專(zhuān)利名稱(chēng)：交流電壓變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及脈沖技術(shù)，更確切地說(shuō)，涉及交流電壓變換器。它可用在機(jī)電傳動(dòng)和數(shù)字程控機(jī)床上。
目前，交流電壓變換器被廣泛用于控制有源感應(yīng)負(fù)載(如電機(jī)繞組)的電流，方法是通過(guò)供電線路中電壓的寬闊的脈沖調(diào)制來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是，目前已有的交流電壓變換器對(duì)控制有源感應(yīng)負(fù)載電流的量值并不明顯，這與已有的交流電壓變換器的寬脈沖信號(hào)的寬度和相位的控制受到限制有關(guān)。在已有的交流電壓變換器內(nèi)沒(méi)有設(shè)置能使儲(chǔ)存在有源感應(yīng)負(fù)載中的電磁能量回饋(再返回到輸電線路中)的裝置，這就阻礙了當(dāng)電流不等于零時(shí)，對(duì)負(fù)載的變換，從而也就不能實(shí)現(xiàn)負(fù)載電流的連續(xù)變化，因此，也就大大限制了它們的功能和使用范圍。
已知的交流電壓變換器(O.A.柯索夫，“在轉(zhuǎn)換狀態(tài)下的三極管功率放大器”，1971，能量，(莫斯科)，72頁(yè))，包含有交流電壓電源，并與負(fù)載和有雙邊導(dǎo)電性的電鍵串聯(lián)，在電鍵的兩個(gè)雙極晶體三極管中，其集電極-發(fā)射極和基極-發(fā)射極平行地按反向與二極管連接，而晶體三極管的基極則成了電鍵的控制輸入端，并與控制電壓電源連接。
當(dāng)將有源感應(yīng)負(fù)載接入交流電壓電源時(shí)，對(duì)上述交流電壓變換沒(méi)有施加限制，但它只準(zhǔn)許在負(fù)載電流等于零的條件下才能將負(fù)載與電源切斷，這就必須給脈沖進(jìn)入變換器控制輸入端的時(shí)間和寬度提出嚴(yán)格要求。事實(shí)上這也是對(duì)變換器功能的一種限制。
現(xiàn)有的另一種包含有變壓器的交流電壓變換器(SU，A，II98686)，其變壓器的初級(jí)繞組與交流供電線路連接，而次級(jí)繞組的第一引線則與有雙邊導(dǎo)電性的電鍵的第一引線連接，其第二引線由變換器的第一輸出端充當(dāng)，它的第二輸出端由變壓器次級(jí)繞組的第二引線充當(dāng)。有雙邊導(dǎo)電性的電鍵的控制輸入端與變換控制信號(hào)幅值的模塊的輸出端連接，此模塊的輸入端與變換器的控制輸入端電連接。在有雙邊導(dǎo)電性的電鍵內(nèi)部有兩個(gè)n-P-n晶體三極管，它們的發(fā)射極互相接通，集電極充當(dāng)電鍵的引線，基極則充當(dāng)其控制輸入端。有兩個(gè)二極管，它們的負(fù)極與n-P-n晶體三極管的集電極連接。變換控制信號(hào)幅值的模塊包含有兩個(gè)電阻，它們的第一引線成了輸出端，而第二引線互相連接，并充當(dāng)其控制輸入端，此控制輸入端經(jīng)過(guò)與之相匹配的變壓器與變換器的控制輸入端連接。變壓器次級(jí)繞組的中點(diǎn)與第一和第二個(gè)二極管的正極相連。
當(dāng)負(fù)載接入交流供電線路時(shí)，在正極性脈沖進(jìn)入上述變換器匹配變壓器的初級(jí)繞組的情況下，不允許將有源感應(yīng)負(fù)載在其電流不等于零的情況下與交流供電線路切斷，這是因?yàn)樵诟袘?yīng)負(fù)載內(nèi)儲(chǔ)有電磁能，而且又沒(méi)有設(shè)置使此能量回饋的裝置，因此，有可能導(dǎo)致雙邊導(dǎo)電性的電鍵擊穿。
因此，現(xiàn)有交流電壓變換器的特點(diǎn)是其功能受限制，不能按任意要求的規(guī)律進(jìn)行變換。
本發(fā)明的基本任務(wù)是制造一種交流電壓變換器，在此變換器內(nèi)，通過(guò)引入保證聚集在有源感應(yīng)負(fù)載內(nèi)的電磁能量回饋的附加模塊，來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)載在任意瞬間的換流，而不依負(fù)載電流的大小為條件。
