першої, другої, третьої та четвертої першого, другого, третього та четвертого кероваключ-дюдної пари, причому вищевказана схема ного ключа та забезпечення ВІДПОВІДНИХ першої, резонансного перетворювача постійного струму у другої, третьої та четвертої ключ-дюдних пар, змінний додатково містить першу схему резонанспричому вищевказана схема резонансного переного заряджання, яка містить перший керований творювача постійного струму у змінний містить у ключ, котушку, третій керований ключ та резонансобі першу схему резонансного заряджання, яка сний підсилювач і другу схему резонансного зарямістить перший керований ключ, котушку, третій джання, яка містить другий керований ключ, котукерований ключ та резонансний конденсатор і друшку, четвертий керований ключ та резонансний гу схему резонансного заряджання, яка містить підсилювач, у яких вищевказаний конденсатор другий керований ключ, котушку, четвертий керовиконаний з можливістю підключення та прийманваний ключ та резонансний конденсатор, у яких ня струму від котушки та збільшення амплітуди конденсатор виконаний з можливістю підключення струму котушки, першу схему резонансного розрята приймання струму від котушки та збільшення джання, яка містить другий діод, котушку, четверамплітуди струму котушки, першу схему резонанстий діод і резонансний конденсатор та другу схему ного розряджання, яка містить другий діод, котушрезонансного розряджання, яка містить третійдіку, четвертий діод та резонансний конденсатор і од, котушку, перший діод та резонансний кондендругу схему резонансного розряджання, яка міссатор, в котрих конденсатор виконаний з можливітить третій діод, котушку, перший діод та резонанстю приєднання до котушки та зменшення сний конденсатор, у яких конденсатор виконаний з амплітуди струму котушки, першу схему короткого можливістю підключення до котушки та зменшення замикання, яка містить перший керований ключ, амплітуди струму від котушки, схему експоненціакотушку та четвертий діод, або другий діод, третій льного заряджання, у якій вхід постійного струму керований ключ та котушку, і другу схему коротковиконаний з можливістю підключення безпосередго замикання, яка містить другий керований ключ, ньо до котушки та збільшення струму через котушкотушку, третій діод або перший діод, четвертий ку та схему відсікання, підключену паралельно керований ключ та котушку, у яких резонансний джерелу постійної напруги, при цьому схема відсіконденсатор фактично виконано з можливістю кання, яка виконана з можливістю утворення джеізоляції від котушки, і передбачається ланцюг рела другої напруги та встановлення з можливістю струму короткого замикання з можливістю забезподавання другої постійної напруги на котушку, печення поступового убування амплітуди струму яка вище ніж напруга джерела першої напруги котушки, і схему експоненціального заряджання, у Генератор імпульсів, здебільшого, містить у якій вхід постійного струму виконаний з можливіссобі першу і другу підсхеми холостого ходу, в коттю підключення безпосередньо до котушки та збірих резонансний конденсатор фактично ізолюєтьльшення струму в котушці, керуючу схему, яка ся від котушки, а для забезпечення поступового виконана з можливістю встановлення та також убування амплітуди струму котушки передбача 53671 14 13 ється коло струму короткого замикання, схему кешвидкого експоненціального заряджання і швидкорування, призначену для керування амплітудним і го експоненціального розряджання, призначені частотним складом прямокутного хвильового сигдіяти, у сполученні зі схемами резонансного заряналу шляхом перемикання роботи схеми перетводжання і розряджання, протягом інтервалу роботи рювача між, принаймні, двома типами підсхем за, біполярного переходу принаймні, один період керованого перемикання ВІДПОВІДНО ДО ще одного аспекту винаходу, протягом інтервалів уніполярного імпульсу струму передбачається спосіб генерування ПОСЛІДОВНОСТІ З метою забезпечення зручності встановлюперіодичних біполярних імпульсів струму, які