НЕПОСРЕДСТВЕННЫЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Полезная модель относится к преобразовательной технике и может быть использована в генераторах озона и индукционных установках.
Известен полупроводниковый преобразователь переменного трехфазного напряжения в переменное однофазное тройной частоты, описанный в патенте RU №2121210, содержащий три пары ключа, выполненных каждый на тиристорах со встречно-параллельным их соединением, параллельный колебательный контур и блок управления с элементами гальванической развязки в его выходных цепях, каждая из которых связана с управляющим переходом соответствующего тиристора, при этом блок управления обеспечивает формирование коротких импульсов тока, сдвинутых во времени на 1/6 часть периода колебаний напряжений питающей сети в своих выходных цепях, причем между общей точкой соединения указанных ключей и параллельным колебательным контуром подключен дополнительный реактор. Недостатком данного аналога являются невысокие функциональные возможности, поскольку в устройстве выходная частота только в три раза больше входной и не регулируется.
Наиболее близким к заявляемому является устройство для управления преобразователем трехфазного напряжения в высокочастотное однофазное по патенту RU №2337462, которое выбрано за прототип. Устройство-прототип выполнено следующим образом: к трем фазам питающего напряжения подключен блок сравнения фазных напряжений, выход генератора тактовых сигналов подключен к входам блока генерации сигнала начала подачи пакета управляющих сигналов на каждый силовой транзистор, генератора временных интервалов, делителя временных интервалов на два потока, двух формирователей длительности управляющих импульсов, выходы блока сравнения фазных напряжений подключены ко входу блока генерации начала подачи пакета управляющих сигналов на каждый силовой транзистор и входу блока выбора транзисторов, выход блока генерации начала подачи пакета управляющих сигналов на каждый силовой транзистор подключен ко входу генератора временных интервалов, выход генератора временных интервалов подключен к входу делителя временных интервалов на два потока, выход генератора временных интервалов подключен к входам формирователей длительности управляющих импульсов, выходы формирователей длительности управляющих импульсов и выходы блока выбора транзисторов подключены к входам блока управления транзисторами, выходы блока управления транзисторами подключены к базам силовых ключей.
Данное устройство позволяет гибко регулировать выходную мощность преобразователя частоты. Существенным его недостатком является то, что при работе на нагрузку, содержащую индуктивность в ходе управления, возможно возникновение перенапряжения на транзисторах, обусловленное обрывом тока через катушку индуктивности.
Задачей, на решение которой направлена заявленная модель, состоит в том, что бы исключить возможность появления перенапряжения в ходе регулирования выходной частоты, тем самым повысив надежность преобразователя.
Поставленная задача решается тем, что в непосредственном полупроводниковом умножителе частоты, состоящем из звезды трех пар встречно-параллельных транзисторных ключей и звезды конденсаторов, между центрами которых включена нагрузка, содержащая индуктивность, в отличие от прототипа между центрами звезд транзисторов и конденсаторов включен гасящий конденсатор.
H
На фиг.1 дана принципиальная схема заявляемого непосредственного полупроводникового умножителя частоты. На фиг 2а - кривые изменения фазных напряжений сети, на фиг.2б - циклограмма работы транзисторов, на фиг.3 - форма выходного напряжения u на нагрузке 13 (фиг.1).
Непосредственный полупроводниковый умножитель частоты состоит из шести силовых транзисторов 1-6, трех коммутирующих конденсаторов 7-9, коммутирующая цепь состоит из катушки индуктивности 10 и конденсатора 11, гасящего конденсатора 12 и нагрузки 13.
Силовые транзисторы объединены встречно-паралельными парами, которые, в свою очередь, объединены в звезду, а три коммутирующих конденсатора 7-9 составляют вторую звезду. Лучи звезд подключены к трем фазам сети (А, В, С). Между центрами звезд включена коммутирующая цепь 10-12 и нагрузка 13.
Принцип работы данного устройства заключается в том, что управляющие импульсы от управляющей схемы драйвера (на фиг.1 она не показана) подаются на транзисторы 1-6. В момент времени 0 (фиг.2а), когда напряжения на фазах В и С являются максимальными по абсолютной величине, происходит подача управляющего импульса на затвор транзистора 3. Происходит открытие транзистора, замыкается контур 10-11-13 и по цепи нагрузки начинает протекать отрицательный импульс тока. Транзисторы включаются пакетами импульсов в определенной последовательности. Циклограмма работы транзисторов приведена на фиг.2б.