Способ и схема для резонансной инверсии
Формула / Реферат
1. Резонансный инвертор, содержащий
- резонансный контур, по меньшей мере, с одной катушкой индуктивности и одним конденсатором,
- переключающую схему, электрически соединенную с резонансным контуром и содержащую, по меньшей мере, один электронный компонент схемы электропитания,
- схему управления для управления каждым электронным компонентом схемы электропитания в соответствии с заданным алгоритмом или стратегией управления, где упомянутая схема управления электрически соединена с переключающей схемой, отличающийся тем, что резонансный инвертор дополнительно содержит схему (12', 15; 32', 31) генерирования импульсов, имеющую, по меньшей мере, одну управляющую катушку индуктивности (12'; 32'), которая индуктивно связана, по меньшей мере, с одной из катушек индуктивности (12; 32) резонансного контура.
2. Резонансный инвертор по п.1, отличающийся тем, что электронные компоненты (21-26; 41-46; 81-86) переключения энергии инвертора соединены антипараллельно, по меньшей мере, с одним диодом (21'-26'; 81'-86').
3. Резонансный инвертор по п.1 или 2, отличающийся тем, что схема дополнительно содержит переключающую схему, имеющую, по меньшей мере, один электронный компонент схемы электропитания, где упомянутая переключающая схема электрически соединена с резонансным контуром резонансного инвертора так, что резонансный контур соединен, по меньшей мере, с двумя переключающими схемами, причем упомянутый резонансный контур также содержит, по меньшей мере, одну собирающую емкость (30) постоянного тока.
4. Резонансный инвертор по п.3, отличающийся тем, что схема генерирования импульсов содержит средство обнаружения знака напряжения либо на управляющей катушке индуктивности (12'; 32'; 62') и/или, по меньшей мере, на одной из катушек индуктивности (12; 32; 62) резонансного контура, причем упомянутая схема генерирования импульсов содержит средство генерирования импульсов тока, по меньшей мере, в одной управляющей катушке индуктивности (12'; 32'; 62') так, что ток и напряжение в управляющей катушке индуктивности или катушках индуктивности полностью или частично синфазны.
5. Резонансный инвертор по п.3 или 4, отличающийся тем, что дополнительно содержит средство обнаружения того, что напряжение на выходе резонансного контура равно или приблизительно равно нулю, где упомянутое средство электрически соединено со схемой управления, причем упомянутая схема управления выполнена с возможностью создания управляющих сигналов включения/выключения для переключающей схемы, когда средство обнаружения обнаруживает, что напряжение равно или приблизительно равно нулю.
6. Способ поддержания колебаний в резонансном контуре резонансного инвертора, отличающийся тем, что энергия передается в резонансный контур через индуктивную связь, по меньшей мере, с одной из катушек индуктивности резонансного контура.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что энергия, передаваемая в катушки индуктивности резонансного контура, по существу, соответствует активным потерям резонансного контура.
Текст
1 Область техники Изобретение касается резонансного инвертора, как определено в ограничительной части п.1 формулы изобретения, и способа поддержания колебания в резонансном контуре резонансного инвертора, как определено в ограничительной части п.6 формулы изобретения. В описании патента США 5111374 раскрыт резонансный инвертор типа цепи короткого замыкания. Представленный в описании патента резонансный инвертор содержит источник напряжения или шину постоянного тока со связанным резонансным контуром, который может,в свою очередь, подавать или получать электроэнергию через связанную переключающую схему, состоящую из множества переключателей электропитания, каждый из которых имеет диоды с антипараллельным соединением. Однако вышеупомянутая схема имеет недостаток, состоящий в том, что поддержание резонансного колебания в резонансной части схемы является сложным и нерациональным. Таким образом, резонансное колебание запускается и поддерживается закорачиванием резонансного конденсатора. Во-первых, переключатели электропитания подвергаются механическому напряжению, особенно резко выражающемуся при запуске колебания, что, при прочих равных условиях, влияет на срок службы инвертора. Во-вторых, диапазон применения ограничен относительно достигаемого максимального напряжения, и, в-третьих, используемый способ короткого замыкания требует обширного текущего управления состоянием колебания в резонансном контуре. Другая проблема, которая встречается в этой связи, состоит в том, чтобы