мається схема керування, призначена для керування ють у загальному випадку прямокутну форму, який амплітудним і частотним складом сигналу прямомістить етапи керування амплітудним та частоткутної форми шляхом перемикання роботи схеми ним складом прямокутного сигналу шляхом задіперетворювача між, принаймні, трьома вищезаяння генератора імпульсів у режимі резонансного значеними типами підсхем за, принаймні, один заряджання, при якому резонансний конденсатор період керованого перемикання протягом інтерваз'єднують з котушкою та збільшують амплітуду лів однополярного імпульсу струму струму котушки у режимі холостого ходу при якому резонансний конденсатор ізолюють від котушки та З метою заощадження перетворювач містить в передбачають ланцюг струму короткого замикання собі інвертор у вигляді повного моста, що має пез можливістю забезпечення поступового зменшенрше і друге плечі перемикання, причому перше ня амплітуди струму котушки у режимі резонансноплече перемикання має перший і другий керовані го розряджання, при якому конденсатор приєднуключі, а друге плече перемикання має третій і четють до котушки та зменшують амплітуду струму вертий керовані ключі, при цьому перший, другий, котушки третій і четвертий діоди підключаються зустрічнопаралельно до, ВІДПОВІДНО, першого, другого, треЗдебільшого спосіб містить у собі етап залутього і четвертого керованих ключів, ВІДПОВІДНО чення генератора імпульсів у режимі швидкого утворюючи першу, другу, третю і четверту ключзаряджання, коли котушка заряджається через дюдні пари конденсатор відсікання, що підключається паралельно до входу постійного струму, і встановлюЗвичайно, перша підсхема резонансного заряється для забезпечення фактично незмінної наджання містить у собі перший керований ключ, пруги постійного струму, вищої за напругу на вході котушку, третій керований ключ і резонансний конпостійного струму, і в режимі швидкого експоненденсатор, а друга підсхема резонансного заряціального розряджання, коли котушка розряджаджання містить у собі другий керований ключ, коється в схему відсікання тушку, четвертий керований ключ і резонансний конденсатор, причому перша підсхема резонансЗ метою заощадження спосіб містить у собі ного розряджання містить у собі другий діод, коетапи відсікання напруги котушки, залучення генетушку, четвертий діод і резонансний конденсатор, ратора імпульсів у режимі швидкого розряджання а друга підсхема резонансного розряджання місшляхом перемикання струму котушки на схему тить у собі третій діод, котушку, перший діод і ревідсікання, а потім залучення схеми відсікання в зонансний конденсатор режимі швидкого заряджання при ЗМІНІ полярності струму відсікання Перша підсхема холостого ходу може містити в собі перший керований ключ, котушку і четверДля зручності спосіб містить у собі етапи затий діод, а друга підсхема холостого ходу містить безпечення, принаймні, одного періоду керованого у собі другий керований ключ, котушку і третій діперемикання протягом кожного інтервалу однопоод лярного імпульсу, причому кожний період перемикання включає в себе інтервал заряджання й інСхема відсікання здебільшого містить у собі тервал розряджання, що відповідають конденсатор відсікання і вузол перемикання, привищезгаданим режимам значений для керування роботою конденсатора відсікання, ємність якого підбирається таким чиЗвичайно, кожний період перемикання додатном, щоб він забезпечував фактично незмінну наково містить у собі інтервали швидких експоненціпругу постійного струму альних заряджання і розряджання Для зручності, кожний період перемикання таЗвичайно, схема відсікання утворює частину кож містить у собі інтервали повільних експоненцісхеми швидкого експоненціального заряджання, альних заряджання й розряджання призначеної для заряджання котушки, і схеми швидкого експоненціального розряджання, приЗвичайно, передбачають від двох до п'яти пезначеної для розряджання котушки в конденсатор ріодів перемикання, причому кожний період є перівідсікання