Вихідний підсилювач інвертора квазісинусоїдальної напруги

Винахід відноситься до електротехніки і може бути використай в джерелах харчування, що перетворять постійну напругу від нетрадиційних джерел харчування в перемінну синусоїдальну чи квазісинусоїдальну напругу промислової частоти. Відомий «Перетворювач постійної напруги в багатоступінчасту квазісинусоїдальну » (А.с. СРСР №1415380, МПК-4 Н02М7/5395, БВ-29-88p.). Новим у перетворювачі є введення блоку формування програмних сигналів, що мають вихід коду програмної синусоїди, вихід тактових імпульсів, вихід нульового сигналу, вихід керування полярністю, аналого-цифровий перетворювач, блок порівняння кодів, що має два кодових входи, вихід пріоритету числа на першому вході, вихід пріоритету числа на другому вході, дві схеми збігу, М блоків керування осередками. Недоліком відомого пристрою є складна схемотехніка вихідного каскаду разом із пристроєм М блоків керування осередками. Відомий «Інвертор зі східчастою, близької до синусоїди, формою кривої вихідної напруги» (А.с. СРСР №565365, МПК-2 Н02М7/537, БВ-26-77p.), що містить основну переобразуючу ячейку із прямокутною вихідною напругою і кілька додаткових переобразуючих ячеек, що формують східчасту напругу для добудування синусоїди через підсумовуюче пристрій, з'єднана послідовно з виходом основної ячейки, при цьому основна ячейка виконана на тиристорах, а додаткові - на транзисторах, причому сумарна вихідна напруга додаткових ячеек на початку і наприкінці кожного напівперіоду вихідної напруги інвертора обраної забільш напруги харчування інвертора, крім того, основна осередок виконаний за напівмостовою схемою, а вихід її шунтований двома з'єднаними паралельно тиристорами. Недоліком відомого пристрою є високий рівень напруги вищих гармонік, генеруємих інвертором. Найбільш близьким по технічній сутності і результату, що досягається, і обраним як прототип є «Інвертор квазісинусоїдальної напруги» (Висновок про видачу деклараційного патенту України від 26 березня 2003р. за заявкою №2002108344, пріоритет від 22 жовтня 2002г), що містить вихідний трансформатор, блок керування, двотактні вихідні інвертори, ланцюги керування якими з'єднані з відповідними виходами блоку керування, блок керування містить генератор імпульсного стабілізатора, що задає, напруги, пристрій керування вихідним каскадом імпульсного стабілізатора напруги, широтно-імпульсний модулятор імпульсного стабілізатора напруги, формірувач модульованих імпульсів керування імпульсного стабілізатора напруги, пристрій токового захисту імпульсного стабілізатора напруги, а двотактні вихідні інвертори виконані у вигляді перетворювача з вихідним трансформатором і з пристроєм керування перетворювачем, крім того, уведені попередній підсилювач потужності імпульсного стабілізатора напруги, перший випрямляч напруги харчування перетворювача, підсилювач потужності імпульсного стабілізатора напруги, другий випрямляч напруги харчування перетворювача, пристрій контролю напруги і параметричний стабілізатор напруги, причому пристрій містить шість двотактні вихідних інверторів, виходи яких підключені до одного вихідного трансформатора. Недоліком прототипу є складна схемотехніка вихідного підсилювача інвертора квазісинусоїдальної напруги, і, як наслідок, низька надійність пристрою. Задачею дійсного винаходу є розробка нової схемотехніки вихідного підсилювача інвертора квазісинусоїдальної напруги з досягненням технічного результату - збільшення потужності вихідного підсилювача і поліпшення якості напруги на виході пристрою. Поставлена задача досягається тим, що в «Вихідному підсилювачі інвертора квазісинусоїдальної напруги», що включає n-блоків вихідних підсилювачів, вихідний багато обмотковий трансформатор, блок керування вихідними підсилювачами і блок випрямлячів, n-блоків вихідних підсилювачів, виконані кожний у вигляді двотранзисторного складеного каскаду, блок керування вихідними підсилювачами, виконаний у вигляді вузла квантування за часом, що має n-виходів для керування n-блоками вихідних підсилювачів, блок випрямлячів, виконаний у вигляді блоку n-мостових випрямлячів, на виходах яких установлені Г-подібні LC-фільтри. Новим у пристрої, що заявляється, є нова схемотехніка побудови вихідного підсилювача інвертора, що дозволяє збільшити його потужність у порівнянні з прототипом, і поліпшити якість синусоїдальної напруги, одержуваної на виході пристрою. Тому очевидно, що реалізація пристрою, що заявляється, дозволить виконати задачу, поставлену в дійсному винаході, з досягненням технічного результату - збільшення потужності вихідного підсилювача і поліпшення якості напруги на виході пристрою. Суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, співпадаючими з прототипом, є наступні ознаки: - n-блоків вихідних підсилювачів; - вихідний багато обмотковий трансформатор; - блок керування вихідними підсилювачами; - блок випрямлячів . Відмітними від прототипу суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, є наступні ознаки: - n-блоків вихідних підсилювачів, виконані кожний у вигляді двотранзисторного складеного каскаду; - блок керування вихідними підсилювачами, виконаний у вигляді вузла квантування за часом, що має nвиходів для керування n-блоками вихідних підсилювачів; - блок випрямлячів, виконаний у виді блоку n-мостових випрямлячів; - на виходах n-мостових випрямлячів установлені Г-образні LC-фільтри. Між суттєвими ознаками винаходу, що заявляється, і технічним результатом, якій досягається, існує наступний причинно-наслідковий зв'язок. Дійсно, нова схемотехніка вихідного підсилювача інвертора, що заявляється, відрізняється підвищеною потужністю вихідного підсилювача, а збільшення рівнів квантування до 32-х дозволяє значно поліпшити якість одержуваної квазісинусоїдальної напруги. Винахід ілюстрований кресленням. На фігурі зображена принципова електрична схема пристрою. Пристрій містить n-блоків вихідних підсилювачів (у даному конкретному випадку - n=8). Кожний з n-блоків вихідних підсилювачів містить дві аналогічні схеми, виконані у вигляді двотранзисторних складених каскадів - на транзисторах VT1 (типу КТ 972А), VT2 (типи КТ 812А) і резисторах R1-R4 і на транзисторах VT3 (типи КТ 972 А) , VT4 (типи КТ 812А) і резисторах R5-R8. На бази транзисторів кожного з n-блоків надходять керуючі сигнали з вузла квантування за часом (далі по тексту - ВКзЧ). Схема ВКзЧ умовно не приведена в даному описі. Колектори вихідних транзисторів кожного з n-блоків підключені до своєї n-обмотки багатообмоткового трансформатора TV1, виконаних із середнім виводом. На середні виводи кожної з n-обмоток трансформатора TV1 подається своя напруга від блоку n-мостових випрямлячів (далі по тексту - БМВ), на виходах яких установлені Г-подібні LC-фільтри. Схема БМВ умовно не приведена в даному описі. Пристрій, що заявляється, працює в такий спосіб. Для квантування за рівнем і за часом необхідне одержання 1/16 напівхвилі, тобто 32 квантування за часом 32 рівнів напруги напівхвилі синусоїди. Ці сигнали квантування надходять з ВКзЧ на бази транзисторів кожного з n-блоків вихідного підсилювача в строго визначені моменти часу. Отримані імпульси з підсумовуючого формірувача прямокутних імпульсів через помножувач частоти мережі від 50 Гц до 1600Гц, необхідний для зменшення погрішності квантування за часом, необхідно не менш 1/16 напівхвиль живильного напруги, тобто 32 рівня квантування. Ці прямокутні імпульси з частотою від 50Гц до 1600Гц надходять через комутатор на входи лічильникадешифратора. Потім на елементах вузла квантування за часом формуються імпульси керування блоками 1-8 вихідного підсилювача інвертора квазісинусоїдальної напруги. Далі ці імпульси надходять на комутатор напівперіодів квазісинусоїдального сигналу, з виходу якого вони подаються на бази силових транзисторів блоків 1-8 вихідного підсилювача. Колектори вихідних транзисторів блоків 1-8 підключені до обмоток силового трансформатора TV1, які мають по трі виводи кожна. До першого і третього виводу цих обмоток підключені колектори вихідних транзисторів блоків 1-8, а на середній (другий) вивід подається постійна напруга з виводів БМВ - від +60V до +240V. При формуванні квазісинусоїдального сигналу імпульси з ВКзЧ надходять на базу транзистора VT1 блоку 8, що відкривається і відмикає транзистор VT2. Відкритий транзистор VT2 підключає перший вивід обмотки 8 трансформатора TV1 до мінуса постійної напруги 60V. При цьому по напівобмотці І обмотки 8 протікає струм, що формує першу сходинку позитивної напівхвилі квазісинусоїдальноі напруги. Потім з ВКзЧ надходять по черзі сигнали на бази транзисторів VT1 блоків 7-1, що по черзі відкриваються і відмикають транзистори VT2 своїх блоків 7-1. По черзі відкриті транзистори VT2 блоків 7-1 підключають перші виводи обмоток 7-1 трансформатора TV1 до мінуса постійної напруги 110V, 160V, 190V, 210V, 225V, 234V і 240V. У такий спосіб за вісьмох тактів роботи ВКзЧ формується наростаючий фронт позитивної напівхвилі квазісинусоїдальноі напруги. Потім з ВКзЧ, вже в зворотному порядку, подаються сигнали на бази транзисторів VT1 блоків 1-8, що по черзі відкриваються і відмикають транзистори VT2 своїх блоків 1-8. По черзі відкриті транзистори VT2 блоків 1-8 підключають треті виводи обмоток 1-8 трансформатора TV1 до мінуса постійної напруги 240V, 234V, 225V, 210V, 190V, 160V, 110V і 60V. У такий спосіб за вісьмох тактів роботи УКпВ формується спадаючий фронт позитивної напівхвилі квазісинусоїдальноі напруги. Аналогічно відбувається робота пристрою при формуванні негативної напівхвилі квазісинусоїдальноі напруги. Таким чином, з огляду на усе вищевикладене, можна зробити висновок, що реалізація пристрою, що заявляється, дозволить виконати задачу, поставлену в дійсному винаході, з досягненням технічного результату збільшенням потужності вихідного підсилювача й поліпшенням якості напруги на виході пристрою.