(13) B1 (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA. (21) Numer zgłoszenia: (51) IntCl7 H02M 7/42

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) IntCl7 H02M 7/42 (54) Elektroniczna przetwornica napięcia stałego na trójfazowe napięcie przemienne (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 12/99 (73) Uprawniony z patentu: Przemysłowy Instytut Telekomunikacji, Warszawa, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 10/02 (72) Twórcy wynalazku: Andrzej Cichocki, Warszawa, PL PL B1 (57) 1. Elektroniczna przetwornica napięcia stałego na trójfazowe napięcie przemienne zawierająca trzy falowniki tranzystorowe, znamienna tym, że zawiera trzy stabilizatory napięcia (1, 2,3), których połączone równolegle wejścia dołączone są do sieci zasilającej, a wejścia zezwalające połączone są wyjściami układu (8) wykrywania poprawnego napięcia zasilającego, a wejścia sterujące stabilizatorami (1, 2,3 ) połączone są odpowiednio z wyjściami układu porównująco-wzmacniającego (9), natomiast wyjścia stabilizatorów ( 1, 2,3) połączone są z wejściami falowników tranzystorowych (4,5,6) mających wyjście napięcia przemiennego w postaci transformatorów (TR1), (TR2), (TR3). FIG. 1.

2 Elektroniczna przetwornica napięcia stałego na trójfazowe napięcie przemienne Zastrzeżenia patentowe 1. Elektroniczna przetwornica napięcia stałego na trójfazowe napięcie przemienne zawierająca trzy falowniki tranzystorowe, znamienna tym, że zawiera trzy stabilizatory napięcia (1,2,3), których połączone równolegle wejścia dołączone są do sieci zasilającej, a wejścia zezwalające połączone są wyjściami układu (8) wykrywania poprawnego napięcia zasilającego, a wejścia sterujące stabilizatorami (1, 2, 3) połączone są odpowiednio z wyjściami układu porównująco-wzmacniającego (9), natomiast wyjścia stabilizatorów (1,2,3) połączone są z wejściami falowników tranzystorowych (4,5,6) mających wyjście napięcia przemiennego w postaci transformatorów (TR1), (TR2), (TR3). 2. Elektroniczna przetwornica napięcia według zastrz. 1, znamienna tym, że układ (9) porównujący wyprostowane w detektorze szczytowym (D1, D2, D3) napięcie wyjściowe każdego z falowników z jednym wysokostabilnym źródłem napięcia stałego (REF), zbudowany jest z trzech układów porównująco-wzmacniających (A1, A2, A3) mających jedno z wejść dołączone do wspólnego źródła napięcia odniesienia (REF), a drugie wejście połączone za pośrednictwem detektora szczytowego (D1, D2, D3) z transformatorem wyjściowym (TR1, TR2, TR3) jednego z falowników, natomiast wyjście każdego układu porównująco-wzmacniającego (Al, A2, A3) połączone jest z wejściem sterującym stabilizatora napięcia (1,2,3) zasilającego ten falownik. 3. Elektroniczna przetwornica napięcia według zastrz. 1, znamienna tym, że układ (8) wykrywania określonej wartości niestabilizowanego napięcia wejściowego przetwornicy, w którym znajduje się komparator (10), ma jedno z wejść połączone poprzez dzielnik rezystorowy z wejściem zasilającym przetwornicy, a drugie wejście komparatora (10) połączone jest z wewnętrznym źródłem napięcia odniesienia (11) zasilanym z wyjścia stabilizatora napięcia (12) dołączonego do wejścia zasilającego przetwornicy, natomiast wyjście komparatora (10) połączone jest z bazą tranzystora (T1) sterującego załączaniem zasilania na stabilizatory napięcia (1, 2, 3). * * * Przedmiotem wynalazku jest elektroniczna przetwornica napięcia stałego na trójfazowe napięcie przemienne, przeznaczona zwłaszcza do zasilania żyroskopów stosowanych w inercyjnej nawigacji lądowej. Do zasilania żyroskopów często są dotychczas stosowane przetwornice elektromaszynowe. Rozwiązanie to ma liczne wady takie jak duży poziom hałasu, silne promieniowanie elektromagnetyczne, duży prąd rozruchowy, długotrwałe ustalenie się amplitudy napięcia przemiennego i jego częstotliwości. W znanych rozwiązaniach stosowane są falowniki z modulacją częstotliwości impulsów lub częściej falowniki z modulacją szerokości impulsów (PWM). Stosowane są również falowniki napięcia o prostokątnej fali napięcia wyjściowego. Dla układów trójfazowych stosowane są po trzy takie falowniki z odpowiednim sterowaniem układów przełączających. Wadą ich jest generowanie bardzo dużych zakłóceń elektrycznych i wytworzenie wyższych harmonicznych przebiegu wyjściowego. Znane są również przetwornice napięcia zbudowane z liniowych wzmacniaczy mocy sterowanych napięciem sinusoidalnym z wbudowanego generatora. Rozwiązanie takie posiada niską sprawność energetyczną i stosowane bywa do wytwarzania małych mocy, do kilkudziesięciu watów.