определять,когда должны включаться и выключаться переключатели резонансного инвертора, фактически при условии, что данный пороговый уровень,например, 0 В, на переключателях вообще не достигается в рассматриваемом ходе колебания. Таким образом, при колебании резонансного контура чрезвычайно трудно и обременительно синхронизировать управление переключателями. Краткое описание изобретения Как установлено в п.1 формулы изобретения, когда резонансный инвертор дополнительно содержит схему генерирования импульсов,имеющую, по меньшей мере, одну управляющую катушку индуктивности, которая индуктивно связана, по меньшей мере, с одной из катушек индуктивности резонансного контура, то гарантируется, что энергия может подаваться в резонансный контур со схемы генерирования импульсов через индуктивную связь. В результате этого, резонансный контур можно инициировать и управлять им весьма конкретно до получения требуемого хода колебания, независимо от того, требуется ли начать колебания в ре 001842 2 зонансном контуре или нужно их поддерживать простым способом. Таким образом, изобретение позволяет простым способом управлять резонансным контуром, вследствие чего устраняя механические напряжения компонентов, часто понижающие мощности, и последующий перезапуск схемы. Кроме того, следует отметить, что нежелательные переходные процессы можно оптимальным способом ослабить или полностью устранить, поскольку не происходят внезапные скачки напряжения, например, из-за создания короткого замыкания. Также следует отметить, что можно значительно упростить схему управления, предназначенную для управления состоянием колебания резонансного контура, поскольку колебание в резонансном контуре можно сделать, так сказать, регулирующимся автоматически. Таким образом, в соответствии с изобретением можно избежать ситуации, при которой колебания в резонансном контуре полностью прекращаются, поскольку колебания не снижаются до 0 В в своем нижнем состоянии колебания. Кроме того, следует отметить, что очень простое управление резонансным контуром обеспечивает хорошо предсказуемый и однообразно воспроизводимый выходной сигнал резонансного контура, и, следовательно, может быть упрощен алгоритм управления для переключающей схемы. Одна из причин этого состоит в том, что прохождения через нуль выходного сигнала резонансного контура обеспечивают очень простую основу для обнаружения и управления. В дополнение к этому изобретение обеспечивает возможность гальванического изолирования схемы управления от самого резонансного контура в инверторе. Когда схема генерирования импульсов индуктивно подсоединена к резонансному контуру, дополнительно гарантируется, что физические свойства резонансного контура могут управлять генерированием импульсов, например, посредством обеспечения зависимости генерирования импульсов от знака напряжения катушки индуктивности в схеме генерирования. Таким образом, согласно изобретению можно получить очень высокую эффективность,поскольку резонансный контур можно оптимально применять так, чтобы переключатели в переключающей схеме имели минимальные затухания колебаний, поскольку двухпозиционное переключение можно оптимально выполнять при 0 В, а также можно получить минимальное значение производной dv/dt для каждого переключателя. Таким образом, благодаря индуктивному подведению энергии к резонансному контуру,изобретение дает возможность компенсировать активные потери в резонансном контуре. 3 В соответствии с изобретением также можно осуществлять "мягкий" запуск резонансного колебания схемы так, чтобы требуемое резонансное колебание достигалось после приемлемого периода времени без неприятных переходных процессов или выброса за фронтом импульса, а также можно поддерживать колебания при минимальной подаче энергии. Кроме того, следует отметить, что, в принципе, резонансный инвертор можно сделать двунаправленным. Электронные компоненты схемы электропитания можно формировать, например, посредством биполярных транзисторов, двухоперационных диодных тиристоров, транзисторов с изолированным затвором (IGTB), или аналогичных устройств. Как установлено в п.2 формулы изобретения, когда электронные компоненты схемы электропитания резонансного инвертора соединены антипараллельно, по меньшей мере, с одним диодом, достигается особенно выгодный вариант осуществления изобретения, поскольку диоды с антипараллельным соединением благоприятно придают системе двунаправленные свойства. Как установлено в п.3 формулы изобретения, когда схема дополнительно содержит переключающую схему, имеющую, по меньшей мере, один электронный компонент схемы электропитания, где