Преобразователь постоянного напряжения в переменное синусоидальное напряжение
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания. Цель изобретения - повышение качества выходного напряжения при нелинейной нагрузке. Дроссель 8 и конденсатор 12 образуют Г-образный LC-фильтр, входящий в обратимый понижающий преобразователь на транзисторах 1 и 3, шунтированных вентилями 5,6. На выходе преобразователя включен мостовой инвертор на транзисторах 13-16. Отвод от средней точки обмотки дросселя 8 Г-образного LC-фильтра с помощью первого 37, второго 33, третьего 36 и четвертого 32 введенных транзисторов, а также диода 41 прикладывает напряжение последовательно соединенных первого 40 и второго 39 дополнительных конденсаторов, примерно равное удвоенному напряжению питания преобразователя. Благодаря этому компенсируется понижение выходного напряжения преобразователя на интервале действия импульса тока нагрузки. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 М 7/539
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4453634/24-07 (22) 1 0.,05 88 (46) 30. 11.90. Бюп. Р 44 (71) Ленинградский политехнический институт им. М.И. Калинина
f72) А.А. Лавров и Ю,Д. Моторыгин
)53) 821.314.58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 951608, кл. Н 02 M 7/537, 1980.
Моин В.С. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М.: Энергоатомиздат, 1986, с. 189, рис. 5-6,а. (54) ПГЕОБРАЗОВАТЕЛЪ. ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В.ПЕРЕМЕННОЕ СИНУСОИДАЛЪНОЕ
НАПРЯЖЕНИЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания.
Цель изобретения — повышение качества выходного напряжения при нелиней5
„.80„„1610574 А 1
2 ной нагрузке. Дроссель 8 и конденсатор 12 образуют Г-образный 1.С-фильтр, входящий в обратимый понижающий преобразователь на транзисторах 1 и 3, шунтированных вентилями 5, 6 . На выходе преобразователя включен мостовой инвертор на транзисторах 13-16.
Отвод от средней точки обмотки дросселя 8 Г-образного 1.С-фильтра с помощью первого 37, второго 33, третьего 36 и четвертого 32 введенных транзисторов, а также диода 4 1 прикладывает напряжение последовательно соединенных первого 40 и второго "39 дополнительных конденсаторов, примерно равное удвоенному напряжению питания преобразователя. Благодаря этому компенсируется понижение выходного напряжения преобразователя на интервале действия импульса тока нагрузки.
2 ил.
1610574
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторич "toro электропитания.
Цель изобретения — повышение ка5 чества выходного напряжения при нелинейной нагрузке.
На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема инвертора; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие его работу.
Преобразователь содержит транзистор 1, соединенный с положительным входным выводом 2, и транзистор 3, соединенный с транзистором 1 и с отрицательным входным выводом 4 .
Встречно-параллельно транзисторам 1 и 3 включены вентили 5 и 6 ° К точке
7 соединения транзисторов 1 и 3 подключен дроссель ЬС-фильтра 8, крайний вывод 9 которого соединен с положительным выводом инвертора 10, Отрицательный вывод инвертора 11 соединен с входным выводом преобразователя 4. Между выводами 10 и 11 включен 25 конденсатор 12 ЬС-фильтра. Инвертор состоит иэ транзисторов 13-16 с параллельно подключенными вентилями
17-20. Коллекторы транзисторов 13 и 15 соединены с выводом 10, а эмиттеры транзисторов 14 и 16 — с выводом 11. Точка 21 соединения транзисторов 13 и 14 соединена с выходным выводом инвертора 22, а точка 23 соединения транзисторов 15 и 16 — с выходным выводом 24. Между выходными выводами 22 и 24 включен датчик 25 напряжения с гальванической развязкой, сигнал которого поступает на вход
26 компаратора 27. На второй вход 28 40 компаратора 27 поступает опорный синусоидальный сигнал системы 29 управления транзисторами 1, 3, 13-16 Выход компаратора 30 соединен через усилитель 31 мощности с гальванической развязкой с базами транзисторов
32 и 33, Выход 34 соединен через аналогичный усилитель 35 мощности с базами транзисторов 36 и 37. Эмиттер транзистора 32 соединен с отводом от
50 средней точки 38 дросселя 8. Между коллектором транзистора 32 и коллектором транзистора 36 включен дополнительный конденсатор 39. Эмиттер транзистора 36 соединен с выводом 11.
