Транзисторный преобразователь постоянного напряжения в переменное напряжение n-ступенчатой формы

 

Изобретение относится к области электротехники. Цель - повьппение КПД. На нагрузке происходит формирование многоступенчатого выходного напряжения. При формировании первой ступени выходного напряжения включается транзистор 13.1, а реактивная энергия возвращается в источник с напряжением U . При отпирании транзистора 13; реактивная мощность нагрузки через.соответствующие диоды 6,11,18, и 14j будет возвращаться в источник с напряжением U2, формируя вторую ступень выходного напряжения. Если ток нагрузки переходит через нуль на интервале третьей ступени, то реактивная мощность нагрузки возвращается в источник через диоды 6,11 и 18л . 3 ил. яП i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (51) 4 Н 02 М 7/5395

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю

1 !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4029252/24-07 (22) 26.02.86 (46) 15.11.87.Бюл. У 42 (71) Специальное конструкторскотехнологическое бюро геофизической техники (72) Ю.А.Мордвинов (53) 621.314.58 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 534838, кл. Н 02 M 7/537, 1976.

Авторское свидетельство СССР

У 838980, кл. Н 02 С 7/537, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1164845, кл. Н 02 М 7/539, 1984. (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ

НАПРЯЖЕНИЕ N-СТУПЕНЧАТОЙ ФОРМЫ (57) Изобретение относится к области электротехники. Цель — повыщение

КПД. На нагрузке происходит формирование многоступенчатого выходного напряжения. При формировании первой ступени выходного напряжения включается транзистор 13.1, а реактивная энергия возвращается в источник с напряжением U< . При отпирании транзистора 13 реактивная мощность нагрузки через. соответствующие диоды 6,11,18 и 14 будет возвращаться в источник с напряжением U формируя вторую ступень выходного напряжения. Если ток нагрузки переходит через нуль на интервале третьей ступени, то реактивная мощность нагрузки возвращается в источник через диоды 6,11 и 184 . 3 ил.

13526

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода для преобразования постоянного напряжения в переменное квазисинусоидальное напряжение.

Цель изобретения — повьш ение

КПД.

На фиг.1 представлена общая схе- )0 ма преобразователя; на фиг,2 — выполнение цепей .управления силовых транзисторов, коммутирующих отводы источника питания; на фиг.3 — диаграммы напряжений в отдельных цепях 15 преобразователя.

Транзисторный цреобразователь (фиг ° 1) подключен к источнику 1 постоянного тока с промежуточными отводами U<, U2, ...,U ìîñòîâoé выход- 20 ной инвертор на транзисторах 2-5.

Аноды одной пары возвратных диодов

6,7 соединены с выходными выводами

8, 9 инвентора, а другая пара возвратных диодов 10,11 шунтирует тран- 25, зисторы 4,5 инвертора, соединенные эмиттерами с первым входным выводом преобразователя (выводом "0" источника 11. Переключатель отводов источника питания содержит коммутирующие 30 транзисторы 13,,13,...,13 . Эмит— теры и коллекторы Й-1 коммутирующих транзисторов 13, 13,..., 13,, через первые диоды 14, 15, 14z, !

А,..., 14„,, 15„,, соединены с со- 35

Ф-1 ответствующими отводами Uq 0,..., Ц„источника 1 питания и дополнительно всеми эмиттерами, через вто— рые диоды 16, 16,...,16, — с вторым входным выводом 17 мостового qp йнвертора. Третьи диоды 18, 18

18„, катоды которых подключены к соответствующим коллекторам коммутирующих транзисторов 13,13

13 . Блок 19 управления содержит задающий генератор 20, кольцевую пересчетную схему 21, делитель 22 частоты, усилители 23 — 25 мощности с развязывающими трансформаторами

26 — 28, вторичные обмотки 29,...4C 50 которых (фиг.2) связаны через базовые резисторы 41 — 43 и вспомогательные диоды 44,...,49 с цепями управления коммутирующих транзисторов

13,13,... и транзисторов 2 — 5 мос- 55 тового инвертора. На фиг.3 показано выходное напряжение 50 задающего генератора 20, выходные напряжения

52 — 54 кольцевой пересчетной схемы

03

21, выходное напряжение 54 делителя

22 частоты (на выходах развязывающих трансформаторов 26 — 28 формируются соответственно напряжения 54,52,53), напряжения 55 — 57 управления, поступающие соответственно на коммутирующие транзисторы 13 — 13 и напряжение 58, формируемое на выходных выводах 8,9 инвертора.

Транзисторный преобразователь работает следующим образом.

Задающий генератор 20 формирует на выходе напряжение 50, которое поступает на кольцевую пересчетную схему 21. На выходе кольцевой пересчетной схемы 2! формируется М-фазная система прямоугольных напряже- ний 51 — 53. С первого выхоца кольцевой пересчетной схемы напряжение 51 поступает на делитель 22 частоты, на выходе которого формируется напряжение 54 прямоугольной формы. Далее полученные напряжения усиливаются по мощности и на вторичных обмотках развязывающих трансформаторов 26

28 формируются соответственно напряжения 54, 52, 53.

Управляющее напряжение 55 формируется следующим образом.