解決擺在面前任務(wù)的方法是，在包含有變壓器的交流電壓變換器內(nèi)設(shè)置附加繞組。變壓器的初級(jí)繞組與交流供電線路連接，次級(jí)繞組的第一引線與有雙邊導(dǎo)電性的電鍵的第一引線連接。變換器的第一輸出端充當(dāng)電鍵的第二引線，變壓器次級(jí)繞組的第二引線由其第二輸出端充當(dāng)，有雙邊導(dǎo)電性的電鍵的控制輸入端與變換控制信號(hào)幅值的模塊的輸出端連接，此模塊的控制輸入端與變換器的控制輸入端連接。根據(jù)本發(fā)明，在變壓器內(nèi)增設(shè)附加次級(jí)繞組，它的第一引線與基本次級(jí)繞組的第二引線連接并接地。變換器裝有雙邊導(dǎo)電性的附加電鍵其第一引線與變壓器的附加次級(jí)繞組的第二引線連接，第二引線與有雙邊導(dǎo)電性的基本電鍵的第二引線連接;裝有變換控制信號(hào)幅值的附加模塊，其輸出端與有雙邊導(dǎo)電姓的附加電鍵的控制輸入端連接;裝有決定供電線路極性的模塊，其輸入端與變壓器基本繞組的第一引線和附加繞組的第二引線連接;還裝有兩個(gè)控制模塊和有雙邊導(dǎo)電性的電鍵，其輸入端充當(dāng)變換器的基本和附加控制輸入端，這時(shí)，控制模塊途齠ü┑縵叩繆辜緣哪？櫚氖涑齠擻氡浠豢刂菩藕歐檔幕競(jìng)透郊幽？櫚目刂剖淙攵肆印 總之，應(yīng)使有雙邊導(dǎo)電性的基本和附加電鍵包含有P-n-P晶體三極管，其發(fā)射極充當(dāng)?shù)谝灰€;第一二極管，其負(fù)極和正極必須相應(yīng)地與P-n-P晶體三極管的發(fā)射極和集電極連接;n-P-n晶體三極管，其發(fā)射極與P-n-P晶體三極管的集電極連接，而集電極則充當(dāng)有雙邊導(dǎo)電性的電鍵的第二引線;第二二極管，其負(fù)極和正極相應(yīng)的與n-P-n晶體三極管的集電極和發(fā)射極連接;四個(gè)電阻，其中第一和第二電阻的一個(gè)引線相應(yīng)地與P-n-P和n-P-n晶體三極管的發(fā)射極連接，第三和第四電阻的一個(gè)引線與基極連接;第三和第四二極管，其負(fù)極相應(yīng)地與第三和第四電阻的另一引線連接;和第三、第四二極管并聯(lián)的扼流圈。這時(shí)，第三二極管的正極和第四二極管的正極充當(dāng)有雙邊導(dǎo)電性的每個(gè)電鍵的控制輸入端。
有益的是，應(yīng)使交流電壓變換器增設(shè)二個(gè)正極性電壓源和一個(gè)負(fù)極性電壓源，變換控制信號(hào)幅值的基本和附加模塊內(nèi)包含有兩個(gè)P-n-P晶體三極管，它們的發(fā)射極相應(yīng)地與正極性電壓源連接，還有一個(gè)其發(fā)射極與負(fù)極性電壓源相接的n-P-n晶體三極管，有三對(duì)電阻，每對(duì)電阻的一個(gè)引線互接并充當(dāng)變換控制信號(hào)幅值模塊中第一和第二對(duì)電阻的控制輸入端，引線連在一起的第三對(duì)電阻與第一個(gè)P-n-P晶體三極管的集電極連接，每對(duì)電阻的其余引線相應(yīng)地與P-n-P和n-P-n晶體三極管的基極和發(fā)射極連接，兩個(gè)電容相應(yīng)地與n-P-n晶體三極管和第二個(gè)P-n-P晶體三極管的基極和集電極連接，晶體三極管的集電極充當(dāng)了變換控制信號(hào)幅值模塊的輸出端。
合理的是，應(yīng)使決定供電線路極性的模塊內(nèi)包含有四個(gè)其發(fā)射極接地的n-P-n晶體三極管，其集電極充當(dāng)決定供電線路電壓極性的模塊的輸出端;有四個(gè)電阻，它們的一個(gè)引線與n-P-n晶體三極管的基極連接，其余引線則成對(duì)相接;有兩個(gè)二極管，其負(fù)極與電阻的已相連一起的引線連接，而正極則充當(dāng)了決定供電線路電壓極性的模塊的輸入端。