одом, керованим широтно-імпульсною модуляцією Для зручності схема швидкого експоненціального заряджання містить у собі конденсатор відсіЗ метою заощадження спосіб містить у собі кання, п'ятий керований ключ, що утворює частину етапи залучення генератора імпульсів протягом вузла перемикання, перший ключ, котушку і третій кожного інтервалу роботи біполярного переходу, ключ принаймні, у режимах резонансного заряджання і резонансного розряджання Звичайно, схема швидкого експоненціального розряджання містить у собі п'ятий діод, підключеВІДПОВІДНО ДО ще одного аспекту винаходу пений зустрічно-паралельно до п'ятого керованого редбачається спосіб генерування ПОСЛІДОВНОСТІ ключа, конденсатор відсікання, другий діод, котушперіодичних біполярних імпульсів струму, які маку і четвертий діод ють, у загальному випадку, прямокутну форму, яка містить у собі інтервали біполярного переходу, З метою заощадження встановлюються схеми 15 53671 16 вставлені між інтервалами однополярного імпульструму в змінний, виконаного ВІДПОВІДНО ДО ЦЬОГО винаходу, су струму змінної частоти шляхом використання фіг 8 зображує таблицю різних можливих ресхеми резонансного перетворювача постійного жимів провідності, що відповідають єдиному позиструму у змінний, яка має вхід постійного струму, тивному періоду перемикання для позитивного що являє собою джерело першої напруги, вихід, струму Іх, під'єднаний до котушки, резонансний конденсатор, фіг 9а зображує діаграму станів, що ілюструє підключений паралельно до входу, і який установвсі можливі перехідні стани між режимами провідлюється з можливістю утворення резонансного ності, що ілюструються на фіг 8, протягом окремоконтура у поєднанні з котушкою, і засіб від'єднання го періоду перемикання, з можливістю від'єднання резонансного конденсафіг 96 зображує діаграми станів різних можлитора від входу постійного струму, коли напруга на вих перехідних станів між режимами провідності резонансному конденсаторі перевищує напругу на протягом інтервалу зміни полярності, вході постійного струму, спосіб, який містить у собі фіг 10 зображує діаграму форми хвилі хвильоетапи керування амплітудним та частотним склавого сигналу струму котушки з використанням індом прямокутного сигналу шляхом задіяння генетервалів незмінного стану, заряджання та розряратора імпульсів у режимі резонансного заряджання, джання, у якому резонансний конденсатор фіг11А - 11В зображують хвильові сигнали підключають до котушки для збільшення амплітуструму конденсатора, напруги на котушці і струму ди струму котушки у режимі резонансного розрякотушки, що відповідають першому варіанту реаліджання у якому конденсатор підключають, щоб зації схеми фіксованого перетворювача постійного приймати струм з котушки для збільшення ампліструму у змінний, виконаного ВІДПОВІДНО ДО ЦЬОГО туди струму котушки у режимі швидкого розрявинаходу, джання, у якому котушку розряджають в схему фіг 12А - 12Г зображують хвильові сигнали відсікання і у режимі швидкого заряджання, у якоструму конденсатора, напруги котушки, струму му котушку розряджають через схему відсікання, котушки і струму відсікання, що відповідають друяку підключають паралельно входу постійного гому варіанту реалізації схеми перетворювача струму, схемі відсікання, яка складає джерело друпостійного струму в змінний, зображеній на фіг 7 гої напруги, яке встановлюється для подавання на ОПИС ПЕРЕВАЖНИХ ВАРІАНТІВ РЕАЛІЗАЦІЇ котушку другої постійної напруги, більш високої ніж ВІДПОВІДНО ДО фіг 1, схема 10 перетворювача напруга джерела першої напруги постійного струму в змінний містить у собі схему Здебільшого спосіб містить у собі етапи залу12 інвертора у вигляді повного моста, що містить у чення генератора імпульсу протягом кожного інсобі чотири ключі Q1, Q2, Q3 і Q4, що мають ВІДтервалу роботи біполярного переходу, принаймні, ПОВІДНІ ДІОДИ D1, D2, D3 і D4, підключені зустрічноу режимах резонансного розряджання, швидкого паралельно ключам Котушка 14, подана у вигляді експоненціального розряджання, швидкого