упомянутая переключающая схема электрически подсоединена к резонансному контуру резонансного инвертора так, что резонансный контур соединен, по меньшей мере, с двумя переключающими схемами, причем упомянутый резонансный контур также содержит, по меньшей мере, одну собирающую емкость постоянного тока, образуется преобразователь переменного-постоянного-переменного тока, способный двунаправлено соединять две цепи или два генератора переменного тока через собирающую емкость постоянного тока, известным самим по себе способом. Таким образом, в соответствии с изобретением можно получить динамическую связь без переходных процессов или почти без переходных процессов между двумя цепями переменного тока с минимальными потерями энергии. Следует понимать, что если требуется двунаправленная связь между каждой стороной цепи переменного тока, отдельные переключатели в переключающих схемах должны быть двунаправленными. Как установлено в п.4 формулы изобретения, когда схема генерирования частоты содержит средство обнаружения знака напряжения на любой управляющей катушке индуктивности, и(или), по меньшей мере, на одной из катушек индуктивности резонансного контура, причем упомянутая схема генерирования частоты содержит средство генерирования импульсов тока,по меньшей мере, в одной управляющей катуш 001842 4 ке индуктивности так, чтобы ток и напряжение в управляющей катушке или катушках индуктивности были полностью или частично синфазными, можно инициировать, управлять и поддерживать колебания в резонансном контуре простым способом, так как свойство собственных колебаний резонансного контура и особенно состояние фактических колебаний резонансного контура определяют переходный процесс через индуктивную связь между катушкой индуктивности резонансного контура и катушкой индуктивности схемы генерирования импульсов. Таким образом, решающим является то,что энергия передается из схемы генерирования импульсов на резонансный контур, по меньшей мере, в течение части периода колебания. Когда схема генерирования импульсов создает ток в зависимости от фазы напряжения на одной из вышеупомянутых катушек индуктивности, то между схемой генерирования импульсов и резонансным контуром образуется объединенная двойная прямая и обратная связь. Дополнительно следует отметить, что согласно настоящему варианту осуществления чрезвычайно просто конструировать средство обнаружения знака напряжения на управляющей катушке индуктивности, поскольку это можно сделать простым способом посредством одного компаратора, который подсоединен к виткам управляющей катушки индуктивности. Кроме того, следует отметить, что настоящий вариант осуществления чрезвычайно прост и изящен, хотя он сконструирован исключительно гальванически изолированным от резонансного контура, так как его можно выполнить в виде маломощной электронной аппаратуры,которая нагружается только низким напряжением. В некоторых схемах в соответствии с изобретением синфазный ток предпочтительно поступает на управляющую катушку индуктивности при положительном напряжении, в то время как при отрицательном напряжении на управляющую катушку индуктивности ток не подается, благодаря чему гарантируя, что происходит фактически полная передача энергии от управляющей катушки индуктивности к резонансной катушке индуктивности. Как установлено в п.5 формулы изобретения, когда резонансный инвертор содержит средство обнаружения того, что напряжение на выходе резонансного контура равно или приблизительно равно нулю, где упомянутое средство электрически соединено со схемой управления, а упомянутая схема управления приспособлена лишь для того, чтобы порождать управляющие сигналы включения/выключения для переключающей схемы, когда средство обнаружения обнаруживает, что напряжение равно или приблизительно равно нулю, достигается благоприятный вариант осуществления изобретения, 5 поскольку управление переключающей схемой можно синхронизировать простым способом колебаниями резонансного контура. Здесь также следует отметить, что схему обнаружения и управления можно построить очень простым способом, поскольку состояния колебания в резонансном контуре являются легко предсказуемыми и однообразными, так что простое прохождение через нуль на выходе резонансного контура часто бывает достаточным входным параметром для схемы управления,которая в этом случае может впоследствии включать и выключать отдельные переключатели. Должно быть понятно, что управляющие сигналы не обязательно порождаются каждый раз, когда на выходе резонансного контура обнаруживается нулевое напряжение. Также следует отметить, что в