更好的是，要使每個(gè)控制有雙邊導(dǎo)電性的電鍵的模塊包含有兩個(gè)其發(fā)射極接地的n-P-n晶體三極管，兩個(gè)電阻，它們的一個(gè)引線互接并充當(dāng)控制有雙邊導(dǎo)電性的電鍵的模塊的輸入端，其余引線與n-P-n晶體三極管的基極連接，晶體三極管的集電極充當(dāng)控制有雙邊導(dǎo)電性的電鍵的模塊之輸出端。
上述交流電壓變換器能夠?qū)崿F(xiàn)在任意要求的瞬間對(duì)有源感應(yīng)負(fù)載的換流而不以供電線路中的電壓和負(fù)載電流的大小為條件。上述變換器功能的擴(kuò)大是由于在變換器內(nèi)引入了有雙邊導(dǎo)電性的附加電鍵和變壓器的附加次級(jí)繞組，它們保證了聚集在有源感應(yīng)負(fù)載內(nèi)的剩余電磁能再直接返回到供電線路，以利再用，因此，就可以實(shí)現(xiàn)在任意要求的情況下對(duì)負(fù)載換流。借助于變換控制信號(hào)幅值的模塊、決定供電線路電壓極性的模塊和控制模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)有雙邊導(dǎo)電性電鍵的控制，不論是基本的還是附加的。因在變換器中使用了有兩個(gè)次級(jí)繞組的變壓器，因此可以獲得負(fù)載電壓任何需要的極性，而與供電線路中電壓的當(dāng)前極性無(wú)關(guān)。剩余的電磁能量直接在電供線路中的回饋也有助于提高變換器的效率(K.П.
)。
下面我們通過(guò)具體實(shí)施方案的敘述和附圖
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。附圖是根據(jù)本發(fā)明而繪制的交流電壓變換器的原理電路圖。
交流電壓變換器包含有變壓器1，其初級(jí)繞組2與交流供電線路連接(在圖中以變壓器1的輸入端子表示)。而次級(jí)繞組3以引線4與有雙邊導(dǎo)電性的電鍵6的第一引線5連接。電鍵6的第二個(gè)引線7與有雙邊導(dǎo)電性的電鍵9的第一引線8連接并充當(dāng)變換器的第一輸出端10。電鍵9的引線11與變壓器1的次級(jí)繞組13的引線12連接，繞組13的另一引線14與次級(jí)繞組3的引線15連接，此引線接地并充當(dāng)交流電壓變換器的第二輸出端16。變換器的輸出端1016被用來(lái)連接有源感應(yīng)負(fù)載，如電機(jī)繞組。
有雙邊導(dǎo)電性的電鍵6，9的控制輸入端17，18和19，20與轉(zhuǎn)換控制信號(hào)幅值的模塊25，26的輸出端21，22和23，24連接，其控制輸入端27，28相應(yīng)地與有雙邊導(dǎo)電性的控制電鍵33和決定供電線路電壓極性的模塊34的成對(duì)相連的輸出端29，30和31，32連接，變換控制信號(hào)幅值的模塊25，26的控制輸入端35，36與決定極性的模塊34和控制有雙邊導(dǎo)電性的電鍵的模塊41的輸出端37，38和39，40成對(duì)地連接。
決定供電線路電壓極性的模塊34的輸入端42，43相應(yīng)地與變壓器1的次級(jí)繞組3，13的引線4，12連接。控制模塊33，41的輸入端44，45充當(dāng)了變換器的控制輸入端。
有雙邊導(dǎo)電性的電鍵6，9各包含一個(gè)P-n-P晶體三極管46，其發(fā)射極充當(dāng)了電鍵6，9的第一引線5，11;一個(gè)二極管41，其負(fù)極和正極相應(yīng)地與P-n-P晶體三極管46的發(fā)射極和集電極連接，一個(gè)n-P-n晶體三極管48，其發(fā)射極與P-n-P晶體三極管46的集電極連接，而晶體三極管48的集電極充當(dāng)電鍵6，9的第二引線7，8。二極管49的負(fù)極和正極分別與n-P-n晶體三極管48的集電極和發(fā)射極連接，電阻50，51的一個(gè)引線與P-n-P晶體三極管46和n-P-n晶體三極管48的發(fā)射極連接，而以一個(gè)引線與這些晶體三極管的基極連接的是電阻52，53。在電阻52，51的其余引線上連接有二極管54，55的負(fù)極，二極管的正極則與電阻50，53的其余引線連接。與二極管55，55并聯(lián)的有扼流圈56，57，這時(shí)，二極管54的正極和二極管55的負(fù)極充當(dāng)了電鍵6，9的控制輸入端17，20，18，19。