експоопору R і індуктивності L, проходить між лівим і ненціального заряджання і резонансного заряправим плечима перемикання, утвореними переджання микачами Q1, Q2 і Q3, Q4 Конденсатор С підклюДля зручності спосіб містить у собі етап залучається паралельно джерелу \/д напруги постійночення генератора імпульсів протягом кожного інго струму і входові інвертора 12, що має вигляд тервалу незмінного стану біполярного переходу, у повного моста Діод D5 підключається безпосереякому струм в котушці, що у цьому режимі фактичдньо до позитивного виводу джерела \/д напруги но відключається, не протікає постійного струму і призначений для від'єднання КОРОТКИЙ ОПИС КРЕСЛЕНЬ резонансного конденсатора С від джерела напруги Фіг 1 зображує принципову схему першого вапостійного струму, коли напруга на резонансному ріанта реалізації перетворювача постійного струму конденсаторі С перевищує напругу постійного у змінний, виконаного ВІДПОВІДНО ДО ЦЬОГО винахоструму на джерелі напруги Vfl ДУ. Ключі Q1, Q2, Q3 і Q4 цілком керовані і, звифіг 2 зображує приклад однієї ПОСЛІДОВНОСТІ чайно, є біполярними транзисторами з ізольоваєдиного, позитивного періоду перемикання, що ною базою (БТІБ) Як варіант, ключі можуть бути має місце в схемі, зображеній на фіг 1, біполярними транзисторами, МОП-транзисторами, фіг 3 зображує діаграму хвильового сигналу тиристорними вимикачами або будь-якими аналоструму, котушки, коли інтервал холостого ходу гічними керованими пристроями перемикання зменшується до нуля, Керування ключами здійснюється за допомогою фіг 4 зображує діаграму хвильового сигналу схеми керування, що буде описана нижче в описі струму котушки, коли інтервал розряджання змевинаходу з посиланням на фіг 7 - 10В ншується до нуля, Керування ключами Q1 - Q4 забезпечує три фіг 5 зображує почасти схематизовану принстани схеми як для позитивного, так і для негативципову схему аналогової схеми керування, приного струму, у котушці 14 Ці три стани більш дозначеної для керування схемою перетворювача кладно ілюструються на фіг 2, що представляє постійного струму в змінний, зображеною на фіг 1, лише позитивний період перемикання Перший фіг 6 і 6А зображують діаграми різних логічних стан 16 містить у собі інтервал заряджання, протяхвильових сигналів, що мають місце в різних нугом якого два ключі, а саме, Q1 і Q3 є провідними, мерованих положеннях на схемі керування, зоа на діоди D2 і D4 подається зворотна напруга браженій на фіг 5, зміщення Протягом цього періоду амплітуда фіг 7 зображує принципову схему другого ваструму зростає Наступний інтервал 18 холостого ріанту реалізації схеми перетворювача постійного 18 17 53671 ходу має місце, коли ключ Q1 і діод D4 є провід,-2=іІ7^~І 2J7 тивний період перемикання Інтервал 16 заряджання важливий для роботи (4) інвертора, оскільки в цей час він відбирає енергію G 2 = 2L або з джерела напруги \/д, або з резонансного конденсатора С Інтервали 18 і 20 холостого ходу і й l n - це пік струму приблизно прямокутної хвирозряджання забезпечують два способи зменшенлі ня струму, і в ході роботи схеми можна використоДля керування амплітудою струму і пульсацівувати будь-який із цих інтервалів або обидва раєю на вершині позитивної і негативної частин прязом Ця особливість схеми забезпечує гнучкість не мокутного сигналу протягом інтервалів 2, 4, 10 і 12 лише в керуванні амплітудою або формою сигналу застосовується широтно-імпульсна модуляція вихідного струму, а й складом і розподілом частоІнтервал 15 є позитивним періодом перемикання, тного спектру сигналу, що особливо важливо для що містить у собі два підінтервали, а саме інтергенерування біполярного сигналу прямокутної фовали 13 і 14 Інтервал 13 є інтервалом заряджанрми ня, а інтервал 14 є інтервалом холостого ходу, Діапазон керування простягається між двома причому обидва інтервали відповідають типу, що екстремумами, одним, у якому зменшення струму ілюструється позиціями 10 і 12 на фіг 4, що також котушки здійснюється винятково протягом інтеруказує, які