соответствии с изобретением пересечение нуля можно обнаруживать путем индуктивной связи между управляющей катушкой индуктивности и резонансной катушкой индуктивности, что само по себе является уникальным, поскольку прохождение через нуль в высоковольтной части резонансного контура, таким образом, можно установить из текущего обнаружения на управляющей катушке индуктивности и знания резонансного контура. Это дополнительно упрощает всю систему, что обеспечивает более устойчивую, а также более дешевую конструкцию инвертора,так как все схемы обнаружения можно расположить на основной стороне или, более конкретно, на низковольтной стороне индуктивной связи между резонансным контуром и схемой генерирования частоты. Как установлено в п.6 формулы изобретения, когда энергия передается в резонансный контур через индуктивную связь, по меньшей мере, с одной из катушек индуктивности резонансного контура, в резонансном контуре благоприятно достигается управление и поддержание резонансных колебаний. Как установлено в п.7 формулы изобретения, когда энергия, передаваемая на катушки индуктивности резонансного контура, по существу соответствует активным потерям резонансного контура, достигается особенно выгодный вариант осуществления изобретения, поскольку изобретение обеспечивает возможность определенной подачи энергии, которая действительно необходима для поддержания колебаний в резонансном контуре. Во многих случаях соединений на практике оказывается необходимым или выгодным подавать энергию, которая превышает энергию,соответствующую активным потерям. Краткое описание чертежей Ниже приведено более полно описание изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых 6 фиг. 1 изображает поясняющий эскиз резонансного инвертора постоянного-переменного тока согласно изобретению; фиг. 2 - еще один вариант осуществления изобретения в форме резонансного инвертора переменного-постоянного-переменного тока; фиг. 3 - более подробная конструкция резонансного преобразователя постоянногопеременного тока согласно изобретению; и фиг. 4 - переходный процесс резонансного преобразователя, соответствующего преобразователю, показанному на фиг. 3, в соответствии с изобретением. Подробное описание наилучших вариантов осуществления изобретения На фиг. 1 показан поясняющий эскиз варианта осуществления в соответствии с изобретением. Показанный вариант осуществления представляет собой резонансный инвертор постоянного тока в переменный ток, имеющий трехфазный выход. Резонансный инвертор образован посредством источника 10 напряжения постоянного тока, один зажим которого соединен с заземлением 11, тогда как другой зажим соединен со входом резонансного контура, который образован катушкой индуктивности 12, соединенной последовательно с резистором 13, который соединен с заземлением 11 через резонансный конденсатор 14. Таким образом, в показанном инверторе резонансный контур образован катушкой индуктивности 12 и подсоединенным к ней конденсатором 14, тогда как резистор 13 образует в схеме затухание. Вентиль А резонансного контура соединен с переключающей схемой, состоящей из шести элементов IGBT 21-26, а также связанных с ними диодов 21'-26' с антипараллельным соединением. В связи с этим следует подчеркнуть, что можно использовать много других типов переключателей электропитания, а также показанную схему можно собирать известным способом с любым требуемым количеством фаз. Все элементы IGBT 21-26 переключающей схемы подсоединены к схеме управления (не показанной), которая включает и выключает отдельные элементы IGBT в соответствии с заданным алгоритмом управления. Однако должно быть понятно, что переключатели 21-26 переключающей схемы желательно включать и выключать, когда на них нет напряжения, чтобы избежать потери энергии и механические напряжения компонентов. Показанный резонансный инвертор дополнительно имеет три выхода 16, 17 и 18, которые при желании можно подсоединять к внешним схемам. Катушка индуктивности 12 в конечном итоге индуктивно связана со схемой генерирования импульсов через катушку индуктивности 7 12', на которую энергия поступает от генератора 15 генерирования импульсов. Показанный пример может быть, например, схемой управления генерированием управляющих импульсов для асинхронного двигателя. Таким образом, назначение вышеописанной схемы состоит в том, что источник 10 напряжения обеспечивает данное напряжение постоянного тока, которое через резонансный контур, состоящий из катушки индуктивности 12,резистора 13 и емкости 14, преобразуется в напряжение переменного тока с частотой, соответствующей резонансной частоте