在每個(gè)變換控制信號(hào)幅值的模塊25，26的內(nèi)部有兩個(gè)P-n-P晶體三極管58，59，他們以其發(fā)射極與正極性電壓源+E1，+E2連接，而與負(fù)極性電壓源-E連接的是變換控制信號(hào)幅值的模塊25，26內(nèi)的n-P-n晶體三極管60的發(fā)射極，每個(gè)變換控制信號(hào)幅值的模塊25，26有三對(duì)電阻61，62，63，64，65，66，每組中的電阻以其一個(gè)引線互接，電阻61，62和63，64的引線充當(dāng)了模塊25，26的控制輸入端27，28，35，36。第三對(duì)電阻65，66連在一起的引線與P-n-P晶體三極管58的集電極連接，而每對(duì)電阻61，62，63，64，65，66的其余引線相應(yīng)地與P-n-P晶體三極管58，59和n-P-n晶體三極管60的基極和發(fā)射極連接。在n-P-n晶體三極管60和P-n-P晶體三極管59的基極和集電極上連有電容器67，68，晶體三極管60，59的集電極充當(dāng)了變換控制信號(hào)幅值的模塊25，26的輸出端21，24，22，23。
決定供電線路電壓極性的模塊34在所述的實(shí)施方案中包含有四個(gè)n-P-n晶體三極管69，70，71，72，它們的發(fā)射極均接地，而集電極則充當(dāng)決定供電線路電壓極性的模塊34的輸出端30，32，37，39。在n-P-n晶體三極管69，70，71，72的基極上連有電阻73，74，75，76的一個(gè)引線，電阻74，75和73，76的其余引線成對(duì)互接，并與二極管77，78的負(fù)極連接，正極則充當(dāng)決定供電線路電壓極性的模塊34的輸入端。
每個(gè)控制有雙邊導(dǎo)電性的電鍵的模塊33，41包含有兩個(gè)n-P-n晶體三極管79，80，這些晶體三極管的發(fā)射極接地，而其集電極則充當(dāng)了控制模塊33，41的輸出端31，38和29，40，在基極上連有電阻81，82的一個(gè)引線，電阻的其余引線互接并充當(dāng)控制模塊33，41的輸入端44，45。
上述交流電壓變換器按以下方式工作。
變換器的用途是控制連接在其引線10，16上的有源感應(yīng)負(fù)載的寬脈沖電流。負(fù)載電流的幅值由進(jìn)入控制模塊33，34的輸入端44，45中之一的正極性脈沖占空因子所決定。當(dāng)脈沖進(jìn)入控制模塊33的輸入端44時(shí)，與供電線路電壓的當(dāng)前極性無(wú)關(guān)的負(fù)載電流將從變換器的輸出端10流到輸出端16，并假定為正向，而當(dāng)脈沖進(jìn)入控制模塊41的輸入端45時(shí)，負(fù)載電流則在相反方向流動(dòng)。
負(fù)載電流極性的形成是按以下方式實(shí)現(xiàn)的。在控制模塊33的輸入端44輸入正極性脈沖時(shí)，n-P-n晶體三極管79，80被流經(jīng)電阻81，82的電流導(dǎo)通，控制模塊33內(nèi)的n-P-n晶體三極管79，80的導(dǎo)通，導(dǎo)致變換控制信號(hào)幅值的模塊25，26內(nèi)的P-n-P晶體三極管58經(jīng)電阻62導(dǎo)通。
由于上述過(guò)程進(jìn)行的結(jié)果，在P-n-P晶體三極管58集電極上的電壓差不多將提高到第一個(gè)正極性電壓源的電壓值+E1，由此從P-n-P晶體三極管58的集電極經(jīng)過(guò)電阻65而進(jìn)入負(fù)極性電壓源-E的電流，將迫使n-P-n晶體三極管60導(dǎo)通。
為保證變換控制信號(hào)幅值的模塊25，26內(nèi)P-n-P晶體三極管58可靠地導(dǎo)通，將第一個(gè)正極性電壓源+E1的電壓值有意地取得較P-n-P晶體三極管58的基極-發(fā)射極通道和決定供電線路電壓極性的模塊34及控制模塊33，41內(nèi)的n-P-n晶體三極管69，70，79，80的集電極-發(fā)射極通道處的飽和電壓的總和還要大些。
