Статический преобразователь

 

О П И C А Н И Е (i>)QQQ>75

ИЗЬБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтскик

Социалистические

Республик (6I) Дополиительмое к авт.свид-ву (22) Заявлено 11,0780 (21) 2956033/24-07 (5l ) М. Кл. с присоелинеиием заявки J4

Н 02 М 7/537

3Ьеударстаеаиый комитет

СССР (23) П риоритет ав делая изабретеиий и аткрытий

Опубликовано 2802.82 бюллетень № 8 (53) УДК621. 314. .58(088.8) Дата опубликования описания 2832Â2 (72) Автор изобретения

А Е Сурминский (7I ) Заявитель (Я) СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к силовым преобразователям энергии, и может найти применение в статических преобразователях постоянного напряжения в переменное, гальванически развязанное, с приближенно синусоидальной формой.

Известен статический преобразователь, содержащий две и более силовых преобразовательных ячеек, выполненных по мостовой схеме на управляемых ключах, выходы-которых соединены последовательно, В каждой из ячеек одна пара ключей коммутируется по чисто прямоугольному закону, а вторая пара ключей имеет дополнительные коммутации, расположенные симметрично основной. Выходное напряжение этой ячейки также является одноступенчатым 5 j.

Выходное напряжение такого преоб" разователя имеет улучшенную форму с увеличенным числом ступеней, но недостатком его является усложнение схемы, связанное с увеличением числа преобразовательных ячеек.

Наиболее близким к предлагаемому является статический преобразователь, содержащий силовую преобразовательную ячейку, выполненную по мостовой схеме на управляемых ключах, например транзисторах, шунтированных возвратными диодами, и силовой трансформатор, первичная обмотка которого включена в диагональ переменного тока указанной ячейки Е.23.

Недостатком такого инвертора является плохое качество формы выходного напряжения, имеющего одноступенчатую форму и паузу на нулевом уровне.

Цель изобретения — улучшение качества формы выходного напряжения.

Йоставленная цель достигается тем, что в статическом преобразователе, содержащем выходной трансформатор, первую пару управляемых ключей, соединяющих первый вывод первичной обмотки этого трансформатора с вход909

775 ными выводами, и вторую пару управляемых ключей, связанных со вторым выводом указанной обмотки и входными выводами преобразователя, при этом все ключи шунтированы возвратными диодами последовательно с каждым ключом второй пары введен конденсатор, параллельно которому через выпрямитель включена дополнительная обмотка выходного трансформатора, а между указанными конденсаторами введен третий конденсатор.

На фиг. 1 показана электрическая схема преобразователя," на фиг. 2диаграммы коммутации транзисторов и диаграмма напряжения 0 в на обмотках выходного трансформатора.

Электрическая схема преобразователя содержит ключевые транзисторы силовые цепи которых аунтированы возвратными диодами 5-8, выходной трансформатор 9, включенный в диагональ моста нагрузку 10, дополнительные обмотки 11 и 12 выходного трансформатора, которые через выпрямите" ли 13- 16 включены параллельно первому и второму конденсаторам 17 и 18, соединенным последовательно с ключами 3 и 4, третий конденсатор 19, включенный между конденсаторами 17 и 18.

Выходное напряжение 09 (фиг. 2) имеет двухступенчатую форму. Меньший его уровень соответствует одновремен" но открытому состоянию транзисторов

2 и 4, когда к первичной обмотке трансформатора 9 приложено напряжение между обкладками конденсатора 17, а приведенный ток нагрузки замыкается на цепи: положительный входной вывод инвертора, транзистор 2, первичная обмотка трансформатора 9, диод 7 и далее разветвляется на две ветви: первая - конденсатор 17, положительный входной вывод, вторая через последовательно соединенные конденсаторы 18 и 19 на отрицательный входной вывод. Большой уровень выходного напряжения того же знака (положительного) соответствует одновременно открытому состоянию транзисторов 2 и 3, когда к первичной обмотке трансформатора 9 приложено суммарное напряжение двух последовательно соединенных конденсаторов 17 и 19, а приведенный ток нагрузки замыкается через цепи: положительный входной вывод, транзистор 2, первич5

tS

30 эз

43 ная обмотка трансформатора 9, транзистор 3 и далее разветвляется по двум цепям: одна — через конденсатор

18 на отрицательный входной вывод, другая - через два последовательно соединенных конденсатора 17 и 19 va положительный входной вывод. Величина этого большего уровня выходного напряжения равна сумме напряжений на двух последовательно соединенных конденсаторах 17 и 19. Аналогично работает инвертор, формируя отрицательные уровни выходного напряжения, амплитуды которых, соответствуя одновременному открытому состоянию транзисторов 1 и 3 или I и 4, равны напряжению на конденсаторе 18 или сумме напряжений на конденсаторах

19 и 18.

Обмотки 11 и 12 с диодами 13-lб служат для подзаряда конденсаторов

17 и 18 во время формирования большего уровня выходного наполнителя, поддерживая напряжение на их обкладках в заданных пределах.

Эти обмотки делаются одинаковыми для того, чтобы меньший уровень вы» ходного напряжения положительной полярности, равный напряжению на конденсаторе 17, был одинаков по абсолютной величине с соответствующим напряжением отрицательной полярности (на конденсаторе 18).

При оптимальных значениях углов дополнительной коммутации транзисторов 3 и 4,. равных 45, 135, 225 и

345 эп. градусов, и отношении числа витков дополнительной обмотки к числу витков первичной обмотки > xoÀHO го трансформатора, равным 4/1/2Н, в спектре напряжения U отсутствуют третья и пятая гармонические составляющие, т.е. качество формы существенно улучшится по сравнению с известным, в котором при исключении третьей гармонической составляющей отношение пятой гармонической составляющей к первой равно 203;

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет существенно улучшить качество формы выходного напряжения более простыми средствами.

Формула изобретения

Статический преобразователь, со» держащий выходной трансформатор,nep-, 909775

ВНИИПИ Заказ 968/76 Тираж 719 Подписное филиал _#_ffl "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4 вую пару управляемых ключей, соединяющих первый вывод первинной обмотки этого трансформатора с входными выводами, и вторую пару управляемых ключей, связанных с вторым выводом указанной обмотки и входными вывода ми, при этом все ключи аунтированы возвратными диодами, о т л и ч а ющ v и с я тем, что, с целью улучшения качества формы выходного напряжения, последовательно с каждым ключом второй пары введен конденсатор, параллельно которому через выпрями6 тель включена дополнительная обмотка выходного трансформатора, а между казанными конденсаторами введен третий конденсатор. .5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Иоин В.С., Лаптев Н.Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи, N., "Энергия, 1972, с. 131, 1î рис. 5-10 с.

2. Патент ДР и 3579081, кл. 321-9, 1971.