Двухтактный инвертор

 

Союз Советскнх

Соцналнстнческнх

Респубпнн (11) 614507

К АВТОРСКОМУ СВИДИТБЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 12.04.76(21) 2347647у27-07 (51) М, Кл.

Н 02 М 7/48 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР на делам нэаоретеннй и открытий (23) Приоритет(43) Опубликовано05,07.78,Бюллетень. №25 (45) Дата опубликования описания 12.06.78 (53) УДК 621.314.58 (088.8) (72) Автор изобретения

И, И, Куликов (71) Заявитель (54) йВУХТАКТНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам электропитания и предназначено для преобразования постоянного напряжения в переменное.

Известны инверторы постоянного напряжения в однофазное переменное, имеюшее форму, близкую к.синусоидальной, выполненные в виде нескольких преобразовательных ячеек. Выходные напряжения ячеек с разной паузой на нуле суммируются на нагрузке, в результате чего выходное напряжение инвертора имеет форму ступенчатой кривой (1). Окончательное формирование кривой выходного напряжения осуществляется эа счет включения на выходе инвертора LC - И фил ытра.

Такие преобразователи отличаются сравнительно сложной схемой управления и значительным количеством силовых элементов, в частности выходных трансформаторов, хат определяемым числом ступеней в кривой выходного напряжения на активной нагрузке.

Известны преобразователи того же наэ начения с меньшим количеством выходных Ж

2 трансформаторов. Выходное напряжение, имеюшее форму, близкую к синусоидальной, в таких инверторах осуществляется эа счет переключения отводов обмоток выходного трансформатора (21. Окончательное формирование кривой выходного напряжения здесь, как и в первом случае, достигается за счет включения на выходе инвертора 1С .—. фильтра.

Инверторы такого вида, хотя и отличаются простотой построения, имеют ограниченное применение, так как они требуют использования силовых элементов (транзисторов или тиристоров), рассчитанных на повышенные значения прикладываемого напряжения по сравнению с напряжением питаюшего источника, Например; при получении двухступенчатой формы выходного напряжения, напряжение на ключах такого инвертора достигает двух-и трехкратного значения напряжения источника питания.

Известен также двухконтактный инвертор, который со держит мост управляемых ключей, одна диагональ которого подключена через дроссель к входным выводам, 614507 а другая к первичной обмотке выходного трансформатора, зашунтированного кон денсатором (3).

Однако формирование синусоидального напряжения в этом инверторе осуществляется фактически из напряжения прямоуголь5 ной формы, что требует относительно больших габаритов фильтра.

Целью изобретения является уменьшение весогабаритных показателей за счет сокрашения габаритов !„С вЂ” фильтра, <о

Это достигается тем, что в двухтактном инверторе, содержащем . мост управляемых ключей, одна диагональ которого подключена через проссель к входным выводам, а другая — к первичной обмотке выходного трансформатора, зашунтированного конденсатором, обмотка выполнена со средней точкой, которая через дио д по дсое динена к точке соединения дросселя и соответствующего

20 входного Вывода.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема двухтактного инвертора; на фиг, 2кривая выходного напряжения преобразователя и состояние силовых ключей, соответствующее этапам его формирования.

Бвухтактный инвертор состбит из выходного трансформатора 1, силовых ключей

2-5, дрбсселя, 6, конденсатора 7, tC— фильтра и коммутирующего диода 8. Управ- 3О ление силовыми ключами осуществляется блоком 9, Постоянное напряжение питания на преобразователь поступает от источника

1О постоянного напряжения.

Заштрихованные прямоугольники (фиг,2), 1 I f обозначенные цифрами 2, 3, 4, 5, показывают открытое состояние тиристоров

2,3 и транзисторов 4,5 соответственно, Инвертор работает следующим образом.

