Мостовой инвертор

 

Использование: изобретение относится к электротехнике и может быть использовав но в источниках вторичного электропитания . Сущность изобретения: инвертор содержит первый, второй, третий и четвертый переключающие элементы, образующие мостовой инвертор. Первый и второй переключающие элементы выполнены в виде тиристоров с управлением через тиристорные оптопары. Третий и четвертый переключающие элементы выполнены на биполярных транзисторахгуправление которыми Осуществляется с помощью согласующих трансформаторов. Применение в качестве третьего и четвертого переключающих элементов биполярных транзисторов упрощает схему инвертора без ухудшения остальных параметров устройства. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

{я)5 Н 02 М 7/538

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4840003/07 (22) 23.04.90 (46) 15.02.93. Бюл. М 6 (71) Азербайджанский инженерно-технический университет им, Ч.Ильдрыма (72) А.-M.À.-М.Абдуллаев. С,А.-М.Абдуллаев, Л.А.-М.Алиева и С.С.Керимов (56) Авторское свидетельство СССР

М 1418874, кл. Н 02 М 7/537, 1986.

Авторское свидетельство СССР

М 381142, кл. Н 02 М 7/537, 1.970.

Авторское свидетельство СССР

N 1737684, кл. Н 02 M 7/538, 1989. (54) МОСТОВОЙ ИНВЕРТОР (57) Использование: изобретение относится к электротехнике и может быть использова.Изобретение относится к преобразовательной технике и может бьITb использовано при разработке преобразователей постоянного тока в напряжение переменного тока заданной частоты, усилителей мощности, вторичных источников питания.

Известны .инверторы напряжения; выполненные по однофазной мостовой схеме, каждая стойка которых состоит либо из одних тиристоров, либо из транзисторов. Ос- новным недостатком тиристорных инверторов является необходимость иметь дополнительные узлы искусственной коммутации, что приводит к снижению надежности их работы. Недостатком транзисторных инверторов является необходимость формирования управляющих сигналов большой мощности, что приводит к усложнению схемы управления такими инверторами и, следовательно, к снижению . надежности их работы.

„, Ы„, 1795533 А1 но в источниках вторичного электропитания. Сущность изобретения: инвертор содержит первый, второй, третий и четвертый переключающие элементы, образующие мостовой инвертор. Первый и второй переключающие элементы выполнены в виде тиристоров с управлением через тиристорные оптопары, Третий и четвертый переключающие элементы выполнены на биполярных транзисторах,управление которыми дсуществляется с помощью согласующих трансформаторов. Применение в качестве третьего и четвертого переключающих элементов биполярных- транзисторов упрощает схему инвертора без ухудшения остальных параметров устройства. 2 ил.

Известен мостовой транзисторный пре- Я образователь постоянного напряжения, содержащий четыре переключающих элемента, шунтированные обратными диодами, выходной трансформатор, последова- 4 тельностные управляющие цепи, ). соединенные с входами управления указан- (Я ных переключающих элементов, задающий (у генератор, к выходным выводам которого присоединены через резистор две последовательные цепи из светодиодов оптронных пар соответствующих последовательностнмхупраеяяющ цепей (прототип). Несом- и и ненным преимуществом прототипа ъ является отсутствие маточных изделий в си! стеме управления и возможность дистанционного (оптического) управления, что значительно расширяет функциональные возможности прототипа. Недостатком прототипа является большое количество последовательностных управляющих цепей, что

1795533 с р р стной управляющей цепи и вторыми Схема работает следующим образом. силовыми выводами соответственно перво- - Задающий генератор 20 вырабатывает го и второго переключающих элементов, вы- разнополярные импульсы Uy одинаковой полненных на тиристорах 6 и 8. длительности. При положительной полярно50 сти Uó и t > 0 открываются светодиоды 22 и

Иа фиг,1 и 2 приведены принципиаль- 23иодновременносними — ихфототиристоная схема мостового инвертора и диаграм- ры 3 и 15, а также транзистор 9. В этот мы напряжений, поясняющие принцип его момент(с О) конденсатор 5 заряженный в работы. предыдущем интервале до напряжения U

На чертеже приняты следующие обоз- 55 (см.фиг.2в) начинает быстро разряжаться начения: 6 и 8 — тиристоры; 7 и 9 — транзи- через фототиристор 3, резистор 4, управлясторы; 10, 11, 12 и 13 — обратные диоды; ющий электрод — катод тиристора 6. Тирипервый резистор 1, фототиристор 2 первой стор 6 переходит из закрытого состояния в оптопары, фототиристор 3 второй оптопа- открытое и начинается формирование полоры второй резистор 4 образуют первую позначительно усложняет схему управления и снижает надежность ее работы.