Коллектор транзистора 37 соединен с
55 выводом 10, а его эмиттер - с дополнительным конденсатором 40, второй вывод конденсатора 40 соединен с выводам 11. Коллектор транзистора 33 соединен с эмиттером транзистора 37 и с анодом диода 41, катод которого соединен с коллектором транзистора
32. Эмиттер транзистора 33 соединен с коллектором транзистора 36, Преобразователь работает следующим образом.
В установившемся режиме напряжение постоянного тока Е с помощью широтно-импульсного преобразователя (транзисторы 1 и 3) преобразуется в импульсное напряжение Бт < (фиг.2), которое поступает на вход Г-образного ЬС-фильтра, состоящего из дросселя 8 и конденсатора 12. При этом напряжение на входе второй ступени инвертора имеет вид полусинусоиды
U o, (фиг. 2) . Последовательная работа транзисторов 13 и 16, 14 и 15 позволяет получать на выходе инвертора переменное напряжение U<> На входы компаратора 27 поступает сигнал с датчика 25 напряжения, соответствующий выходному напряжению инвертора П 4,, и эталонный сигнал из системы 29 управления. В системе 29 управления синусоидальный эталонный сигнал используется для модуляции ширины импульсов и имеет такой же вид, как Ц.ю << . В течение времени от 0 до t ) с выхода 34 компаратора 27 поступает через усилитель 35 мощности сигнал, отпирающий транзисторы 36 и 37. При этом транзисторы 32 и 33 заперты. Конденсаторы 39 и 40 заряжены. В моменты времени Т1, то есть в моменты естественной коммутации вентилей выпрямителя, являющегося нагрузкой инвертора, начинается импульсное потребление тока от инвертора, чтo приводит к провалам напряжения и появлению высших гармоник, что ухудшает качество выходного напряжения (см. пунктир на фиг. 2в) . В предложенном преобразователе уменьшение выходного напряжения на 2,5 по отношению к эталонному соответствует порогу срабатывания компаратора 27 (момент времени, фиг.2, в,г). При этом на выходе 30 появляется сигнал, который через усилитель 31 мошности открывает транзисторы, 32 и 33, а транзисторы 36 и 37 запираются. Конденсаторы 39 и 40 соединяются последовательно, образуется цепь: вывод 11 — конденсатор 40— 16 транзистор 33 — конденсатор 39 транзистор 32 — средняя точка 38 дросселя 8; момент времени при этом напряжение U4< „ = 2Е. Далее происходит колебательный разряд последовательно соединенных конденсаторов, п ичем время разряда gt=6" / ъ и 1. С/4 где L--- v yzvzaЯ ность дросселя, С вЂ” емкость конденсатора (конденсаторы 39 и 40 одинаковой емкости) . При этом в нагрузку выделяется дополнительная энергия, компенсирующая провалы напряжения, которые имели бы место без введенного в схему емкостного накопителя энергии (фиг. 2в) . В момент времени t с компаратора 27 поступают сигналы, запирающие транзисторы 37 и 36. При этом происходит последовательный заряд конденсаторов 39 и 40 по цепям: вывод 10 - транзистор 37 — вентиль 41 — конденсатор 39 — транзистор 36 - вывод 11 и вывод 10 — транзистор 37 — конденсатор 40 - вывод 11 (интервал времени С, -, ). Формула изобр ет ения Преобразователь постоянного напряжения в переменное синусоидальное напряжение, .содержащий однотактный обратимый понижающий. преобразователь постоянного напряжения с Г-образным 105 74 6 ЕС-фильтром, параллельно конденсатору которого включен выходной инвертор, и блок управления с системой формирования выходного синусоидального напряжения, о т л и ч а ю щ и. йс я тем, что, с целью повышения ка" чества выходного напряжения при нелинейной нагрузке, введены четыре транзистора одного типа проводимости, два дополнительных конденсатора и диод, причем первый, второй и третий транзисторы соединены согласно последовательно, образуя цепочку, подключенную параллельно конденсатору Г-образного ЕС-фильтра, так, что первый транзистор коллектором подключен к крайнему выводу дросселя этого фильтра, а эмиттером через первый дополнительный конденсатор — к эмиттеру третьего транзистора, соединенному с входным выводом преобразователя и через диод с коллектором четвертого транзистора, эмиттер которого подключен к введенному отводу от средней точки обмотки дросселя Г-образного ЬС-фильтра, между коллекторами третьего и четвертого транзисторов включен второй дополнительный конденсатор, а блок управления выполнен с дополнительными выходами, соединенными с цепями баз введенных четырех транзисторов. 1610574 7,ff Составитель В. Моин Техред M.дндык Корр ектор Т. Колб Редактор А. Маковская Заказ 3744 Тираж 498 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. Ужгород, ул. Гагарина, 101