колебательной схемы, и смещением, соответствующим напряжению постоянного тока. Впоследствии, переключающая схема расщепляет напряжение переменного тока на вентиле А в трехфазное пульсирующее напряжение на выходах 16, 17 и 18, в зависимости от схемы управления (не показанной). Как упоминалось выше, переключатели 21-26 переключающей схемы можно по желанию включать и выключать, когда на них нет напряжения, исключая тем самым потери энергии и механическое напряжение компонентов. Следует отметить, что в соответствии с изобретением это управление оказывается особенно простым, поскольку колебания переменного тока на вентиле А чрезвычайно четкие согласно изобретению, и, следовательно, моменты переключения можно оптимально определять простым способом без сложных и дорогостоящих измерительных схем, а также это можно осуществлять согласно изобретению без потерь в переключателях 21-26, поскольку, в идеале, напряжения переменного тока можно обеспечивать с помощью напряжения 0 В с четко определенным периодом времени, который определяется собственной частотой колебаний резонансного контура. Также отметим, что, согласно изобретению, можно получить гальваническое разделение между схемой генерирования импульсов и,в общем, резонансным контуром, а, следовательно, получить значительные преимущества в части выбора компонентов, механического напряжения компонентов, срока службы компонентов и размеров вообще. На фиг. 2 показан еще один вариант осуществления изобретения. Показанный вариант осуществления представляет собой преобразователь трехфазного напряжения переменного тока в трехфазное напряжение переменного тока, или более конкретно, преобразователь линии передачи постоянного тока с параллельным резонансом. Инвертор по изобретению содержит три каскада 100, 200 и 300. Первый каскад 100 инвертора образован набором выпрямительных переключателей 44,44'; 45, 45'; 46, 46' со связанными диодами с ан 001842 8 типараллельным соединением, которые, например, могут быть образованы биполярными транзисторами. Они подсоединены к сети переменного тока посредством выводов 47, 48 и 49 через катушки индуктивности 47', 48' и 49'. Второй каскад 200 инвертора содержит резонансный контур с резонансной емкостью 34,которая параллельно подсоединена к последовательному соединению резонансной катушки индуктивности 32 и емкости 30 промежуточного контура. Таким образом, резонансный контур параллельно подсоединен к первому каскаду 100 инвертора. Резонансная емкость 34 и резонансная катушка индуктивности 32 определяют известным образом резонансную частоту резонансного контура, то есть частоту, в которую резонансный контур преобразовывает напряжение постоянного тока, поступающее из каскада 100. Емкость 30 промежуточного контура служит в качестве компонента постоянного тока второго каскада 200, поскольку она вместе с антипараллельно соединенными диодами в первом 100 и третьем 300 каскадах схемы вмещает заряд от диодов, когда они находятся в проводящем состоянии. Третий каскад 300 инвертора образован рядом переключателей 41, 41'; 42, 42'; 43, 43' со связанными антипараллельно соединенными диодами, которые могут быть образованы, например, посредством биполярных транзисторов. Они подсоединены, например, к трехфазному двигателю с катушками индуктивности 36', 37' и 38' через выводы 36, 37 и 38. Когда ток проходит из второго каскада 200 в третий каскад 300, емкость 30 во втором каскаде обеспечивает, таким образом, заряд на выводах 36, 37 и 38, который модулируется переключателями в третьем каскаде. Как упомянуто выше, в этом случае на емкость 30 напряжение поступает с выводов 47, 48 и 49 через катушки индуктивности 47', 48' и 49' и диоды с антипараллельным соединением, а также переключатели 44, 44', 45, 45', 46 и 46', аналогично обычной активной выпрямительной схеме. Когда ток проходит из второго каскада 200 по направлению к первому каскаду 100, емкость 30 во втором каскаде обеспечивает, таким образом, заряд на выводах 47, 48 и 49. В этом случае на емкость 30 напряжение поступает с выводов 36, 37 и 38 через катушки индуктивности 36', 37' и 38' (которые могут представлять, например,трехфазный асинхронный двигатель) и диоды с антипараллельным соединением, а также переключатели 41, 41', 42, 42', 43 и 43' аналогично обычной схеме инвертора. Следует понимать, что вышеупомянутое направление тока в переключателях активно управляется известным способом посредством переключателей, включенных в переключающую схему. 