При положительной полярности напряжений 52 и 53 "плюс" формируется на началах обмоток трансформаторов

27 и 28 (Лиг.2). В интервале времени t — t напряжения обмоток 30 и 37 суммируются и суммарное напряжение поступает на транзистор 13 в отпирающей полярности. В момент времени напряжение 52, формируемое на обмотках 29 и 30, изменяет полярность и сумма напряжений обмоток

29 и 30 поступает в запирающей полярности на указанный транзистор через диод 44. В момент времени t изменяется полярность напряжения 53, формируемое на обмотках трансформатора 28 и к переходу база-эмиттер транзистора 13 прикладывается в запирающей полярности сумма напряжений обмоток 30 и 37. В момент времени t изменяется полярность нап3 ряжения 52 и сумма напряжений обмоток 30 и 37, прикладываемых к переходу база-эмиттер транзистора 13, равна нулю и т.д. Аналогичным образом из напряжений 52 и 53, формируемых на развязывающих трансформаторах 27 и 28, получают, управляющие напряжения 56 и 57, поступающие со1352603 ответственно на транзисторы 13 и

13 . В интервале времени 1 импульс 55 управления поступает на включение транзистора 13 . При актив ной нагрузке (7 = I) ток протекает через диод 1 5,,,транзистор 13,, диод 16,, транзистор 2, нагрузку (выходные выводы 8,9), транзистор 5 и на нагрузке формируется первая ступень напряжения с амплитудой. В момент времени t импульс 56 управле1 ния поступает на транзистор 132, он включается и к диоду 16 прикладывается обратное напряжение и он выключается. Так как время выключения диода на порядок меньше времени выключения транзистора, то существующий сквозной ток в цепи с напряжением 11 — Ц через диод 16 будет иметь малую длительность. В момент времени t импульс 57 управле .z ния поступает-на транзистор 13, к диоду 16 прикладывается напряжение U> — U в запирающей полярности ч он выключается. Далее в момент времени t> импульс 56 управления поступает на включение транзистора

13, но пока не выключится транзистор 13 к нагрузке будет подключе-. но напряжение U вследствие вьпслюченного состояния диода 16 . После выключения транзистора 13 через несколько микросекунд после снятия управляющего напряжения 57 к нагрузке поступает напряжение U и т.д.

При активно-индуктивной нагрузке положим, что при положительной по- лярности управляющего напряжения 54 включены транзисторы 2 и 5, а при отрицательной полярности — транзисторы 3 и 4) в интервале времени и - t âêëþ÷åí транзистор 13 и реактивная мощность нагрузки через диоды 6,11,18.1, включенный транзистор 13 возвращается в источник U<, При этом на нагрузке формируется первая ступень напряжения с амплитудой U . В момент t импульс 56 управления поступает на включение транзистора 13, но пока не выключится транзистор 13 диод 18 будет выключен. После полного выключения транзистора 13 реактивная мощность нагрузки через диоды 6,11, 18, 14 и транзистор 13 будет возвращаться в источник постоянного тока с напряжением 0 . После перехода через нуль выходного тока 58, энергия начинает

10,лючения которого реактивная мощность

20

40

45 щего промежуточного отвода источника питания, N вторых диодов, каждый из

55

30 поступать в нагрузку из источника постоянного тока с напряжением U через диоды 15, 16, транзисторы

13, 2,5 и т.д. В случае, если ток нагрузки через нуль переходит на интервале третьей ступени, то в момент времени t< начинает выключаться транзистор 13, после полного выкнагрузки возвращается в источник постоянного тока через диоды 6,11 и и18 N.

Таким образом, предлагаемый преобразователь по сравнению с прототипом имеет больший КПД, так как исключено два вспомогательных трансформатора и восемь диодов.

Формула изобретения

Транзисторный преобразователь постоянного напряжения в переменное напряжение М-ступенчатой формы, содержащий выходной мостовой инвертор, одна пара транзисторов которого шунтирована возвратными диодами и соединена эмиттерами с первым входным выводом преобразователя> а каждый возвратный диод второй пары транзисторов инвертора подключен первым электродом к эмиттеру соответствующего транзистора этой пары, N коммутирующих отводы источника питания транзисторов, М-1 которых шунтированы цепочкой из двух согласно-последовательно соединенных первых диодов, направление проводимости которых противоположно направлению проводимости коммутирующих транзисторов, причем точка соединения первых диодов между собой соединена с входным выводом преобразователя, служащим для подключения соответствуюкоторых соединен первым электродом с эмиттером соответствующего коммутирующего транзистора. а вторым электродом — с объединенными коллекторами второй пары транзисторов выходного мостового инвертора, N третьих диодов, каждый из которых соединен вто.рым электродом с коллектором соответствующего коммутирующего тран зистора, отличающийся

Oi тем, что, с целью повышения КПД, первые электроды третьих диодов объединены и соединены с объединенными

Составитель В.Моин

Редактор Н.Слободяник Техред М.Ходанич Корректор А.Тяско

Заказ 5573/54 Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раупская наб., д..4/5, Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4 вторыми электродами возвратных диодов второй пары транзисторов выходного мостового инвертора, а коллек1352603 тор N-го коммутирующего транзистора соединен с вторым входным выводом преобразователя.