пристрої в схемі є провідними Наведевалу холостого ходу, і іншим, у якому зменшення ний нижче список дає можливість підсумувати струму котушки відбувається винятково протягом призначення різних нумерованих інтервалів інтервалу розряджання Сигнали струму, що відінтервали 1, 3 зміна полярності струму повідають цим двом режимам роботи, зображені інтервали 2, 4 широтно-імпульсна модуляція на фіг 3 та 4 інтервал 5 один період перемикання широтноУ сигналі, 24, що ілюструється на фіг 4, де інімпульсної модуляції тервал розряджання встановлюється рівним нулю, інтервал 6 резонансне розряджання котушки максимальний струм майже незмінний, із низьким інтервал 7 резонансна заряджання котушки коефіцієнтом пульсацій Коли інтервал холостого від конденсатора ходу встановлюється рівним нулю, сигнал струму інтервал 8 повільне експоненціальне зарямає більш високий коефіцієнт пульсацій змінного джання котушки від джерела напруги струму, що ілюструється позицією 25 фіг 3, у реінтервали 9, 11 зміна полярності струму зультаті чого частотний склад сигналу струму інтервали 10, 12 широтно-імпульсна модуляція розширюється Безперервне регулювання форми інтервал 13 повільне експоненціальне зарясигналу виявляється можливим, завдяки регулюджання котушки від джерела напруги ванню вагових коефіцієнтів інтервалів заряджання, інтервал 14 холостий хід (повільне експоненхолостого ходу і розряджання, разом із числом ціальне розряджання) імпульсів струму в кожному позитивному і негатиінтервал 15 один позитивний період перемивному періоді кання широтно-імпульсної модуляції Зміна полярності протягом інтервалів 3 і 11, Сигнали протягом інтервалів 13 і 8 повільного зображених на фіг 3 і 4, ІНІЦІЮЄТЬСЯ вимкненням експоненціального заряджання від джерела напруусіх ключів Q1 - Q4 і наданням кола розряджання ги задані рівняннями через діагонально протилежні діоди D2 і D4 або D1 і D3 Коли струм проходить через нуль, параv x (t) = Vn (5) лельні провідним діодам ключі запираються, тим самим переносячи струм, що тепер тече в проти(6) лежному напрямку Це ІНІЦІЮЄ інтервал резонансного заряджання, під час якого струм збільшується майже до максимального значення В цьому інтерде їх - це струм котушки на початку інтервалу валі резонансного заряджання використовується Протягом інтервалу 14 холостого ходу або порезонанс між резонансним конденсатором С та вільного експоненціального розряджання, зобраіндуктивністю L котушки Пікове значення напруги женого на фіг 4, на котушку 14 подається нуль на резонансному конденсаторі С, звичайно, в девольт Це забезпечує втрату провідності діодом D4 сять разів перевищує напругу живлення Уд Навеі ключем Q1 або діодом D2 і ключем Q3, у залеждені нижче рівняння описують зміну напруги котуності від того, яка пара діод/ключ працює Хвильошки vx і струму котушки і х при переході ві сигнали протягом цього інтервалу визначаються рівняннями (1) v x (t) = 0 (7) (8) 19 53871 20 відповідають ключам Q1 і Q3, що проводять проде тягом позитивної частини періоду, і, аналогічно, 5і = R / L ключам Q2 і Q4, що проводять протягом його неІнтервал 5 є позитивним періодом перемикангативної частини Інтервал 8 має місце, коли наня струму, коли інтервал холостого ходу зменшупруга на вході моста 12 інвертора дорівнює напрується до нуля, що, з метою зменшення струму, в зі живлення \/д, а рівняння (5) і (6) описують форму ході керування за допомогою широтно-імпульсної напруги та струму протягом цього періоду Протямодуляції містить лише інтервал резонансного гом інтервалу 7, коли навантаження 14 заряджарозряджання Інтервал 6 резонансного розряється від резонансного конденсатора С, імпеданс джання можна описати за допомогою згаданих R + jcoL навантаження котушки резонує з конденрівнянь (1) і (2) резонансного заряджання сатором С, а сигнали визначаються рівняннями Інтервали 7 і 8 є, ВІДПОВІДНО, інтервалами резонансного й експоненціального заряджання, що vx(t,Vx,lx)=Vx+A(vx,lx)e-^ts.n(» x ( t V x l x ) = A(V X І х )Сш 2 е a t I (9) (10) cos(a>2t +