Мостовой инвертор
Изобретение относится к области электротехники. Цель - повышение качества выходного напряжения. Устройство содержит три полумоста управляемых ключей 1 - 6, к выходным выводам которых подключена первичная обмотка, состоящая из секции 7 и 8 первичной обмотки выходного трансформатора 9. Блок управления содержит задающий генератор 10, подключенный выходом по входу N-канального распределителя импульсов 11. Длительность ступеней, формирующих выходное напряжение, определяется числом каналов распределителя импульсов 11. Спектральный состав, а следовательно, и величина коэффициента гармоник определяется соотношением чисел витков секций 7, 8 первичной обмотки выходного трансформатора 9, наиболее оптимальная величина которого равна 1, 43. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
А1 (51)5 Н 02 М 7/538 у
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ХОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 41 7054 7/24-07 (22) 30.12.86 (46) 30.03 ° 90. Бюл. У 1 2 (71-) Московский текстильный институт им. А.Н.Косыгина и Московский энергетический институт
° (72) А.В.Чесноков и Г.С.Мыцык (53) 621.314,58(088.8) (56) Труды МЭИ, 1982, вып. 569, с. 136.
Моин В.С. Стабилизированные транзисторные преббразователи. Y. Энер,гоатомиздат, 1986, с. 206, рис. 6.4б.
2 (54) МОСТОВОЙ ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к области электротехники. Цель — повышение качества выходного напряжения. Устрво содержит три полумоста управляемых ключей 1-6, к выходным выводам которых подключена первичная обмотка, состоящая из секции 7 и 8 первичной обмотки выходного трансформатора
9. Блок управления содержит задающий генератор 10, подключенный выходом по входу N-канального распределителя импульсов 11 Длительность
1554096
M =0,OgO@0@Og
Mz 0 04+Ъ Чб+О Qу
M>=QzO<+Qz Qq
М< =1 Q Q+Q Qg
Ма=О О +Я О +О Я
Мз =QzQq+QzQ6
25 ступеней, формирующих выходное напряжение, определяется числом каналов распределителя импульсов 11.
Спектральный состав, а следовательно, и величина коэффициента гармоник
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания и электропривода для преобразования постоянного напряжения в переменное синусоидальное напряжение.
Цель изобретения — повышение качества выходного напряжения °
На фиг. 1 представлена принципиальная схема инвертора; на фиг. 2— временные диаграммы, поясняющие принцип его работы и формирования выходного напряжения.
Мостовой .инвертор содержит три полумоста управляемых ключей 1-6, ключи первого 1,2 и третьего 5,6 полумостов выполнены в виде ключей переменного тока, а второго полумоста 3,4 — в виде встречно-параллель30 но включенных управляемого ключевого элемента (например — транзистора) и диода. К выходным выводам полумос- тов ключей 1-6 инвертора подключена первичная обмотка, состоящая из сек- 35 ций 7-и 8-выходного трансформатора
9. Блок управления инвертором со- держит задающий генератор 10, подключенный выходом ко входу М-канального распределителя импульсов 11.
На фиг. 1 для примера распределитель импульсов ll показан выполненным семиканальным (M=7) в виде семи после. довательно соединенных IK-триггеров 45
12-18 с парафазными выходами
Q<0 Выходы M Y...,.,14! М логического узла 19 через усилительно-развязывающий узел 20 связаны с управляющими входами М,М<..,.М. М соответствующих управляемых ключей 1-6. Связи между выходами О,О,...,Q 0 IK-триггеров 12-18 распределителя импульсов 11 и управляющими входами ключей 1-6 осу55 ществлены посредством логического узла 19 и определяются следующими логическими выражениями определяется соотношением чисел витков секций 7, 8 первичной обмотки выходного трансформатора 9, наиболее оптимальная величина которого равна 1,43. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. Внутренняя структура логического узла 19 может быть различной, в зависимости от типа и номенклатуры используемых микросхем. Например, приведенный на фиг ° 1 вариант логического узла 19 реализует укаэанные логические выражения на основе элементов И-HE. В этом случае, канал для формирования управляющего сигнала Ml (Ml) содержит два логических элемента 2И-НЕ 21, 22 (23, 24), входами подключенйых к выходам распределителя импульсов 1 1 так, что связи между ними определяются логическими выражениями: на выходе логического элемента 2И-НЕ 21 — ОД (23 — О Я ), на выходе логического элемента 2И-НЕ 22 0+Oz (24 — 5eOv). Выходы логических элементов 2И-НЕ 21, 22 (23, 24) подключены ко входу логического элемента ЗИ 25 (26), к третьему входу которого подключен выход 0 1(0 ) распределителя импульсов 11. На выходе логического элемента ЗИ 25 (26) формирует управляющий сигнал М,=О,g>Q 0,0, (28 — (4Я,). ! : Выход логического элемента 2И-НЕ 27 (28) подключен к одному из входов логического элемента ЗИ-НЕ 29 (30), оставшиеся входы которого подсоединены к выходам упомянутых логических элементов 2И-НЕ 21, 22 (23, 24) так, что на его выходе будет сформирован 4 ражением Mz=0 0 0 060 0, Это выра1554096 б жение тождественно равно минимизированному логическому выражению M<=0>0<+Q<0<+0 0<. На выходе логического элемента ЗИ вЂ” НЕ 30 будет сформирован управляющий сигнал, определяемый