Транзисторный инвертор с блоком симметрирования Советский патент 1985 года по МПК H02M7/5375 

IП

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано з системах электропитания и электропривода для преобразования постоянного напряжения в переменное

В известных двухтактных инверторах, содержащих силовые транзисторы и выходной трансформатор, используются устройства симметрирования вольтсекундного интеграла напряжения по полупериодам с целью исключения токовых перегрузок транзисторов, вследствие одностороннего насыщения сердечника выходного трансформатора.

В транзисторном инерветоре устройство симметрирования выполнено в виде замкнутой системы, содержащей датчики тока обеих плеч силового контура инвертора, сравнивающей усилитель, интегрирующее звено и исполнительный орган в виде управляемого автогенератора CJНедостатком данного решения является значительная сложность и инерционность срабатывания замкйутой системы при резком возникновении несимметричного режима.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является транзисторный инвертор, содержащий задающий автогенератор с коммутирую ВЩМ трансформатором, усилитель мощности с выходным трансформатором, измеритель постоянной составляющей напряжения и интегрирующее звено с исполнительнъ1м органом в виде допол. нительного автогенератора с коммутирующим трансформатором, причем выход дополнительного автогенератора, включенв цепь питания задающего ав тогенератора 2.,.

Недостаток известного инвертора состоит в том, что в нем не обеспече на гальваническая развязка между входными и выходными цепями и ограничена область его применения.

Цель изобретения - расширение области применения путем обеспечения гальванической развязки между входными и выходными цепями.

Эта цель достигается тем, что в транзисторный инвертор с блоком симметрирования, содержащий задающий автогенератор с коммутирующим трансф рматором, усилитель мощности с выходным трансформатором, измеритель постоянной составляющей напряжения и интегрирующ.е звено с исполнитель763А 2 .

ным органом в виде дополнительного автогенератора с коммутирующим трансформатором, введен опорный стабилитрон, к которому подключена вторичная обмотка коммутирующего трансформатора задающего генератора через первый выпрямитель и дополнительную обмотку коммутирующего трансформатора дополнительного автогенератора,

0 вторичная обмотка которого через резистор, включенной на выходе измерителя постоянной составляющей напряжения, и второй выпрямитель подключена также к опорному стабилитрону.

5 На фиг. I показана принципиальная схема предлагаемого инвертора; на фиг. 2 -.диаграммы напряжений, поясняющие его работу.

Транзисторный инвертор (фиг.Псо0 держит усилитель 1 мощности с выходным трансформатором 2, нагруженным например, на выпрямитель с фильтром, задающий генератор 3с коммутируюищм трансформатором 4, дополнительный

5 генератор 5 прямоугольных импульсов

с коммутирующим трансформатором 6, . опорньп стабилитрон 7, балластные резисторы 8 и 9, и измеритель постоянной составляющей напряжения, состояQ щий из последовательно соединенных дросселя 10 насьпцения и резистора il. Инвертор работает следующим образом.

Выходное напряжение дополнительного автогенератора в виде добавки f,oe (фиг.2а) суммируясь с напряжением на опорном стабилитроне и , образует напряжение U,которое через выпрямитель оказывается приложенным к вторичной обмотке коммутирующего трансформатора задающего автогенератора. При этом на коммутирующем трансформаторе задающего автогенератора действует напряжение 1) соответствующей формы. На фиг. 2 о( напряжение и представлено для угла фазового cдвигa / между автогенераторами, равного

Изменяя фазовый сдвиг дополнительного автогенератора относительно задающего, можно регулировать соотнощение длительностей полупериодов последнего. Если учитывать, что перемагничивание сердечника коммутирующего 55 трансформатора задающего автогенератора происходит по предельной петле, что озь ачает равенство вольтсекундных интегралов в разные полупериоды (заштрихованные площади на диаграмм фиг.2 ), то длительность периода Т (частота) задающего автогенератора не изменяется. Осуществление фазового сдвига ос нсвано на использовании.двух автогенераторов, угол сдвига фаз Ч межд выходными напряжениями которых пропорционален интегралу разности их частот. Поэтому введение в устройство до полнительного автогенератора позволяет использовать два генератора ка интегрирующее звено астатической си стемы автоматического регулирования Регулируемым параметром является постоянная составляющая на выходе усилителя I мощности инвертора. При симметрии нагрузки и трансфо матора 2 наличие несимметрии прикла дываемого к этому трансформатору 2 напряжения которая может быть вызвана, например, неодинаковыми длительностями положительного Т и отрицательного Т полупериодов управляющего напряжения или технологичес кими разбросами параметров транзисторов усилителя мощности, приводит к подмагничиванию трансформатора 2. Включенный на выход усилителя 1 мощности измерительный орган выделит соответствуюцую имеющейся несимметрии постоянную составляющую напряжения на резисторе 11. Изменение регулируемого параметра (постоянной составляющей) приводит к тому, что напряжение, снимаемое с выхода измерительного органа - резистора 11, также изменяется и, суммируясь с напряжением стабилитрона 7 подается на коммутирукнцйй трансформатор 6 дрполнительного автогенератора 5. Частота этого генератора изменяется и, следовательно, изменяется фазовый сдвиг между напряжениями генераторов 3 и 5. Изменение фазового сдвига через выходную обмотку генератора 5 приводит к изменению характера добавки напряжения, прикладываемой к обмотке коммутирукицего трансформатора 4 задающего автогенератора 3, что влечет изменение соотнощения длительностей полупериодов выходного напряжения последнего. Соответственно изменяется длительность полупериодов выходного напряжения усилителя 1 мощности. Изменение фазового сдвига происходит до тех пор, пока регулируемый параметр не примет первоначально установленное значение. Следует отметить, что усилитель I мощности и автогенераторы 3 и 5 могут быть выполнены по мостовой схеме. Выходная мощность дополнительного автогенератора 5 незначительна поскольку мала величина добавляемого им напряжения (доли вольта), В предложенном устройстве для достижения цели могут быть применены различные изнерителыше элементы ( датчики), в тон числе выделяющие постоянную составляющую, например тока намагничивания силового трансформатора ij«. В этом случае устройство позволит обеспечить режим работы выходного трансформатора усилителя мощности без подмагничивания при всех видах несимметрии, в том числе при не- симметрии нагрузки и самого трансформатора. Предложенное устройство позволяет беспечить гальваническую развязку ез ухудшения технических характерисик и повышенкч сложности, что расшияет их область применения.

ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР С БЛОКОМ СИММЕТРИРОВАНИЯ, содержаадай задающий автогенератор с коммутирующим трансформатором, усилитель мощности с выходным трансформатором, измеритель постоянной составляющей напряжения и интегрирующее звено с исполнительным органом в виде дополнительного автогенератора с.коммутирующим трансформатором, о т и ч аю щ и и с я тем, что, с -целью расширения области применения путем обеспечения гальванической развязки между входными и выходшлми в него введен опорный стабилитрон к которому подключена вторичная обмотка коммутирующего трансформатора задающего генератора через первый выпрямитель и дополнительную обмотку коммутирующего трансформатора дополнительного автогенератора, вторичная обмоткакоторого через резистор, включенный на выходе измерителя постоянной составляющей напряжения, и второй вьтрямитель подключена также к опорному стабилитрону.