Самовозбуждающийся инверторнапряжения

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублнк

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()803090 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.10.78. (21) 2675510/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

Н 02 М 7/515

Государственный комнтет

Опубликовано 07.02.81. Бюллетень ¹ 5

Дата опубликования описания 15.02.81 (53) УДК 621.314..57 (088.8) по делам нзобретеннй н открытнй (72) Автор изобретения

В Я Р, -,. t " .;к.о

Киевский ордена Ленина политехнический институт

HM. 50-летия Великой О тябрьской социалистической революции (71) Заявитель (54) САМОВОЗБУЖДАЮЩИЙСЯ ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питания в устройствах автоматики, вычислительной и измерительной техники и связи.

Известны схемы автогенераторов коротких импульсов с частотно-задающим LC-контуром (1). Известны также инверторы напряжения, собранные по мостовой или полумостовой схемам с диодами встречного тока, в качестве узла коммутации в которых применен последовательный LC-контур, включенный параллельно нагрузке (2).

Известен также инвертор (3), содержащий последовательно включенные тиристоры между положительным и отрицательным полюсами источника питания, параллельно которым включены обратные диоды, нагрузку, включенную между нулевой точкой источ ника питания и точкой соединения тиристоров, причем параллельно нагрузке включен последовательный коммутирующий LC-контур.

Такой инвертор целесообразно применять на повышенной частоте, которая близка к собственной частоте колебаний коммути рующего LC-контура. Недостатками такого инвертора являются повышенные требования к стабильности частоты импульсов управления тиристорами. Другим недостатком является трудность обеспечения надежной за питы от перегрузок и коротких замыканий. Это связано с тем что, если, !IpH перегрузке коммутирующий LC-контур не успеет выключить работавший тиристор, то при включении следующего тиристора источник питания через два включенных тирис о тора будет замкнут накоротко, так как в цепи нет индуктивностей, ток короткого замыкания будет нарастать очень быстро и достигать большой величины. Для эффективной защиты устройство защиты должно обла дать высоким быстродействием.

Целью изобретения являгэтся повышение надежности схемы и обеспечение прямоуголь ной формы выходног0 напряжения инвертора.

Поставленная пель достигается тем, что цепочки, состоящие из последовательно вклю ченных конденсаторов и первичной обмотки импульсного трансформатора включаются параллельно каждому тиристору инвертора, а вторичная обмотка каждого импульсного трансформатора через резистор подключает803090

Формула изобретения ся к управляюшему электроду другого тиристора.

H а чертеже представлена принципиальная схема инвертора.

Инвертор содержит силовые тиристоры

1 и 2, обратные диоды 3 и 4, коммутирующий конденсатор 5, коммутирующий дроссель 6, нагрузку 7, конденсаторы 8 и 9 входного делителя напряжения, конденсаторы

10 и 11 дифференцируюшей цепи, импульсный трансформатор 12 с первичной обмоткой 13 и вторичной обмоткой 14, импульсный трансформатор 15 с первичной обмоткой 16 и вторичной обмоткой 17, резисторы !

8 и 19 и цепь запуска, содержашую кнопку 20, резистор 21 и конденсатор 22.

В исходном состоянии тиристоры 1 и 2 выкл>очепы, входное напряжение делится и> i, l,l;E i пя кон lcltcBTopBx 8 и 9.

Для зя»ускя схемы необходимо на коротк<>с время:>аукнуть кнопку 20. Ток заряда ко>де>гсяторя 22, ограниченный резистором

21, прс TOK;isl через управляющий переход тир»с оря " .11> лк>чает его и к нагрузке 7

iI! 1>к >я >к>яяс> ся напряжение, равное Vbgn, с::,.::,», >c ы> к указанной без скобок. Однонрсм »l»;»пинается резонансный заряд

>сс> >»;i гп!>x lot>tell емкости с аналогичной IEoI:E!>»;;.тьк>. !!осле достижения максимума