Цель изобретения — повышение надежности работы мостового инвертора путем упрощения схемы управления.

Мостовой инвертор содержит путем. упрощения схемы управления.

Мостовой инвертор содержит первый 6, второй 8, третий 7 и четвертый 9 переключающие элементы, шунтированные обратными диодами 10,-11; 12 и 13, первые силовые выводы первого 6 и второго 8 из которых присоединены к первому входному выводу

+ Ип, соединенному через первую и вторую последовательностные управляющие цепи из первых резисторов 1 и 14, фототиристоров 2 и 15, 3 и 16 первых 2-24 и 15-23 и вторых 3-22 и 16-25 оптопар и вторых резисТ0рое 4 и 17 со входами управления соответственно первого и второго переключающих элементов, вторые силовые выводы которых соединены GOOTBBTGT венно через третий 7 и четвертый 9 переключающие элементы со вторым входным выводом — Ип выходной, трансформатор 19, задающий генератор 20, к выходным выводам которого присоединены через резистор две последовательные цепи из светодиодов 22 и 23, 24 и 25 соответственно первой оптопары первой последовательностной управляющей цепи и второй оптопары второй последовательнастной управляющей цепи, а также согласующий трансформатор 26, 27, первичная обмотка которого присоединена к выходу задающего генератора либо непосредственно, либо через усилитель, а вторичные обмотки подключены ко входам управления соответственно . третьего и четвертого переключающих элементов, выполненных на транзисторах 7 и 9 при этом первый 5 и второй 18 конденсаторы включены между точками соединения фототиристоров 2 и 3, 15 и 16 первой и второй оптопары соответтвенно пе вой и вто ой последовательноследовательную управляющую цепь. Первый резистор 14, фототиристор 15 первой оптопары, фототиристор 16 второй оптопа ры образуют вторую последовательностную управляющую цепь; 19 — выходной трансформатор; 20 — задающий генератор; 21— ограничивающий резистор; 5 и 18 соответственно первый и второй конденсаторы; 23 и 24 — светодиоды соответственно первых

10 оптопар и первой и второй последовательностной управляющей цепи; 22 и 25 — светодиоды соответственно вторых оптопар первой и второй последовательностной управляющей цепи; 26 и 27 — согласующие

15 трансформаторы.

Задающий генератор (ЗГ) 20, вырабатывает разнополярные импульсы, для рассматриваемого случая, длительностью, равной полупериодам выходного напряже20 ния преобразователя. Выход 20 точки а и Ь на фиг,1 подключаются к первичным обмоткам трансформаторов 26 и 27 для управления транзисторами 7 и 9 либс непосредственно. либо через предварительный усилитель (на фиг. 1 не показан) и через резистор 21 к входным цепям оптопар (на фиг.1 это последовательно соединенные светодиоды 22, 23 и 24, 25). Фототиристоры

2, 3, 15 и 16, являясь выходами оптопар

30 2 — 24,3 — 22, 15-23,15 — 23,16 — 25, являются по существу и выходами СУ. Мостовой инвертор работает в обычном режиме, т.е. в один полупериод работают 6, 9, во второй 7, 8.

На фиг.1 представлена схема, когда

35 каждая стойка мостового инвертора состоит из тиристора и транзистора.

На фиг.2 Uy —. напряжение на выходе ЗГ и входах трансформаторов 26, 27 и оптопар; ц,э — токи через тиристор 6, трансформатор

40 19 и транзистор 9; ц,э — токи через:транзистор 7, трансформатор 19 и тиристор 8; Ucs — форма напряжения на конденсаторе 5;

Ода — напряжение на конденсаторе 18; 0н— напряжение на выходе трансформатора 19.

1795533

20

35 жительной полуволны напряжения на нагрузке (см. фиг.2з).

