Регулируемый инвертор Советский патент 1984 года по МПК H02M7/537 H02P13/18 

1 Изобретение отностится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке вторичных источников электропитания для преобразования постоянного напряжения в переменное. Известен регулируемый инвертор, содержащий мостовой усилитель мощности на транзисторах, шунтированных возвратными диодами, с широтноимпульсным регулированием напряжения в диагонали-переменного тока, к которой подключены дроссель и трансформатор Г1. Недостатком этого устройства является низкий КПД, так как ток первичной обмотки трансформатора в любой такт работы схемы протекает по двум полупроводниковым элементам Наиболее близким по технической сущности к изобретению является регулируемый инвертор, содержащий трансформатор. вторичная обмотка ко торого соединена с нагрузкой, дроссель, включенный между первой шиной источника питания и средним выводом первичной обмотки трансформатора, крайние вьгооды которой через транзисторные ключи соединены с второй шиной источника питания C2J. Недостатками известного инвертор являются сложность схемы из-за нали чия импульсного регулятора напряжения , .выполненного с использованием сглаживающего.1,-С-0-фильтра и транзисторного прерывателя в виде двух тран:зисторов, зашунтированных обратными диoяa ш, включенных между концами первичной обмотки трансформатора и общей точкой соединения диода и конденсатора фильтра, а также низкий КЦЦ, вызванный дополни тельными потерями в диоде фильтра. Цель изобретения - повышение КПД и упрощение схемы. Поставленная цель достигается тем, что в регулируемый инвертор, содержащий трансформатор, вторичная обмотка которого соединена с нагрузкой, дроссель, включенный между первой шиной источника питания и средним выводом первичной обмотки трансформатора, крайние выводы кото рой через транзисторные ключи соеди нены с второй шиной источника питания, введены два тиристора, включен ные между концами первичной обмотки трансформатора и первой шиной источ ника питания. 0 2 На фиг. 1 приведена принципиальная схема инвертораJ на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его работу. Регулируемый инвертор содержит трансформатор 1, вторичная обмотка 2 которого соединена с нагрузкой 3, дроссель 4, включенный между первой шиной 5 источника питания и средним выводом первичной обмотки 6 трансформатора 1, крайние выводы которой через транзисторные ключи 7 и 8 соединены с второй шиной 9 источника ч питания. Два тиристора 10 и 11 включены между крайними вьгаодами первичной обмотки трансформатора 1 и первой шиной 5 источника питания. Регулируемый инвертор работает следующим образом. Устройство управления (не показано) формирует токи управления транзисторными ключами 7 и 8 и тиристорами 10 и 11 (фиг.2). Предположим, что в интервале времени (tj,-t-,) оба тиристора 10 и 11 закрыты, а транзисторный ключ 7 открыт. При этбм напряжение источника питания через дроссель 4 приложено к нижней полуобмотке первичной обмотки 6 трансформатора 1, ток в дросселе 4 возрастает (фиг.2,). В момент времени i закрывается транзисторный ключ 7 и оТкрьшается.; тиристор 10. Ток дросселя 4 протекает по контуру: дроссель 4 - нижняя олуобмотка первичной обмотки 6 трансформатора 1 - тиристор 10. На интервале (ц-t ) -инвертор не потребляет тока от источника питания, а в нагрузку 3 передается энергия, запасенная в дросселе 4. Напряжение на дросселе 4 меняет знак и ток в нем начинает падать (фиг.2, 0 4). При этом, поскольку направление и величина тока в первичной обмотке 6 трансформатора 1 сохраняются, выключение транзисторного ключа 7 и включение тиристора 10 не приводит к появлению провала в выходном напряжении трансформатора 1 (фиг.2,и ). В момент времени tj открывается второй тиристор 11, первичная обмотка 6 трансформатора 1, а следовательно, и дроссель 4 оказываются замкнутыми накоротко. Выходное напряжение инвертора равно нулю, а ток дросселя 4 медленно спадает, протекая одновременно по обоим тиристорам 10 и 11. При этом, поскольку

3t

напряжение на дросселе 4 равно нулю, величина тока дросселя 4 в момент времени t (фиг.2) незначительно отличается от величины этого тока в момент времени t. В момент времени t открываются оба транзисторных ключа 7 и 8. Это приводит к изменению знака напряжения на тиристорах 10 и 11 и закрыванию последних. На интервале (tj-t;) напряжение на первичной обмотке 6 трансформатора Г остается по-прежнему равным нулю (фиг.2,ицу), а все напряжение питания приложено к дросселю 4. Длительность этого интервала времени должна быть равна времени выключения тиристоров 10 и 11. После момента времени t остается включенным только транзисторный ключ 8, напряжение источника питания через дроссель 4 прикладывается к верхней полуобмотке первичной обмотки 6 трансформатора 1, выходное напряжение

04

инвертора меняет знак, а ток дросселя 4 продолжает возрастать. В момент времени -ty закрывается транзисторный ключ 8, открываете тиристор 11, напряжение на выходе инвертора сохраняет свой знак и свою величину.

В момент времени , дополнительно открывается тиристор 10, напряжение на обмотках трансформатора 1

падает до нуля, и далее процессы переключения в схеме повторяются.

Регулирование выходного напряжения осуществляется путем изменения соотношения длительностей интервалов времени (), (t4-t5.) и (t,-tp, (t5-te).

Предложенное устройство имеет значительно более высокий КПД, чем известное, за счет того, что ток

дросселя и источника питания никогда не протекает более чем по одному полупроводниковому прибору, что является Следствием упрощения схемы.

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИНВЕРТОР, со-, держащий трансформатор, вторичная обмотка которого соединена с выводами для подключения нагрузки, дроссель, включенный между первой шиной источника питания и средним вьшодом первичной обмотки трансформатора, крайние вьгаоды которой через транзисторные ключи соединены с второй шиной источника питания, отличающийся тем, что, с целью повьшения КЦЦ и упрощения схемы, в него введены два тиристора, включенные мезкду крайними выводами первичной обмотки трансформатора и первой шиной источника питания.