логическим выражением M =(Д х " Л6 Q 07 Q )0% OQå Q6QÒ Для мирования управляющего сигнала МЗ (МЗ) ключом 5 (6), логический узел 19 включает два логических элемента 2И-НЕ 31 и 32 (33,, 34), выходами подключенных ко входам третьего логического элемента 2И-НЕ 35 (36). Выход последнего образует выход логического узла 19 и связан с управ— ляющим входом ключа 5 МЗ (6 — MÇ). Связи между выходами распределителя импульсов 11 и входами логических элементов 2И-HE 31, 32 (33, 34) определяются следующими логическими выражениями: на выходе логического элемента 2И-НЕ 31 — 0 0 (33 - 0 0 ), на выходе логического элемента 2И-НЕ 32 — О О (34 — 0 06). На выхо де логического элемента 2И-НЕ 35 (36), таким образом, будет сформирован сигнал, определяемый логическим выражением МЗ=ОдО, ОО =Ц (4 x QzO g (36 — M3=0<0< ° QgQg= О 0 ф+О Д6 ) . Принцип работы преобразователя ,поясняется временными диаграммами, приведенными на фиг. 2. На этом чертеже показан U — сигнал с выхода 1 задающего генератора 1, синхронизирующего работу преобразователя. Последовательности прямоугольных симметричных импульсов П, -U< (01-0 ) получены на выходах распределителя импульсов 11. Фазовый сдвиг между последовательностями импульсов составляет 1/2 NT (на фиг. 2 — N=7) где Т вЂ” период выходного напряжения инвертора. После осуществления соответствующих логических операций над последовательностями импульсов 0„-07, на выходах логического узла 19 будут получены новые последовательности импульсов Ml Мl,...,МЗ,MÇ. Номер каждого логического элемента 21-36 соответствует индексу последовательности импульсов, некоторые из которых представлены на фиг. 2. После усиления и гальванической развязки полученных последовательностей управляющих импульсов, осуществленных при помощи усилительно-развязывающего узла 20, сигналы Ml Мl...МЗ,MÇ поступают на управляющие входы М1, 30 1. Мостовой инвертор, содержащий три полумоста управляемых ключей, подключенных к входным выводам инвер" 4р тора параллельно, и выходной транс— форматор, первичная обмотка которого разделена отводом на две секции с соотношением чисел витков в них, равным К, где К) 1, крайние выводы этой 45 обмотки соединены с выходными выводами первого и третьего полумостов управляемых ключей, выполненных как ключи переменного тока, причем выходной вывод первого полумоста соединен с выводом секции с меньшим числом витков, отвод первичной обмотки соединен с выходным выводом второго полумоста управляемых ключей, в качестве каждого из которых использован транзистор, шунтированный встречно 1включенным диодом, и блок управления, состоящий из последовательно соединенных между собой задающего генератора, N-канального распределителя им5 l5 Г11...MÇ,МЗ ключей 1-6 инвертора. B результате ключи 1-6 переключаются в ! соответствии с заданным алгоритмом, а на обмотках трансформатора 9 будет сформировано ступенчатое напряжение с нулевой паузой вида V Соотношение чисел витков М< и У первичных обмоток 7 и 8 трансформатора 9 должно находиться в диапазоне 1: К, где 1(К 1,43. При этом высота отдельных ступеней кривой выходного напряжения будет также изменяться: например при K=1 высота первой ступени V< =0,5V «< а вторая ступень V<=V «<, при К=1,25. V<=0,44Ч„„,Н,„ 7 =0,87 „ (фиг, 2а), при K=1,43 V< =0 >4 1 1Ч,ц< с1 137у = 0 7 Ч еа xc(фиг е 26) е Длительность этих ступней также может быть задана различной и определяется числом каналов распределителя импульсов 11. При N 7 длительность паузы, первой и второй ступней равны 1/14Т. Предлагаемый инвертор позволяет без усложнения структуры силовой. части преобразователя уменьшить величину коэффициента гармоник выходного напряжения К . Спектральный состав, а, следовательно, и величина К определяются параметрами К и N, Так, при К=1,25 и N=7, К =0,1302, а при К=),43 и N=9 К ;-0,1184. Формула изобретения 1554096 где M<,М,,М, М „М, M — сиг н алы, н а управля ющих входах управляемых ключей соответстСоставитель В.Моин Техред А.Кравчук Редактор И,Сегляник Корректор И.Муска Заказ 463 Тираж 496 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, д. 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101 пульсов, где Ы б, и логического узла, выходы которого связаны с управ— ляющими входами соответствующих ключей, о т л и ч à ю шийся тем. 5 что, с целью повышения качества выходного напряжения, значение К не превышает 1,43, а распределитель импульсов выполнен в виде Ы последоМ» =О, Q QÌи- Qи9 и =Я (д+Д Ци <+Qg-i Q М,=а,Q, Ы венно первого, второго и третьего полумо. стов. 20 2, Инверторпоп. 1, отличаюаю шийся тем, что, с пелью мивательно соединенных ХК- триггеров с парафазными выходами .О, 0 ОД,..., Q 0> и с объединенными счетными входами, подключенными к выходу задающего генератора, а логический узел и связи между его входами и выходами выполнены для обеспечения следующих логических выражений: М =0 ЪЪЯн-Ян „, м,=о,Q,+Ч,а„,+О„Q<, M =Q Q++QP -> нимизации коэффициента гармоник выходного напряжения, принято N 9 и К= =1,43. 3, Инвертор по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью минимизации расчетной мощности включаемого на выходе инвертора Г-образного LC-фильтра, принято N 7 и К=1,25.