由于上述過(guò)程進(jìn)行的結(jié)果，成為變換控制信號(hào)幅值的模塊25，26的輸出端21，24的n-P-n晶體三極管60的集電極上的電壓差不多將下降至負(fù)極性電壓源-E的電壓值，可以有意地將此電壓選得較變壓器1的繞組3，13的交流電壓幅值大些。所以，不以變壓器1的繞組3，13之引線4，12的當(dāng)前電壓值為條件，電流經(jīng)過(guò)電阻52，扼流圈56和有雙邊導(dǎo)電性的電鍵6、9內(nèi)P-n-P晶體三極管的基極-發(fā)射極通道處進(jìn)入負(fù)極性電壓源-E。
扼流圈56和電容器67限制了P-n-P晶體三極管46基極處電流增加的陡度，這可以預(yù)防變壓器1的次級(jí)繞組3，13的引線4，12之間在P-n-P晶體三極管46換流時(shí)穿透電流的通過(guò)。二極管54可預(yù)防當(dāng)扼流圈56換流時(shí)，n-P-n晶體二極管被擊穿。
當(dāng)正向電流經(jīng)過(guò)P-n-P晶體三極管46的基極-發(fā)射極通道時(shí)，將引起它們導(dǎo)通，并且以變壓器1的繞組3，13串聯(lián)的引線4，12處的當(dāng)前電壓的極性為條件，P-n-P晶體三極管46中的一個(gè)處于導(dǎo)通，而另外一個(gè)處于截止。當(dāng)變壓器1的繞組3的引線4上的電壓為正極性時(shí)，電鍵9內(nèi)的P-n-P晶體三極管46處于截止，反之亦然。處于截止的P-n-P晶體三極管46，可借助于在這種情況下接在正向的二極管47，避免被反向電壓擊穿。
因此，當(dāng)正極性脈沖進(jìn)入控制模塊33的輸入端44時(shí)，在交流電壓變換器的輸出端10上，藉助于在有雙邊導(dǎo)電性的電鍵6，9內(nèi)在交流供電線路的當(dāng)前極性電壓下處于導(dǎo)通的一個(gè)P-n-P晶體三極管46，將形成正極性脈沖，其幅值差不多與變壓器1的繞組3，13的引線4，12上的當(dāng)前電壓相等。
當(dāng)正極性脈沖進(jìn)入控制模塊41的輸入端45時(shí)，n-P-n晶體三極管79，80將被經(jīng)過(guò)電阻81，82的電流導(dǎo)通。上述n-P-n晶體三極管79，80的導(dǎo)通，將導(dǎo)致從第二個(gè)正極性電壓源+E2，經(jīng)過(guò)P-n-P晶體三極管59的基極-發(fā)射極通道，電阻64和控制模塊41內(nèi)導(dǎo)通的n-P-n晶體三極管79，80的電流，將變換控制信號(hào)幅值的模塊25，26內(nèi)P-n-P晶體三極管59導(dǎo)通。結(jié)果，作為變換控制信號(hào)幅值的模塊25，26輸出端22，23的P-n-P晶體三極管59的集電極上的電壓差不多將提高到第二個(gè)正極性電壓源+E2的電壓值。因?yàn)橐寻炎儔浩?的繞組3，13的引線3，12處的交流電壓幅值有意地取得稍大，那么，與上述電壓的當(dāng)前值的大小無(wú)關(guān)，電流從第二個(gè)正極性電壓源+E2，經(jīng)過(guò)已導(dǎo)通的P-n-P晶體三極管59，扼流圈57，電阻53和電鍵6，9內(nèi)的n-P-n晶體三極管48的基極-發(fā)射極通道而進(jìn)入變壓器1的次級(jí)繞組3，13的引線4，12。
扼流圈57和電容器68將限制n-P-n晶體三極管48基極處電流增加的陡度，這也就防止了上述晶體三極管48換流時(shí)，在變壓器1的次級(jí)繞組3，13的引線4，12間穿透電流的流過(guò)。二極管55可防止扼流圈57換流時(shí)P-n-P晶體三極管59被擊穿。
正向電流穿過(guò)n-P-n晶體三極管48的基極-發(fā)射極通道時(shí)會(huì)引起它們導(dǎo)通，同時(shí)當(dāng)在變壓器1的繞組3的引線4上是正電壓時(shí)，電鍵9內(nèi)的n-P-n晶體三極管48處于導(dǎo)通，而電鍵6內(nèi)的n-P-n晶體三極管48將截止，反之亦然。
借助于在本情況下正向接入的二極管49，可預(yù)防處于截止的n-P-n晶體三極管48被反向電壓擊穿。