В этот же момент (t О), так как открыты фототиристор 15 и транзистор 9 начинается заряд конденсатора 18 через + Un, резистор 14, фототиристор 15, конденсатор

18, эмиттер-коллектор транзистора 9, — Un (см. фиг.2д). После заряда конденсатора 18 до U, фототиристор 15 запирается и отключает 18 от V .

В следующий полупериод U> отпирается транзистор 7 и другая группа светодиодов 24, 25 и их .фототиристоры 2 и 16 и начинается разряд 18 через 16, 17, управляющий электрод — катод тиристора 8, что переводит 8 из закрытого в открытое состояние. С этого момента t начинается формирование отрицательной полуволны Uн (см.фиг.2а, r, д, э). В этот же момент (с) начинается заряд Сь по цепи + U>,ðåçèñòoð 1, фототиристор 2, конденсатор 5, эмиттерколлектор транзистора 7, — 0л. В следующий период в каждом полупериоде процессы в схеме будут повторяться.

При необходимости регулирования выходного напряжения инвертора, можно воспользоваться известными методами, например, изменением времени проводимости транзисторов 7 и 9.

Для исключения режима "сквозных токов" можно воспользоваться известными методами.

Очевидно, что моменты включения тиристоров 6 и 8 определяются моментами

Формула изобретения

Мостовой инвертор, содержащий первый, второй, третий и четвертый переключающие элементы, шунтированные обратными диодами, первые силовые выводы первого и второго из которых присоединены к первому входному выводу, соединенному через первую и вторую последовательные управляющие цепи иэ первых резисторов, фототиристоров, первых и вторых оптопар и вторых резисторов с входами управления соответственно первого и второго переключающих элементов, вторые силовые выводы которых соединены соответственно через третий и четвертый переключающие элементы с вторым входным выводом, выходной трансформатор, вторичная обмотка которого присоединена к выходным выводам, а первичная обмотка подключена к точкам соединения соответственно первого и третьего, а также второго и четвертого переключающих элементов, заоткрытия фототиристоров 3 и 16, а моменты выключения тиристоров 6 и 8 определяются моментами выключения соответственно транзисторов 7 и 9. Фототиристоры 3 и 16 запираются после разряда соответствующих конденсаторов 5 или 18, а выключение фототиристоров 2 и 15 определяются моментами, когда напряжение на 5 и 18 достигнут значения Un.

Время разряда 5 и 18 задается резисторами 4 и 17 и выбирается таким образом, чтобы за время разряда 4 и 18 тиристоры успели включиться. Эти времена имеют порядок 100-150 мкс.

Время заряда 5 и 18 определяется соответственно резисторами 1 и 14 и обычно выбирается меньше полупериода с тем, чтобы 6 и 8 успели до конца полупериода восстановить свои запирающие свойства.

В качестве задающего генератора 20 может быть использована любая схема генератора раэнополярных прямоугольных импульсов.

Таким образом, значительно упрощается управление инвертором, т.к. в нем исключаются два усилительно-развязывающих узла; повышается технологичность, т.к. упрощается трансформаторное оборудование. Все это приводит к улучшению весо-габаритных показателей, повышению надежности работы, технологичности изготовления и простоте настройки и замены элементов. дающий генератор, к выходным выводам которого присоединены через резистор две последовательные цепи из светодиодов соответственно первой оптопары первой последовательной управляющей цепи и второй оптопары второй последовательной управляющей цепи, а также первой оптопары второй последовательной управляющей цепи и второй оптопары первой последовательной управляющей цепи, первый и второй конденсаторы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем упрощения схемы, введен согласующий трансформатор, первичная обмотка которого присоединена к выходу задающего генератора, а вторичные обмотки подключены соответственно к входам управления третьего и четвертого переключающих элементов, выполненных на биополярных транзисторах, при этом первый и второй конденсаторы включены между точками соединения фототиристоров первой и второй оптопар соответственно, первой и второй

1795533 но первого и второго переключающих элементов, выполненных на тиристорах, последовательных управляющих цепей и вторыми силовыми выводами соответственЩ ч g

Он

Редактор B,Tðóá÷åíêî

Заказ 435 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 101

l

L (1

1

A/24 Ey 25 : I

Составитель А.Абдулаев

Техред М.Моргентал Корректор И.Муска