Инвертор Советский патент 1987 года по МПК H02M7/5387 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке источников электропитания.

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования выходного напряжения и повышение надежности за счет ограничения мгновенных токов транзисторов.

На чертеже показана принципиальная схема устройства.

Инвертор содержит источник 1 входного постоянного напряжения, мостовой усилитель мощности на транзисторах 2-5, эмиттеры транзисторов 2 и 3 одного из плеч которого объединены и подключены к одному из входных выводов, В диагональ переменного тока мостового усилителя мощности включена нагрузка 6. Второй входной вывод через силовые переходы транзисторов 7 и 8 и рабочие обмотки 9 и 10 магнитного усилителя 11 подключены к коллекторам транзисторов 4 и 5 второго плеча усилителя мощности. Выводы рабочих обмоток 9 и 10 через рекуперационные диоды соединены с соответствующими входными выводами Рабочая обмотка 16 магнитного усилителя 11 через дроссель 17 подключена к источнику 18 управляющего напряжения, подключенному к узлу 19 управления, выходы которого подключены к

13

управляющим переходам транзисторов.

Инвертор работает следующим образом.

В первом такте включаются транзисторные ключи 7, 4 и 3, Время включенного состояния транзисторных ключей определяется величиной напряжения источника 18 управлякнцего напряжения, преобразуемого узлом 19 управления и широтно-модулированные импульсы. Сформированные импульсы управления подаются с выходов узла 1 управления на соответствукхцие управляющие переходы транзисторов 7, 4 и 3. Ток, протекагаций от положительного выхода источника 1 постоянного напряжения через транзисторный ключ 7, рабочую обмотку 9, транзисторный ключ 4, нагрузку 6, транзисторный ключ 3, отрицательный вывод источника 1 постоянного напряжения, создает на нагрузке 6 напряжение положительной полярности.

Величина тока, протекающего по указанной цепи, ограничивается рабо, Ш

15

20

398272

чей обмоткой 9 магнитного усилителя 11 следующим образом. До момента включения транзисторных ключей 7, 4 и 3 сердечник с намотанной на нем обмоткой 9 магнитного усилителя 11 находится в состоянии насьщения под действием тока управления. Ток управления создается источником 18 управляющего напряжения и протекает от положительного вывода источника 18 управляющего напряжения через после-, довательно соединенные обмотку 16 управления магнитного усилителя 11 и дроссель 17 к отрицательному выводу источника 18 управляющего напряжения, намагничивая сердечники магнитного усилителя 16 до магнитного насьщ ения. При включенном состоянии транзисторных ключей 7, 4 и 3 ток протекает через рабочую обмотку 9 магнитного усилителя 11, стремясь вывести ее сердечник из состояния магнитного насыщения. При увеличении тока в рабо25 чей обмотке 9 до определенной величины ее сердечник выходит из состояния магнитного насыщения, сопротивление рабочей обмотки 9 возрастает и препятствует дальнейшему увеличению тока в цепи. Напряжение, которое прикладывается при этом к рабочей обмотке 9, стремится вызвать ток также и в обмотке 16 управления, связанной магнитно с рабочей обмоткой 9, однако дроссель 17, включенный с ней последовательно, препятствует этому. Величина тока, протекающего в рабочей обмотке 9, пропорциональна току- в обмотке 16 управления с точностью до

40 малого тока намагничивания магнитного усилителя 11, а коэффициент пропорциональности представляет собой отношение количества витков обмотки 16 управления к количеству витков

д рабочей обмотки 9 магнитного усилителя 11.

При отключении транзисторных ключей 7, 4 и 3 цепь протекания тока от источника питающего напряжения в нагрузку 6 прерывается, сердечник с намотанной на нем рабочей обмоткой 9 стремится вернуться в исходное состояние магнитного насьщ5ения путем уменьшения тока до нуля, протекающего по рабочей обмотке 9. Ток рабочей обмотки 9 замыкается при этом через соответствующие рекуперационные диоды 12 и 14 помимо нагрузки 6 непосредственно на источник 1 питающе30

35

50

55

го напряжения 1, предотвращая необратимые потери энергии на токоогра- ничение, а также обеспечивая протекание тока через нагрузку лишь в течение заданного времени.