所以，當(dāng)正極性脈沖進(jìn)入控制模塊41的輸入端45時(shí)，藉助于在有雙邊導(dǎo)電性的電鍵6，9內(nèi)，在交流供電線路電壓當(dāng)前極性下處于導(dǎo)通的一個(gè)n-P-n晶體三極管48，在交流電壓變換器的輸出端10上將形成負(fù)極性脈沖，其幅值差不多和變壓器1的繞組3，13的引線4，12上的當(dāng)前電壓值相同。
電阻50，51可防止晶體三極管46，48因晶體三極管60，59集電極的反向電流而導(dǎo)通，而電阻66可預(yù)防晶體三極管60因晶體三極管58集電極的反向電流而導(dǎo)通，電阻61可預(yù)防晶體三極管58因相應(yīng)的晶體三極管69，80和70，79集電極的反向電流而導(dǎo)通，電阻63預(yù)防晶體三極管59因相應(yīng)晶體三極管71，79和72，80集電極的反向電流而導(dǎo)通。
上述交流電壓變換器準(zhǔn)許切斷控制模塊33，41的輸入端44，45上的控制信號(hào)而不依有源感應(yīng)負(fù)載的當(dāng)前電流大小為條件。變換器的上述功能是借助于決定供電線路電壓極性的模塊34，有雙邊導(dǎo)電性的電鍵6，9和變壓器1的次級(jí)繞組3，13實(shí)現(xiàn)的。
當(dāng)變壓器1的繞組3的引線4上的電壓為正性時(shí)，流經(jīng)決定極性的模塊34內(nèi)的二極管77和電阻74，75的電流引起n-P-n晶體三極管70，71的導(dǎo)通。結(jié)果，其集電極電壓差不多將減小到零，這時(shí)，變換控制信號(hào)幅值的模塊25，26的輸出端22，24上的電壓相應(yīng)地取為+E2，-E1之值，電鍵6內(nèi)的n-P-n晶體三極管48和有雙邊導(dǎo)電性的電鍵9內(nèi)的P-n-P晶體三極管46處于刂棺刺?，当控诸H？ 3，41的輸入端44，45上的信號(hào)等于零和從變換器的輸出端10到輸出端16經(jīng)過(guò)的負(fù)載電流不等于零時(shí)，電鍵9內(nèi)的P-n-P晶體三極管46轉(zhuǎn)入導(dǎo)通狀態(tài)，同時(shí)，經(jīng)過(guò)變壓器1的繞組13的有源感應(yīng)負(fù)載電流被接通，同時(shí)在數(shù)值上將減小，因?yàn)槔@組13上的電壓為負(fù)。當(dāng)從變換器的輸出端16向輸出端10流過(guò)負(fù)載電流時(shí)，有雙邊導(dǎo)電性的電鍵6內(nèi)的n-P-n晶體三極管48轉(zhuǎn)入導(dǎo)通狀態(tài)，有源感應(yīng)負(fù)載的電流被接通，這時(shí)，其數(shù)值同樣要減小，因?yàn)樵诶@組3上的電壓為正。
當(dāng)變壓器1的繞組13的引線12上的電壓為正極性時(shí)，流經(jīng)決定極性的模塊34內(nèi)的二極管78和電阻73，76的電流引起n-P-n晶體三極管69，72的導(dǎo)通。結(jié)果，其集電極電壓差不多將減少到零。這時(shí)，變換控制信號(hào)幅值的模塊25，26的輸出端21，23上的電壓相應(yīng)地取為-E1和+E2之值，電鍵6內(nèi)的P-n-P晶體三極管46和電鍵9內(nèi)的n-P-n晶體三極管48處于截止?fàn)顟B(tài)。
當(dāng)控制模塊33，41的輸入端44，45上的信號(hào)等于零和從變換器的輸出端10到輸出端16經(jīng)過(guò)的負(fù)載電流不等于零時(shí)，電鍵6內(nèi)的P-n-P晶體三極管46轉(zhuǎn)入導(dǎo)通狀態(tài)，同時(shí)，經(jīng)過(guò)變壓器1的繞組3的有源感應(yīng)負(fù)載電流被接通，同時(shí)在數(shù)值上將減小，因?yàn)槔@組3上的電壓為負(fù)。當(dāng)從變換器的輸出端16向輸出端10流過(guò)負(fù)載電流時(shí)，有雙邊導(dǎo)電性的電鍵9內(nèi)的n-P-n晶體三極管48轉(zhuǎn)入導(dǎo)通狀態(tài)，有源感應(yīng)負(fù)載的電流經(jīng)過(guò)變壓器1的繞組13被接通，這時(shí)其數(shù)值同樣要減小，因?yàn)槔@組13上的電壓為正。
