Инвертор
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания , электропривода и автоматики для преобразования постоянного напряяйния в переменное. Цель - уменьшение массы и габаритов при широком диапазоне изменения тока нагрузки. Устройство содержит транзисторы 1-4, соединенные по мостовой схеме, выходная диагональ которой подсоединена к цепи силового трансформатора 5 и нелинейного дросселя, зашунтированных линейным дросселем 7 и конденсатором 8, дополнительная обмотка дросселя 7 подключена через нуль-синхронизатор 11 к блоку управления 12. В устройстве обеспечивается безопасная траектория переключения транзисторов с малой величиной выделяемой импульсной мощности путем выбора величины емкости конденсатора 8. Линейный дроссель 7 обеспечивает перезаряд конденсатора 8 в режиме холостого хода и выдает сигнал на нуль-синхронизатор 11 в момент окончания перезаряда конденсатора 8, в результате чего включение очередной пары транзисторов происходит при нулевом уровне напряжения на коллекторных переходах и при токе, равном нулю в выходной цепи. 2 ил. S СО
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
А1 (19) (11) (50 4 Н 02 М 7 5395
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3882306/24-07 (22) 08.04.85 (46) 23.02.87. Бюл. ¹ 7 (72) И.И.Филиппов, А.А.Мазунов, В.П.Фоминых и А.И.Рипинский (53) 621.314.058(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1153384, кл. Н 02 И 3/335, 1983.
Авторское свидетельство СССР № 1252877, 1984. (54) ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания, электропривода и автоматики для преобразования постоянного напряжения в переменное. Цель — уменьшение массы и габаритов при широком диапазоне изменения тока нагрузки.
Устройство содержит транзисторы 1-4, соединенные по мостовой схеме, выходная диагональ которой подсоединена к цепи силового трансформатора 5 и нелинейного дросселя, зашунтированных линейным дросселем 7 и конденсатором 8, дополнительная обмотка дросселя 7 подключена через нуль-синхронизатор 11 к блоку управления 12. В устройстве обеспечивается безопасная траектория переключения транзисторов с малой величиной выделяемой импульсной мощности путем выбора величины емкости конденсатора 8, Линейный дроссель 7 обеспечивает перезаряд конденсатора 8 в режиме холостого хода и выдает сигнал на нуль-синхронизатор 11 в момент окончания перезаряда конденсатора 8, в результате чего включение очередной пары транзисторов происходит при нулевом уровне напряжения на коллекторных переходах и при токе, равном нулю в выходной цепи. 2 ил. l2
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания, электропривода и автоматики для преобразования постоянного напряжения в переменное.
Цель изобретения — уменьшение массы и габаритов при широком диапазоне изменения тока нагрузки °
На фиг. 1 показана принципиальная схема предлагаемого инвертора; на фиг. 2 — диаграммы токов и напряжений на элементах инвертора.
Инвертор содержит силовые транзисторы 1-4, соединенные по мостовой схеме, силовой трансформатор 5 и нелинейный дроссель 6, соединенные между собой последовательно, линейный дроссель 7 и коммутирующий конденсатор 8, подключенные параллельно цепочке из элементов 5 и 6, мост транзисторов подключен к источнику 9 питания, на выходе инвертора включена нагрузка 10.
Инвертор содержит также нуль-синхронизатор 11, вход которого подключен к дополнительной обмотке линейного дросселя 7, а выход связан с первым управляющим входом блока 14 управления, содержащего задающий генератор 13 и оконечный каскад 14 усиления и распределения управляющих импульсов. К выходным выводам моста транзисторов подключена цепочка 5 и 6, линейный дроссель 7 и конденсатор 8.
Нуль-синхронизатор 11 может быть построен, например, по схеме: дифференцирующая цепочка — дифференциальный усилитель — два логических элемента с прямым и инверсным входоме
В состав задающего генератора 13 может входить, например, генератор однополярных импульсов, триггер, логические элементы 2И-HE.
Оконечный каскад 14 усиления и распределения управляющих импульсов может быть построен по известной схеме многоканального транзисторного усилителя с трансформаторным выходом.
Инве ртор (фиг. 1) работает следующим образом.
В исходном состоянии до момента времени t - t, на управляющие входы а, транзисторных ключей 1 и4 подаются управляющие импульсы U, 92149 2 (фиг. 2q) и ключи 1 и 4, по которым протекает ток I<(41, равный сумме токов I линейного дросселя 7 и
I < — силового трансформатора 5 и линейного дросселя 6, открыты (фиг. 2 В, ) . Конденсатор 8 заряжен до напряжения. источника 9 питания с полярностью, указанной на фиг. 1 без скобок (фиг. 28) . К первичной обмотке трансформатора 5 приложено напряжение источника 9 (полярность без скобок, фиг. 2 к ), поскольку нелинейный дроссель 6 насыщен.