>;»>ря :,, ч>пе if

»;>;:- ся и конде>гсятор разряжается, а затем сз»р>1 к>>стсH по пепи: конденсатор 5(+), к. »д ElcEETE>p 9, тиристор 2, лроссель 6, кондс" >сятор 5(-).Когда ТоК разряда, который няпрявлеll встречно току нагрузки, станет рявпым току нагрузки, тиристор 2 выключаетс>1 и гок разряда-нсрезяряда переходит в диод 4. При этом полярность напряжения на нагрузке остается прежней. Когда по мерс перезаряда конденсатора 5, его ток перезаряда yvettl,ill«eTc>I и снова станет равен току нагрузки, я затем и меньше его, происходит запирянис диода 4. При этом обратное напряжение на диоде 4, а следовательно, и прямое напряжение на тиристоре 2 воз растает. Через первичную обмотку трансфорiI;I Iopa 15 протекает импульс тока, заряжаю>пий конденсатор 1!. Этот импульс трансформируется во вторичную обмотку 17 и включает тиристор 1. К нагрузке прикладывается напряжение противоположной полярности (указано в скобках). Конденсатор 5 дозаряжается по пепи: конденсатор 8(+ ), тиристор 1, дроссель 6, конденсатор 5, конденсатор 8(-) C полярностью, указанной в скобках. Дяльп>с процессы в схеме повторяются. После запирания тиристора и диода 3 напряжение на них возрастает и импульс тока заряда конденсатора 10 трансформируется во вторичную обмотку 14 транс форматора 12 ii снова включает тиристор 2.

Таким образом, схема работает в автоколебательном режиме с частотой, задаваемой контуром коммутации. Так как отпирание

1S

Z0

Зо

35 следующего тиристора происходит в момент когда ток коммутирующего контура становится равным току нагрузки, форма выходного напряжения инвертора будет прямоугольной. Из принципа работы также видно, что схема не боится перегрузок и коротких замыканий, т.е. обладает повышенной надеж ностью. Действительно, если какой-либо из тиристоров в процессе коммутации не успеет восстановить свои запираюшие свойства, то в момент появления на нем прямого напряжения он снова включится. При этом на нем не будет скачка положительного напряжения и импульс управления следую щего тиристора не будет сформирован. Через повторно включившийся тиристор конденсатор 8 или 9 разрядится через нагрузку, ток в тиристоре упадет до нуля и схема отключится от источника питания.

Схема также обладает повышенной устой чивостью ко на тиристорах. Так, например, когда включается тиристор 1, на тиристоре 2 быстро нарастает прямое напряжение. Олнако к управляюшему электроду тиристора 2 прикладывается импульс отрицательной полярности, который формируется за счет разряда конденсатора 10 через QTIipbIBBIolllèéñÿ тиристор 1 и первичную обмотку 13 трансформатора 12. Это, как известно, повышает

d> х>стоичиBocTb THpEtcTopoB кд

В схеме можно обойтись одной цепочкой. состоящей из последовательно соединенных конденсатора и первичной обмотки импульсного трансформатора, подключенной параллельно любому тиристору. Но при этом указанный импульсный трансформатор должен иметь две вторичные обмотки, каждая из которых подключается через резистор к управляющему электроду соответствуюшего тиристора.

Использование указанных цепочек. включаемых параллельно тиристорам, позволяет получить инвертор напряжения, формирующий прямоугольное напряжение и работающий в автоколебательном режиме. При этом такой инвертор обладает повышенной належ постыл, так как в нем осуществляется самозащита от перегрузки и короткого замыкания. Схема не требует специального источника для питания системы управления. проста в настройке и надежна в работе.

Самовозбуждающийся инвертор напряжения, содержащий последовательно включенные тиристоры между положительным и отрицательным полюсами источника питания, шунтированные обратными диодами, общая точка которых соединена с первым выходным выводом, а второй выходной вывод соединен с нулевой точкой источника питания, причем параллельно выходным вы803090

Составитель Г. Вотчинцев

Редактор Г. Петрова Техред А. Бойкас Корректор Н. Швыдкая

Заказ 10274/о8 Тираж 741 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и о1крытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 водам подключен коммутирующий .И:-контур, а также цепочки, состоящие из последовательно включенных конденсатора и первичной обмотки импульсного трансформатора, отличающийся тем, что, с целью повышения его надежности, указанные цепочки подключены параллельно каждому тиристору, причем вторичная обмотка импульсного трансформатора через резистор подключена к управляющему электроду другого тиристора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Нежданов И. В. Инверторы на тиристорах. М., «Энергия», 1965, с 51, рис. 15.

2. Беркович Е. И. и др. Тиристорные преобразователи высокой частоты. Л., «Энергия», 1973, с. 93 — 95.

3. Бедфорд Б., Хофт P Теория автономных инверторов. M., «Энергия», 969, с. 159 — 162.