9 Таким образом, на основании вышеизложенного ясно, что показанная параллельная резонансная связь является двунаправленной. Резонансная катушка индуктивности 32 индуктивно подсоединена к катушке индуктивности 32', которая вместе с источником 31 тока образует замкнутый резонансный контур 200' управления. Таким образом, должно быть понятно, что фактический резонансный контур или второй каскад 200 гальванически отделен от резонансного контура 200' управления. Источник 31 тока можно сконструировать простым способом так, чтобы он мог инициировать,управлять и поддерживать резонансные колебания во втором каскаде посредством индуктивной передачи энергии из низковольтной схемы в схему с довольно высокими напряжениями и токами. Таким образом, резонансные колебания резонансного контура во втором каскаде 200 поддерживаются энергией от емкости 30 промежуточного контура, где инициируются и поддерживаются колебания переменного тока резонансного контура. На фиг. 3 показана более подробно конструкция резонансного преобразователя напряжения постоянного тока в переменный ток согласно изобретению. Основная форма преобразователя постоянного тока в переменный такая, как показана на фиг. 1. Резонансный инвертор образован источником 60 напряжения постоянного тока, один зажим которого соединен с заземлением 61, тогда как другой зажим соединен со входом резонансного контура, который образован катушкой индуктивности 62, соединенной последовательно с резистором 63, который соединен с заземлением 61 через резонансный конденсатор 64. Катушка индуктивности 62 имеет величину индуктивности, например, равную 150 мкГн,а емкость 64 имеет величину, равную 100 нФ. Таким образом, резонансный контур в показанном инверторе образован катушкой индуктивности 62 и подсоединенным к ней конденсатором 64, в то время как резистор 63 составляет активные потери в колебательном контуре. Кроме того, вентиль А резонансного контура подсоединен к переключающей схеме, состоящей из шести элементов IGBT 81-86, а также связанных диодов 81'-86' с антипараллельным соединением. Следует подчеркнуть в этой связи, что можно использовать много других типов переключателей электропитания, а также показанную схему можно собирать известным способом с любым требуемым количеством фаз. Все элементы IGBT 81-86 переключающей схемы соединены со схемой управления (не показанной), которая включает и выключает отдельные элементы IGBT в соответствии с заданным алгоритмом управления. Однако следует понимать, что переключатели 81-86 пере 001842 10 ключающей схемы желательно включать и выключать, когда на них нет напряжения, исключая тем самым потери энергии и механическое напряжение компонентов. Показанный резонансный контур дополнительно имеет три выхода 66, 67 и 68, которые соединены с трехфазным асинхронным двигателем. Катушка индуктивности 62 в конечном итоге индуктивно связана со схемой генерирования импульсов через катушку индуктивности 62', которая запитывается вырабатывающим импульсы генератором 101. Показанный пример может представлять,например, схему управления для генерирования управляющих импульсов для асинхронного двигателя. Схема генерирования импульсов, энергия на которую поступает с катушки индуктивности 62', построена следующим образом. Катушка индуктивности 62', которая предназначена для подачи индуктивной энергии на катушку индуктивности 62 резонансного контура, соединена последовательно с катушкой индуктивности 102, которая представляет собой рассеивающую катушку индуктивности во взаимосвязи между катушками 62 и 62'. Кроме того, зажимы катушек индуктивности 102 и 62' соединены со входными сопротивлениями 105 и 108, соответственно, для компаратора 109. Входы компаратора заземлены через конденсатор 103 и резистор 104, а также конденсатор 106 и резистор 107, соответственно. Компаратор 109 может быть компаратором типа LM 311, конденсаторы 103 и 106 могут иметь номинал 1 нФ, сопротивления 104 и 107 могут иметь номинал 1 кОм, в то время как входные резисторы 105, 108 могут иметь номинал 50 кОм. Выходное напряжение компаратора может иметь величину 0 В или 5 В, в зависимости от знака входного напряжения. Таким образом,величина 5 В получается при положительном напряжении на катушках индуктивности 102 и 62', а величина 0 В получается при отрицательном напряжении на тех же катушках индуктивности. Выходное напряжение компаратора 109 впоследствии подводится к вентилю Не-И 110,выход которого электрически соединен с дополнительным вентилем Не-И 111 и с управляющим входом 112' переключателя 112 через цифровой преобразователь 121 сигналов. Выход дополнительного вентиля Не-И 111 электрически соединен с управляющим входом 113' дополнительного переключателя 113 через цифровой преобразователь 120 сигналов. Логические