3 Istotą wynalazku jest to, że przetwornica napięcia stałego na trójfazowe napięcie przemienne zawiera trzy stabilizatory napięcia, których połączone równolegle wejścia dołączone są do sieci zasilającej, a wejścia zezwalające połączone są z wyjściami układu wykrywania poprawnego napięcia zasilającego, a wejścia sterujące stabilizatorami połączone są odpowiednio z wyjściami układu porównująco-wzmacniającego, natomiast wyjścia stabilizatorów połączone są z wejściami falowników tranzystorowych, mających wyjście napięcia przemiennego w postaci transformatorów. Przetwornica według wynalazku zawiera układ porównujący wyprostowane w detektorze szczytowym napięcie wyjściowe każdego z falowników z jednym wysokostabilnym źródłem napięcia stałego, zbudowanym z trzech układów porównująco-wzmacniających mających jedno z wejść dołączone do wspólnego źródła napięcia odniesienia, a drugie wejście połączone za pośrednictwem detektora szczytowego z wyjściem napięcia przemiennego jednego z falowników, natomiast wyjście układu porównująco-wzmacniającego połączone jest z wejściem sterującym stabilizatora zasilającego ten falownik. Przetwornica napięcia zawiera układ wykrywania określonej wartości niestabilizowanego napięcia wejściowego przetwornicy, w którym znajduje się komparator, mający jedno z wejść połączone poprzez dzielnik rezystorowy z wejściem zasilającym, a drugie wejście komparatora połączone jest z wyjściem liniowego stabilizatora napięcia zasilającego wejściowym napięciem zasilającym, natomiast wyjście komparatora połączone jest z bazą tranzystora sterującego załączaniem zasilania na stabilizatory napięcia. Rozwiązanie według wynalazku pozwala na uzyskanie bardzo dobrej stabilności napięć wyjściowych przy zapewnieniu możliwości ich regulacji i bardzo dobrej stabilności częstotliwości. Wynalazek w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na rysunku, którego fig. 1 przedstawia schemat ideowo-blokowy przetwornicy a fig. 2 - schemat ideowo-blokowy układu wykrywania określonej wartości niestabilizowanego napięcia wejściowego przetwornicy. Elektryczna przetwornica napięcia stałego na trójfazowe napięcie przemienne zawiera trzy stabilizatory napięcia 1, 2, 3, których połączone równoległe wejścia dołączone są do sieci zasilającej, a wyjścia stabilizatorów 1,2,3, połączone s ą z wejściami falowników tranzystorowych 4, 5, 6 o częstotliwości wyjściowych stabilizowanej przez układ sterujący 7. Częstotliwość jest stabilizowana generatorem kwarcowym KR. Wyjście napięcia przemiennego wykonane jest w postaci transformatorów TR1, TR2, TR3. Stabilizacja napięcia wyjściowego przetwornicy realizowana jest poprzez zmianę napięć stabilizatorów 1,2,3, zasilających falowniki wyjściowe 4, 5, 6. Stabilizatory 1,2, 3, umożliwiają także pracę przy szerokim zakresie zmian napięcia wejściowego przetwornicy. Stabilizatory napięcia 1, 2, 3, włączone są za pośrednictwem układu wykrywania poprawnego napięcia zasilającego 8. Układ ten po wykryciu poprawnego napięcia zasilającego dołącza stabilizatory 1,2,3 za pomocą sygnału podawanego do logicznych wejść zezwalających, pozwalających na rozpoczęcie pracy stabilizatora. Przetwornica napięcia zawiera układ 9 porównujący wyprostowane w detektorze szczytowym D 1, D2, D3, napięcie wyjściowe każdego z falowników z jednym wysoko stabilnym źródłem napięcia stałego REF, zbudowane z trzech układów porównująco-wzmacniających A 1, A2, A3 mających jedno z wejść dołączone do wspólnego źródła odniesienia REF, a drugie wejście połączone za pośrednictwem detektora szczytowego D 1, D2, D3 z transformatorem wyjściowym T R 1, TR2, TR3 jednego z falowników, natomiast wyjście każdego układu porównująco-wzmacniającego A 1, A2, A3 połączone jest z wejściem sterującym stabilizatora napięcia 1, 2, 3 zasilającego ten falownik. Przetwornica napięcia zawiera układ 8 wykrywania określonej wartości niestabilizowanego napięcia wejściowego przetwornicy. Jest to układ scalony służący do automatycznego zerowania urządzeń cyfrowych po osiągnięciu założonych wartości stabilizowanych napięć zasilających. Można tu wykorzystać układ TL7705 lub jego odpowiednik. Pracuje on jednak w inny sposób niż w swoich typowych zastosowaniach.

4 W układzie 8 znajduje się komparator 10, mający jedno z wejść połączone poprzez dzielnik rezystorowy z wejściem zasilającym przetwornicy, a drugie wejście komparatora 10 połączone jest z wewnętrznym źródłem napięcia odniesienia 11 zasilanym z wyjścia liniowego stabilizatora napięcia 12 dołączonym do wejścia zasilającego przetwornicy, natomiast wyjście komparatora 10 połączone jest poprzez układ dopasowujący 13 z bazą tranzystora T 1 sterującego załączaniem zasilania na stabilizatory napięcia 1,2, 3. Po osiągnięciu przez napięcie zasilające założonego poziomu następuje zmiana stanu wyjść układu umożliwiająca załączenie stabilizatorów pośredniczących.

5 FIG. 2.

6 FIG. 1. Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.