В момент времени t = t управляю55 щие импульсы U 1 и 4 снимаются и они запираются (фиг, 2а, ь ) (элементы, выводящие транзисторы из насыщения, фиг. 1 не показаны). В интервале времени происходит перезарядка конденсатора 8 через две параллельные цепи: первичная обмотка выходного трансформа25 тора 5, дроссель 6; первичная обмотка линейного трансформатора 7. Ток конденсатора 8 уменьшается по величине и равен сумме токов I () + I (фиг. 2 б,, а ) . Напряжение на транзисторах 1 и 4 начинает возрастать с момента спадания протекающего тока и изменения напряжения на конденсаторе 8. Обеспечение безопасной траектории переключения транзисторов с малой величиной выделяемой импульсной 35 мощности достигается выбором соответствующей величины емкости конденсатора 8. В момент времени t = t напряжеz ние на конденсаторе 8, на первичной 40 обмотке трансформатора 6 и ток цепи " 5 и 6 становятся равными нулю (фиг. 2B, e, & ), а намагничивающий ток дросселя 7 продолжает течь в том же направлении, уменьшаясь по величине 45 и перезаряжая конденсатор 8 в обратной полярности (фиг. 2, g, е ). В интервале t> c t t соблюдается равенство токов I8 = I . При этом с возрастанием напряжения отрицатель5(1 ной полярности на конденсаторе 8 (указано в скобках на фиг. 1) напряжение на нелинейном дросселе 6 также увеличивается (фиг. 2е, з ) при нуле вом значении тока (в предположении, 55 что кривая намагничивания магнитопровода идеально прямоугольная; для реальной кривой намагничивания характеристики на фиг. 2e, q, e, y показаны пунктиром). 1292149 В момент времени t = t jt ) конз денсатор 8 перезаряжается до величины напряжения источника 9, обратные диоды ключей 2 и 3 открываются и энергия, накопленная в дросселе 7, передается в источник 9. При этом ток через конденсатор 8 прерывается (фиг. 2g). В этот же момент времени переменный сигнал, снимаемый с вторичной обмотки трансформатора 7, пос- 10 тупает иа нуль-синхронизатор 11, где преобразуется и поступает совместно с сигналом задающего генератора 13 на входы оконечного каскада 14. С выхода каскада 14 блока 22 управле- 15 ния отпирающие импульсы поступают на управляющие входы 5, Ь транзисторов 2 и 3, которые отпираются (фиг. 2 8 в ) при нулевом значении напряжения на коллекторных переходах, 20 поскольку напряжение на конденсаторе 8 равно напряжению источника 9 питания. Вследствие отпирания ключей 2 и 3 ток в цепи из элементов 5.и 6 скачкообразно увеличивается и дроссель 6 входит в насыщение, падение напряжения на нем скачкообразно уменьшается до нуля, а напряжение на трансформаторе 5 увеличивается до напряжения источника 9 (фиг. 2 ь, 30 ж,э ). При запирании транзисторов 2 и 3 происходят процессы, аналогичные описанным. Линейный дроссель 7 обеспечивает перезаряд конденсатора 8 в режиме холостого хода инвертора и выдает сигнал на нуль-синхронизатор 11 в момент окончания переэаряда конденсатора 8, в результате чего включение 40 очередной пары транзисторов происходит практически при нулевом значении напряжения на их коллекторных переходах и при токе, равном нулю в цепи выходного трансформатора 5 и нелинейного дросселя 6 (или при малом значении начального тока, равном току намагничивания, дросселя 6 при ре" альной кривой намагничивания магнитопровода). Благодаря этому обеспечивается переключение силовых транзисторов с малой мощностью в широком диапазоне изменения тока нагрузки. Формула иэ обре те ния Инвертор, содержащий мост силовых транзисторов, между выходными выводами которого включен коммутирующий конденсатор, силовой трансформатор, первый линейный дроссель, параллельно которому включена цепочка иэ последовательно соединенных первичной обмотки силового трансформатора и второго дросселя, причем один вывод этой цепочки соединен с первым выходным выводом моста силовых транзисторов, и блок управления, выходы которого связаны с управляющими входами силовых транзисторов, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов при широком диапазоне изменения тока нагрузки, другой вывод указанной цепочки подключен к второму выходному выводу моста силовых транзисторов, второй дроссель выполнен нелинейным, а первый линейный дроссель снабжен дополнительной обмоткой, которая подключена к введенному нульсинхронизатору, выходом подключенного к блоку управления. 1292149 "1га,г а юг 5(4),Ig <) 3 7 д @7) иа Составитель В. Моин Редактор Н. Марголина Техред А.Кравчук Корректор С. Шекмар Заказ 283/56 Подписное Тираж 661 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