Во втором такте включаются транзисторные ключи 8, 5 и 2. Цепь тока замыкается при этом через вторую рабочую обмотку 10 магнитного усилителя 11, ключи 8, 5 и 2, нагрузку 6 и источник 1 постоянного напряжения, создавая на нагрузке 4 напряжение отрицательной полярности. Рабочие процессы протекают при этом аналогично описанным для первого такта.

Амплитуда протекающего по цепям преобразователя тока ограничивается магнитным усилителем 11, который. работает в режиме вынужденного намагничивания (при наличии дросселя 17 в цепи обмотки 16 управления) с отрицательной обратной связью по току и кратна току в обмотке 16 управлени магнитного усилителя 11.. Ток управления пропорционален величине напряжения источника 18 управляющего напряжения и максимальная его величина ограничена максимальным напряжением источника 18 управляющего напряжения

Минимальный ток уменьшается за счет уменьшения амплитуды тока, пропускаемого магнитным усилителем 11 через свои рабочие обмотки 9 либо 10 что при равенстве максимальных токов увеличивает кратность регулирования тока в предлагаемом преобразователе по сравнению с известным.

Ограниченность мгновенных токов, протекающих через транзисторные ключи и нагрузку, позволяет избежать импульсных и статических перегрузок транзисторных ключей, что повьш1ает надежность преобразователя.

Таким образом, преобразователь постоянного напряжения- в переменное имеет широкий диапазон регулирования выходного напряжения, обусловленный тем, что минимальный ток дополнительно уменьшается за счет уменьшения

Составитель И. Редактор С. Пекарь Техред М.Дидык

Заказ 4241/52 Тираж 659Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.

амплитуды тока, пропускаемого магнитным усилителем через свои рабочие обмотки, что при равенстве максимальных токов увеличивает кратность регулирования тока.

Ограниченность мгновенных токов, протекающих через транзисторные клю0 чи и нагрузку, позволяет избавиться от импульсных и статических перегрузок транзисторньк ключей, что повышает надежность преобразователя вследствие введения третьей пары

5 транзисторных ключей, четьфех рекупе- рационных диодов и дросселя.

Формула изобретения

0 Инвертор, содержащий мостовой усилитель мощности на транзисторах, эмиттеры транзисторов противофазных плеч объединены и подключены к первому входному выводу, управляющие

5 переходы транзисторов подключены к выходам узла управления, подключенного к источнику управляющего напряжения, причем последний соединен одним из выводов с первым выводом обмотки

0 управления магнитного усилителя,

первые вьшоды рабочих обмоток которого соединены с коллекторами транзисторов других противофазных плеч усилителя мощности, отличающий- с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования выходного напряжения и повьшения надежности за счет ограничения мгновенных токов транзисторов, введены дроссель, реQ куперационные диоды и два транзистора, силовые переходы которых включены между вторым входным вьгоодом и вторыми выводами рабочих обмоток упомя-г нутого магнитного усилителя, при

5

45

этом рекуперационные диоды включены

между выводами рабочих обмоток и со- ответствуюпщми входными вьшодами, а второй вьтод обмотки управления соединен через дроссель с вторым выводом источника управляющих напряжений.

Никитин

Корректор С. Шекмар

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано во вторичных источниках питания. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования выходного напряжения и повьшение надежности за счет ограничения мгновенных токов транзисторов. Преобразователь содержит транзисторные ключи (ТК) 2-5, магнитный усилитель 11 с рабочими обмотками 9, 10 и обмоткой управления 16, источник управляющего напряжения 18. Введение ТК 7 и 8, четырех рекупераци- онных диодов 12-15, дросселя 17 и вьшолнение новых связей позволяют избавиться от импульсных и статических перегрузок ТК. 1 ил. Ш (Л со со 00