Преобразователь постоянного напряжения в переменное Советский патент 1988 года по МПК H02M7/537 

|ib

СО

to

со

плитной цепочкой 12 д.пя уменьшения динамических потерь, и тиристора 10, а также узел управления, выполненный, в виде соединенных последовательно задающего генератора, блока форми рования управляющих напряжений, один из выходов которого связан с блоком управления силовым ключом, а второй - со входом усилительно- развязывающего блока, у которого выходные обмотки разделительного трансформатора 15 связаны с управляющими цепями транзисторов мостового инвертора, введены узлы задержки, каждый из которых включен между выходной обмоткой разделительного трансформатора и управляющей цегсью тиристора, причем узел задержки выполнен в виде согласованной линии задержки, нагруженной на ключевой элемент, выполненный в виде тран- зисторао Упрор ение достигается за счет исключения разделительного трансформатора, .1 з.п. ф-.пь1, 5 ил.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в преобразовательных устройствах для преобразования напряжения первичного источника в переменное напряжение регулируемой величины и частоты. Цель изобретения - упрощение преобразователя. С этой целью в преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащий мостовой инвертор, каждое плечо которого, .а также силовой ключ, вклю- ченньй в цепь его питания, зашунти- рованы обратным диодом 11 и выполненЬ в виде соединенных последовательно транзистора 9, зашунтированногс за- g

f

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в преобразовательных устройствах для преобразования напряжения первичного источника в переменное напряжение регулируемой величины .и частоты,

Цель изобретения - упрощение у ст ройства.

На фиг,1 представлена функциональная схема преобразователя постоянного напряжения в переменное; на фиг.2 - принципиальная схема силового плеча мостового инвертораJ на фиг.З - пример выполнения усилительно развязывающего узла блока управления на фиг.4 - пример выполнения узла управления силовьм ключомj на фиг.5 - временные диаграммы, поясняющие принцип формирования управляющих напряжений тиристорами и транзисторами плеч мостового инвертора.

Преобразователь содержит мостовой инвертор 15 в цепь питания попарно включен управляемый силовой ключ 2, блок управления 3, состоящий из задающего генератора 4, узел формирования управл5пощих напряжений 5 узел управления силовым ключом 6 и усилительно- развязьтающий узел 7 (фиг,1). В диагональ моста включена нагрузка 8.

Каждое плечо мостового иНв.ертора 1 состоит (фиг.2) из последовательно соединенных силового транзистора 9 и тиристора 10, зашунтированных обратным диодом 11 о Силовой переход транзистора в плече зашунтирован корректирующей цепочкой 12. Вход управления транзистора 9 через резистор 13 подключен к выходной обмотке 14 развязьтающего транзистора 15 усилительно-развязьшающего узла 7, Вход управления тиристора 10 через ограничительный резистор 16 и узел задержки 17 подключен к обмотке -14 трансформатора 15. Узел задержки 17

состоит из согласованной линии задержки 18, нагруженной на ключевой элемент, например транзистор 19, и сог- ласзпощего резистора 20. Защитная цепочка 12 состоит из конденсатора 21,

диода 22 и резистора 23.

Задающий генератор 8 может быть выполнен но схеме мультивибратора.

Узел формирования управляющих напряжений 5 может быть выполнен по

схеме широтно-импульсного модулятора, вход и выход которого нагружен на триггера, работающие в режиме деления частоты на два.

Усилительно развязьюающий узел

может быть вьшолнен по схеме двухтактного усилителя мощности с транс- форматорньм выходом (фиг.З),

Блок управления силовым ключом (фиг.4) может быть вьтолнен по схе- ме усилителя с оптоэлектронной развязкой.

Преобразователь работает следукщнм образом,

В данном преобразователе реали- зован такой алгоритм переключения тиристора и транзистора одного из плеч мостового инвертора, при котоом первоначально подается отпирающее апряжение на транзистор, а через ремя Г - на тиристор. Величина 2 ыбирается из условия устранения сквозных токов в последовательно соединенных плечах мостового инвертора и обычно зависит от мощности инвертора, типа транзисторов и колеблется в пределах от одной до нес- Q кольких микросекунд. Одновременно с подачей запирающего импульса управления на Т1 анзистор и тиристор запирается и силовой ключ, включенный последовательно с мостовым инверто- 15 ром, тем самым обеспечивая формирован-- нов запирание тиристоров мостового инвертора, а также ограничение величины напряжения на конденсаторе защитной цепочки на уровне 3-4 В, что 20 существенно уменьшает величину динамических потерь на транзисторе в момент его включения, а следовательно,

повышает надежность работы преобразователя.25

При последующем включении силового ключа тиристор 10 успевает восстановить свои запирающие свойства, а на

транзисторе 9 поддерживается напряжение, до которого зарядился кон- ЗО денсатор 21. защитной цепочки 12, т.е. до величины 3-4 В. Тот факт, что величина напряжения на транзисторах мостового инвертора ограничивается на уровне в несколько В, поз- - воляет отказаться от усилительно- развязьшающего блока с трансформаторным выходом, связанного с управляющими цепями тиристоров мостового инвертора, а использовать для цепей уп- Q равления тиристорами выходное напряжение усилительно-развязьгаающего блока, связанного с управляющшчи цепями транзисторов мостового инвертора.45

На фиг.З приведена диаграмма 24 напряжения на выходной обмотке разделительного трансформатора 15. Задержка на величину 1 момента включения тиристора 10 осуществляется с CQ помощью схемы задержки 17. Одна из возможных технических реализаций схемы задержк, обладающей минимальной нестабильностью времени задержки, приведена в данном техническом решении. При появлении на обмотке 14 управляющего напряжения с полярностью плюс на базе транзистора, минус на эмиттере, через время равное линии задержки 18, на базе транзистора 19 появляется отпирающее напряжение и он открывается. При этом в управляющей цепи тиристора Ю через резистора 16 течет ток (диаграм- ма) 25 и тиристор открывается,

Изобретение позволяет существенно упростить преобразователь, ибо исключает не только ряд активных и пассивных элементов из схемы управления, но исключает и такой низконадежный, и нетехнолопгчный элемент ка разделительный трансформатор усилительно-развязывающего блока.

Формула изобретения

и тиристора, при зтом каждое плечо инвертора и силовой ключ, включенный в цепь его питания, зашунтированы обратными диодами, а управляющие входы каждого плеча соединены с выходами усилительно-развязывающего узла блока управления через выходные обмотки разделительного трансформатора, причем вход усилительно-развязывающего узла подключен к первому выходу узла формирования управляющих напряжений, второй выход которого через узел уп равления силовым ключом подключен к управляющему входу последнего, отличающийся тем, что, с целью упрощения, введены узлы яа- держки, каждый из которых включен . между выходной обмоткой разделительного трансформатора и входом управления тиристором.

L.J

U U

./WV WV

/

Н

гэ

1-2

и

fсриг1

П

e-ff

+ д

Фи.

фи.б