схемы Не-И могут быть, например, схемами типа Texas 74132. Цифровые преобразователи сигналов могут быть, например, преобразователями типаTLP 250 (Toshiba) и иметь функцию преобразования напряжения входного сигнала в более высокое напряжение, составляющее, например,в настоящем применении приблизительно 15 В. Вход переключателя 113 частично соединен с одним зажимом источника 101 тока, а частично соединен со входным резистором 108 компаратора через компенсационный резистор 114. Назначение компенсационного резистора 114 состоит в том, чтобы компенсировать паразитную емкость в преобразователе. Выход переключателя 113 соединен частично с другим зажимом генератора 101 тока, а частично с выходной клеммой преобразователя 112 сигнала. Вход переключателя 112 дополнительно электрически соединен со входным сопротивлением 105 компаратора 109, а также рассеивающей катушкой индуктивности 102. Таким образом, вышеупомянутые схемы подают ток в катушку индуктивности 62' в зависимости от обнаружения знака, осуществляемого компаратором 109 и катушками индуктивности 62' и 102. Показанная схема собрана так, что отрицательное напряжение на катушке индуктивности 62' (которая индуцируется от катушки индуктивности 62 в резонансном контуре инвертора) снижает ток, протекающий в катушке индуктивности 62', до нуля или приблизительно до нуля, а следовательно, энергия между катушками индуктивности 62' и 62 не передается. Положительное напряжение на катушке индуктивности 62' (которое аналогично наводится от катушки индуктивности 62 в резонансном контуре инвертора) вызывает подачу положительного импульса тока в катушку индуктивности 62', а, следовательно, энергия передается из катушки индуктивности 62' в катушку индуктивности 62. Этот импульс тока прерывается,когда на катушке индуктивности 62' снова появляется отрицательное напряжение. Таким образом, можно видеть, что соответствующая изобретению подходящая структура схемы генерирования импульсов, в зависимости от колебания резонансного контура, в результате обеспечивает, прежде всего, передачу энергии (индуктивной энергии) от схемы генерирования импульсов в резонансный контур, т.е. энергия передается от катушки индуктивности 62' к катушке индуктивности 62. Практически, таким образом, можно обеспечить достаточную компенсирующую энергию из маломощной схемы генерирования импульсов в схему высокой мощности резонансного контура. Таким образом, эта компенсирующая энергия передается для достижения очень высокой общей эффективности, где схема собрана подходящим образом для того, чтобы передавать как раз достаточную энергию, и поэтому энер 001842 12 гия не должна использоваться для внезапного возбуждения компонентов схемы, приводящих к механическому напряжению компонентов и большому потреблению мощности. Кроме того, практически возможно инициировать колебания с помощью показанной схемы малой мощности без использования внезапных вмешательств в состояние колебания резонансного контура, поскольку небольшие колебания могут увеличиваться до состояния устойчивых колебаний за очень короткий промежуток времени, например, за 1 мс. Это иллюстрируется на фиг. 4. Таким образом, достаточно подать небольшой разбалансирующий сигнал в схему генерирования частоты для запуска начала состояния колебаний, которое постепенно усиливаемся для каждого осуществляемого собственного колебания, поскольку генератор тока,как упомянуто выше, добавляет небольшую, но достаточную энергию в резонансный контур из генератора 101 тока через катушку индуктивности 62', когда напряжение на ней, а, следовательно, на катушке индуктивности 62, положительное. Следует также отметить, что схема генерирования импульсов гальванически отделена от резонансного контура. На фиг. 4 а и 4b показан соответствующий изобретению переходный процесс для резонансного преобразователя, соответствующего показанному на фиг. 3. На фиг. 4b показано напряжение на конденсаторе 64 резонансного контура. Колебание возбуждается из-за небольшого вносимого разбаланса в схему генерирования импульсов в момент времени t = 0, после чего энергия постепенно вносится в колебание из схемы генерирования импульсов. Затем колебание постепенно приближается к значению Vpp,равному 1 кВ, которое достигается уже приблизительно через 1 мс. Нижний пик напряжения постепенно приближается к значению 0 В. Когда нижний пик достигнет 0 В, диоды 81'-86' с антипараллельным соединением начинают проводить, и затем будет получено состояние равновесия, при котором резонансное колебание в резонансном контуре будет только поддерживаться, снова с минимальной подачей энергии из схемы генерирования импульсов. На фиг. 4 а показано соответствующее прохождение тока через переключатели, когда он постепенно увеличивается от 0 А приблизительно до 13-15 А в течение периода времени приблизительно от 0,6 до 1,0 мс. Управление переключателями выполняется в соответствии с подходящим алгоритмом, и,когда обнаруживается, что напряжение на резонансном конденсаторе 64 равно нулю, оно обеспечивает, чтобы при активизировании этих переключателей не происходили никакие скачки напряжения. 