При поступлении в момент времени $p 40 отпираюших сигналов на управляющие электроды тиристора 2 и транзистора 5 последние открываются, в резулвгате чего замыкается цепь питания преобразователя . от источника 10, Энергия источника 10.. 45 через и рансформатор 1 начинает поступать в цепь нагрузки. При этом ток в первичной обмотке протекает от зажима а к зажиму в . Одновременно с передачей энергии источника LO в цепь нагрузки происхо- gp пит накопление ее в дросселе 6 и конденсаторе 7. Поскольку скорость нарастания тока в цепи питания преобразователя ограничивается индуктивным сопротивлением дросселя 6, возрастание напряжения на нагруз- я ке происходит плавно по закону, близкому к си-. нусоипальному, чему также способствует конденсатор 7. Нарастание напряжения на нагрузке происходит до такого момента времени f „„при котором на базу трен- 60 на управляюший электрод тиристора отпираю!ций. Транзистор 5 закрывается, а тиристор 3 открывается. !ерез открытый тиристор 3 к тиристору 2 в запирающем направлении прикладывается напряжение конденсатора 7, зарядившегося на этапе возрастания выходного напряжения. Тиристор 2 закрывается, прерывая цепь питания преобразователя от источника 10. Однако через открытый тиристор 3 н коммутирующий диод 8 в выходную цепь преобразователя продолжает поступать энергия, запасенная ранее в дросселе 6. Ток дросселя замыкается через половину первичной обмотки, протекая" в направлении от зажима В к зажиму «5"„ т,е. в направлении, противоположном первоначальному, Смена направления тока в первичной обмотке трансформатора 1 приводит к тому, что конденсатор 7 начинает перезаряжаться, и напряжение на нагрузке плавно спадает, В момент времени 6 g (момент окончания формирования опной, например положительной, полуволны напряжения) открывается транзистор 4, в результате чего замыкается цепь питания преобразователя от источника 10 и закрывается диод 8,. Ток в первичной обмотке трансформатора начинает протекать от зажима 3 к зажиму a.. Происходит передача через трансформатор 1 в цепь нагрузки энергии источника питания и накапливание ее в дросселе 6 и конденсаторе 7. Напря. жение на обмотках трансформатора меняет свою полярность на противоположную и по абсолютной величине начинает возрастать.

Происходит процесс формирования отрицательной полуволны выходного напряжения, который не отличается от процесса формирования положительной полуволны.

Оптимальная последовательность и длительность импульсов, управляющих ключами, обеспечивающая наименьший коэффициент нелинейных искажений входного напряжения, зависит от характера сопротивления ,нагрузки. Поэтому целесообразно схему управления вь!полнять в соответствии с конкретным применением преобразователя или делать ее гибкой, т,е, вводить обратную связь IIo выходному напряжению.

Вместо тиристоров силовой части могут

Ф быть использованы транзисторы с послеповательно включенными диопами, предупреждающими разряд конденсатора . С -фильтра через эти транзисторы в инверсном режиме. Жесткость выходной характеристики может быть обеспечена за счет использования дросселя с опрепеленной зависимостью инпуктивности ог тока подмвгпичивания или

614507

Ща 1

/ь у

Рог. Я

Составитель Г, Огнев

Тех реп Э. Чужик Корректор Н.Яцемирская

Редактор B. Фельдман

Заказ 3706/45 ТиРаж 892 П о дписн ое

ИНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по пелам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Формула изобретени я

11вухтактный инвертор, содержаший мост управляемых ключей, опна диагональ которого подключена через дроссель к входныл

5 выводам, а другая — к первичной обмотке выходного трансформатора, зашунтированного конденсатором, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью уменьшения весогабаритных показателей, обмотка выполнена со средней точкой, которая через диод подсоединена к точке соединения дросселя и соответствуюшего входного в ьшо па.

Источники информации, приняты» во внил ание при экспертизе:

1. Моин B. С. и 11аптев Н. Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи, М."Энергия 1072, с. l. Н3,рис.5- I. iв.

2, Авторское сви детельство СССР, №- 276234, кл, Н 02 М 7/48, 1968 °

3, Авторское свидетельство СССР № 232416, кл. Н 02 М 7/48, 1967.