Параллельный резонансный инвертор Советский патент 1990 года по МПК H02M7/5395 

-№

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть исползовано в системах электропитания, автоматики и связи.

Цель изобретения - расширение фунциональных возможностей параллельног резонансного инвертора при сохранени надежности в переходных режимах путе жесткого ограничения напряжения в средней точке резонансного контура на заданном уровне пЕ, n-кратном напряжению питания Е.

На чертеже приведена схема предлагаемого инвертора.

Инвертор содержит два силовых транзистора 1 и 2, эмиттеры которых соединены с первым входным выводом для подключения источника питания, а между коллекторами включен параллельный резонансный контур 3, дроссель которого имеет отвод от средней точки обмотки, соединенный через п-1 включенных последовательно питающих дросселей 5„н, 5П2,...,Ь/ с вторым входным выводом инвертора для подключения источника k питания, дополнительные дроссели 8Ч.,, 8„28,

также в ключены последовательно так, что первый вывод обмотки дросселя

8 соединен с первым выводом инвертора для подключения источника k питания, а вторые выводы обмоток соответствующих питающих и дополнительных дросселей соединены блокировочными конденсаторами 6„ ( , 6„,,,... ,б, , причем вторые выводы обмоток дополнительных дросселей связаны с первыми выводами обмоток соответствующих питающих дросселей через диоды 7Й.1 , 7ц...,71 , включенные встречно по отношению к полярности блокировочных конденсаторов.

Инвертор работает следующим образом.

Транзисторные ключи 1 и 2 поочередно коммутируются входными прямоугольными импульсами возбуждения, поочередно подключая выводы контура 3 к первому входному выводу. Контур возбуждается прямоугольными импульсами тока, накопленного последовательно включенными питающими дросселями 5( - 5 большой индуктивности

При скважности импульсов возбуждения, отличной от двух, либо в режиме перекрытия токов, либо при работе нэ расстроенный контур {в режиме частотной модуляции4 напряжение и на кол0

5

0

5

0

лекторе, приложенное к закрытому транзистору в промежутке времени открытого состояния другого транзистора, превышает напряжение питания Е более чем в 3,1 раза. При этом в средней точке обмотки дросселя колебательного контура амплитуда напряжения превышает 1,57Е.

Каждый из блокировочных конденсаторов 6, - 6Ч.( заряжен до напряжения питания Е через соответствующие обмотки питающих и дополнительных дросселей 5 и 8.

При открытых диодах 7f - 7rtM конденсаторы 6( - 6„ включены последовательно, суммарное напряжение на них равно (п-1)Е, а напряжение в средней точке обмотки дросселя колебательного контура по отношению к первому входному выводу инвертора жестко ограничивается на уровне пЕ, препятствуя дальнейшему нарастанию на контуре и на транзисторах. Если напряжение в средней точке обмотки дросселя кол.- бательного контура меньше пЕ, то диоды 7j 7„, закрыты и цепь ограничения амплитуды не влияет на работу инвертора. Количество дросселей 5, - 8, - 8„ ,, диодов 7г - 7Ч, конденсаторов 6f - 6„ , выбирают таким, чтобы напряжение в средней точке обмотки дросселя контура 3 в установившемся рабочем режиме не превышало

5 уровень пЕ, т.е. для n-кратного ограничения необходимо п-1 диодов, п-1 блокировочных конденсаторов, п-1 дополнительных дросселей. При сбоях (сбросе нагрузки или напряжения воз0 буждения транзисторов) ток дросселей 5( 5„, прерывается, напряжения на них под действием ЗДС самоиндукции возрастают, однако, когда в средней точке обмотки контурного дросселя

5 напряжение достигает уровня пЕ, включаются диоды 1Л - 7t, , и дальнейший рост напряжения жестко ограничивается, Соответственно ограничиваются напряжения на коллекторах закрьтых транзисторов, что обеспечивает высокую надежность в переходных режимах и при электронном регулировании выходного напряжения.

Дроссели 5( - 5„ 1 и Р, - 8„ , по высокой частоте включены параллельно, так как их выводы попарно соединены блокировочными конденсаторами 6, - 6,. Для обеспечения заданной достаточно большой индуктивности между

0

5

„.15

средней точкой обмотки дросселя колебательного контура 3 и вторым входным выводом инвертора индуктивности дросселей Si - 5ь.,) и 8, - 8.f должны иметь значительную величину, что приводит к увеличению массы и габаритов системы дросселей.

Например, в случае равных индуктив ностей всех дросселей эквивалентная индуктивность их параллельного соединения уменьшается вдвое, что требует соответствующего увеличения индуктивности, габаритов и массы каждого дросселя. С целью улучшения массога- баритных показателей инвертора все обмотки основных и дополнительных дросселей выполнены идентичными и магнмтосвязанными, т.е. образуют единый многообмоточный дроссель с общим магнитопроводом. При этом количество моточных изделий в устройстве уменьшается в п/2 раз, а количество витков в каждой обмотке дросселя уменьшается в J2(п-1) раз, что позволяет упростить конструкцию за счет использования только одного дросселя с двумя многосекционными обмотками и уменьшить потери в обмотках и магнитопро- воде0

Формула изобретения

1. Параллельный резонансный инвертор, содержащий два силовых транзистора, эмиттеры которых соединены с первым входным выводом инвертора, а между коллекторами включен параллельный резонансный контур, дроссель которого имеет отвод от средней точки обмотки, питающий дроссель, соединенный первым выводом обмотки с вторым входным выводом инвертора, дополнительный дроссель, соединенный первым

.

ленымросыпритов

ктив- я едиуеттивга-е едищимтво еньтковется сваяьро-

ия

верисса елькокиненымивым

10

15

20

25

30

35

40

выводом обмотки с первым входным выводом, блокировочный конденсатор, включенный между вторыми выводами дополнительного и питающего дросселей, причем второй вывод дополнительного дросселя соединен с вторым входным выводом инвертора через диод, включенный встречно по отношению к полярности источника питания, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при сохранении надежности в переходных режимах и при регулировании путем жесткого ограничения напряжения в средней точке дросселя резонансного контура на уровне пЕ, п- кратном напряжению питания Е, в него введены п-2 питающих, п-2 дополнительных дросселей, п-2 блокировочных конденсаторов и п-2 диодов, при этом обмотки питающих дросселей включены последовательно, а второй вывод последней обмотки соединен с отводом от средней точки обмотки дросселя резонансного контура, дополнительные дроссели также включены последовательно, первые выводы введенных питающих и дополнительных дросселей соединены блокировочными конденсаторами, а второй вывод каждого дополнительного дросселя связан с первым выводом соответствующего питающего дросселя через диод, включенный встречно по отношению к полярности блокировочных конденсаторов.

2. Инвертор по п.1, отличающий с я тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, все обмотки питающих и дополнительных дросселей выполнены магнитосвязанны- ми, образующими один многообмоточный дроссель с общим магнитопроводом.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропитания, автоматики и связи. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей параллельного резонансного инвертора при сохранении надежности в переходных режимах путем жесткого ограничения напряжения в средней точке резонансного контура на заданном уровне. В инвертор введены (N-2) питающих дросселя 5, (N-2) дополнительных дросселя 8, (N-2) диодов 7 и (N-2) блокировочных конденсаторов 6. Для улучшения массогабаритных показателей инвертора все обмотки питающих и дополнительных дросселей выполнены идентичными и магнитосвязанными, образующими один многообмоточный дроссель. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.