13 Следует подчеркнуть, что настоящее изобретение не ограничено показанным примером,так как понятно, что изобретение можно объединять или создавать вместе с существующими структурами или элементами. Примером такой особенности является то, что, не выходя за рамки объема притязаний изобретения, можно выполнить в резонансном инверторе, например,активную или пассивную фиксацию уровня, как приведено в описании патента США 4864483. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Резонансный инвертор, содержащий- резонансный контур, по меньшей мере, с одной катушкой индуктивности и одним конденсатором,- переключающую схему, электрически соединенную с резонансным контуром и содержащую, по меньшей мере, один электронный компонент схемы электропитания,- схему управления для управления каждым электронным компонентом схемы электропитания в соответствии с заданным алгоритмом или стратегией управления, где упомянутая схема управления электрически соединена с переключающей схемой, отличающийся тем,что резонансный инвертор дополнительно содержит схему (12', 15; 32', 31) генерирования импульсов, имеющую, по меньшей мере, одну управляющую катушку индуктивности (12'; 32'),которая индуктивно связана, по меньшей мере, с одной из катушек индуктивности (12; 32) резонансного контура. 2. Резонансный инвертор по п.1, отличающийся тем, что электронные компоненты (21-26; 41-46; 81-86) переключения энергии инвертора соединены антипараллельно, по меньшей мере,с одним диодом (21'-26'; 81'-86'). 3. Резонансный инвертор по п.1 или 2, отличающийся тем, что схема дополнительно содержит переключающую схему, имеющую, по меньшей мере, один электронный компонент схемы электропитания, где упомянутая переключающая схема электрически соединена с 14 резонансным контуром резонансного инвертора так, что резонансный контур соединен, по меньшей мере, с двумя переключающими схемами, причем упомянутый резонансный контур также содержит, по меньшей мере, одну собирающую емкость (30) постоянного тока. 4. Резонансный инвертор по п.3, отличающийся тем, что схема генерирования импульсов содержит средство обнаружения знака напряжения либо на управляющей катушке индуктивности (12'; 32'; 62') и/или, по меньшей мере,на одной из катушек индуктивности (12; 32; 62) резонансного контура, причем упомянутая схема генерирования импульсов содержит средство генерирования импульсов тока, по меньшей мере, в одной управляющей катушке индуктивности (12'; 32'; 62') так, что ток и напряжение в управляющей катушке индуктивности или катушках индуктивности полностью или частично синфазны. 5. Резонансный инвертор по п.3 или 4, отличающийся тем, что дополнительно содержит средство обнаружения того, что напряжение на выходе резонансного контура равно или приблизительно равно нулю, где упомянутое средство электрически соединено со схемой управления, причем упомянутая схема управления выполнена с возможностью создания управляющих сигналов включения/выключения для переключающей схемы, когда средство обнаружения обнаруживает, что напряжение равно или приблизительно равно нулю. 6. Способ поддержания колебаний в резонансном контуре резонансного инвертора, отличающийся тем, что энергия передается в резонансный контур через индуктивную связь, по меньшей мере, с одной из катушек индуктивности резонансного контура. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что энергия, передаваемая в катушки индуктивности резонансного контура, по существу, соответствует активным потерям резонансного контура.
МПК / Метки
МПК: H02M 7/523
Метки: способ, схема, инверсии, резонансной
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/9-1842-sposob-i-shema-dlya-rezonansnojj-inversii.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ и схема для резонансной инверсии</a>
Предыдущий патент: Распределительное устройство, содержащее трехпозиционное механическое средство визуального отображения
Следующий патент: Способ изготовления абразивных зерен и абразивные зерна, изготовленные этим способом
Случайный патент: 4r,5s-энантиомер 2-(5-метил-2-оксо-4-фенилпирролидин-1-ил)ацетамида с ноотропной активностью