這樣，在控制模塊33，41的輸入端44，45上的控制信號(hào)等于零時(shí)，有源感應(yīng)負(fù)載電流通過(guò)變壓器1的繞組3，13中的一個(gè)被接通。在這個(gè)瞬間其上的電壓有極性，同時(shí)負(fù)載電流在數(shù)值上減小。
因上述過(guò)程，有源感應(yīng)負(fù)載電流在數(shù)值上要減小，而在有源感應(yīng)負(fù)載上聚集的剩余電磁能將經(jīng)過(guò)變壓器1的次級(jí)繞組3，13中的一個(gè)，返回交流供電線路。
因此，上面提出的交流電壓變換器有更為眾多的功能，就是，負(fù)載上電壓的極性與供電線路電壓的當(dāng)前極性無(wú)關(guān)，而由控制模塊33，41的輸入端44，45中之一的脈沖所決定。這就預(yù)示出在任何要求的瞬間切斷給定的脈沖信號(hào)的可能性，而與負(fù)載電流的當(dāng)前值無(wú)關(guān)。
從控制模塊33，41的輸入端44，45切斷脈沖時(shí)，聚集于感應(yīng)負(fù)載內(nèi)的剩余電磁能將回饋電網(wǎng)，這有助于提高變換器的效率(K.П，
)。
權(quán)利要求
1.交流電壓變換器包括變壓器(1)，其初級(jí)繞組(2)與交流供電線路連接，次級(jí)繞組(3)以其第一引線(4)與有雙邊導(dǎo)電性的電鍵(6)的第一引線(5)連接，其第二引線(7)由變換器的第一輸出端10充當(dāng)，變換器的第二輸出端(16)由變壓器(1)的次級(jí)繞組(3)的第二引線(15)充當(dāng)；有雙邊導(dǎo)電性的電鍵(6)的控制輸入端(17，18)與變換控制信號(hào)幅值的模塊(25)的輸出端(21，22)連接，電鍵25的控制輸入端(27，35)與變換器的輸入端有電連接，其特征是變壓器(1)設(shè)有附加的次級(jí)繞組(13)，它的第一引線(14)與基本的次級(jí)繞組(3)的第二引線(15)連接并接地，裝設(shè)有雙邊導(dǎo)電性的附加電鍵(9)的變換器，以其第一引線(11)與變壓器(1)的附加次級(jí)繞組(13)的第二引線(12)連接，第二引線(8)與有雙邊導(dǎo)電性的基本電鍵(6)的第二引線(7)連接，附加變換控制信號(hào)幅值的模塊(26)的輸出端(23，24)與有雙邊導(dǎo)電性的附加電鍵(9)的控制輸入端(19，20)連接，決定供電線路電壓極性的模塊(34)以其輸入端(42，43)與變壓器(1)的基本繞組的第一引線(4)和附加次級(jí)繞組(3，13)的第二引線(12)連接，有雙邊導(dǎo)電性的控制電鍵的兩個(gè)模塊(33，41)的輸入端(44，45)充當(dāng)變換器的基本和附加的控制輸入端，而且，控制模塊(33，41)和決定供電線路電壓極性的模塊(34)的輸出端(28，31，38，40，30，32，37，39)與變換控制信號(hào)幅值的基本和附加模塊(25，26)的控制輸入端(27，28，35，36)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的交流電壓變換器的特征是有雙邊導(dǎo)電性的基本和附加電鍵(6，9)均包含有P-n-P晶體三極管(46)，其發(fā)射極充當(dāng)了它的第一引線(5，11)，第一二極管(47)的負(fù)極和正極相應(yīng)地與P-n-P晶體三極管(46)的發(fā)射極和集電極連接，其n-P-n晶體三極管(48)的發(fā)射極與P-nP晶體三極管(46)的集電極連接，而其集電極則充當(dāng)有雙邊導(dǎo)電性的電鍵(6，9)的第二引線(7，8)，電鍵(6，9)的第二個(gè)二極管(49)的負(fù)極和正極相應(yīng)地與n-P-n晶體三極管(48)的集電極和發(fā)射極連接，有四個(gè)電阻(50，51，52，53)，的中的第一和第二電阻的一個(gè)引線相應(yīng)地與P-nP晶體三極管和n-P-n晶體三極管(46，48)的發(fā)射極連接，第三和第四電阻(53，53)的一個(gè)引線與上述晶體三極管的基極連接，第三和第四二極管(54，55)的負(fù)極相應(yīng)地與第三和第四電阻(52，53)的其余引線連接，與第三和第四二極管(54，55)并聯(lián)有兩個(gè)扼流圈(56，57)，同時(shí)，第三二極管的正極和第四個(gè)二極管的負(fù)極(54，55)充當(dāng)了有雙邊導(dǎo)電性的電鍵(6，9)的控制輸入端(17，20，18，19)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的交流電壓變換器的特征是，它另外包含有兩個(gè)正極性電壓源(+E1，+E2)和一個(gè)負(fù)極性電壓源(-E)，變換控制信號(hào)幅值的基本和附加模塊(25，26)包含有兩個(gè)晶體三極管(58，59)，它們的發(fā)射極相應(yīng)地與正極性電壓源(+E1，+E2)連接，晶體三極管(60)的發(fā)射極與負(fù)極性電壓源(-E)連接。有三對(duì)電阻(61，62，63，64，65，66)，這些電阻的一個(gè)引線在每對(duì)電阻中互相連接，并充當(dāng)變換控制信號(hào)幅值的模塊(25，26)內(nèi)的第一和第二對(duì)控制輸入端(27，28，35，36)，第三對(duì)電阻(65，66)的連接引線與第一個(gè)P-n-P晶體三極管(58)的集電極連接，每一對(duì)電阻(61，62，63，64，65，66)中的其它引線相應(yīng)地與P-n-P晶體三極管(58，59)和n-P-n晶體三極管(60)的基極和發(fā)射極連接，有兩個(gè)電容(67，68)相應(yīng)地與n-P-n晶體三極管(60)和第二個(gè)P-n-P晶體三極管(59)的基極和集電極連接，晶體三極管的集電極充當(dāng)變換控制信號(hào)幅值的模塊(25，26)的輸出端(21，24，22，23)。
4.按權(quán)利要求1-3的交流電壓變換器的特征是，決定供電線路電壓極性的模塊(34)包含有四個(gè)n-P-n晶體三極管(69，70，71，72)，它們的發(fā)射極接地，其集電極則充當(dāng)決定供電線路電壓極性的模塊(34)中的輸出端(30，32，37，39)。四個(gè)電阻(73，74，75，76)，它們的一個(gè)引線與n-P-n晶體三極管(69，72)的基極連接，其它引線成對(duì)互接。兩個(gè)二極管(77，78)的負(fù)極與成對(duì)相接的電阻(74，75，73，76)的引線連接，正極充當(dāng)決定供電線路電壓極性的模塊(34)的輸入端(42，43)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4的交流電壓變換器的特征是，控制有雙邊導(dǎo)電性的電鍵的模塊(33，41)包含有兩個(gè)n-P-n晶體三極管(79，80)，其發(fā)射極接地，兩個(gè)電阻(81，82)，它們的一個(gè)引線互接，并充當(dāng)控制有雙邊導(dǎo)電性的電鍵的模塊(33，41)的輸入端(44，45)，電阻的其余引線則與n-P-n晶體三極管(79，80)的基極連接，其集電極充當(dāng)控制有雙邊導(dǎo)電性的電鍵的模塊(33，41)的輸出端(31，38，29，40)。
全文摘要
交流電壓變換器有變壓器(1)，其初級(jí)繞組與交流輸電線路連接，兩個(gè)次級(jí)繞組以其第一引線與有雙邊導(dǎo)電性的電鍵(6，9)的第一引線和決定供電線路電壓極性的模塊(34)的輸入端連接，次級(jí)繞組的第二引線互相連接并接地。在有雙邊導(dǎo)電性的電鍵(6，9)的控制輸入端上接入變換控制信號(hào)幅值的模塊(25，26)的輸出端，其控制輸入端與控制有雙邊導(dǎo)電性的電鍵的模塊(33，41)的輸出端連接，在(33，41)模塊上還接有(34)模塊的輸出端。
文檔編號(hào)H02M5/293GK1032271SQ8710649
公開(kāi)日1989年4月5日 申請(qǐng)日期1987年9月23日 優(yōu)先權(quán)日1987年9月23日
發(fā)明者瑟吉·尼科拉維奇·希多爾魯克 申請(qǐng)人:列寧白俄羅斯國(guó)家大學(xué)