Преобразователь постоянного напряжения в переменное Советский патент 1991 года по МПК H02M7/537 

14

Оч ГО 00

Изобретение относится к электротехнике, в частности к полупроводниковым преобразователям электрической энергии, применяемым в установках бесперебойного питания.

Цель изобретения - упрощение преобразователя, улучшение массогабаритных характеристик.

На чертеже представлена схема преобразователя, в состав которого входят два инвертора.

Преобразователь содержит блок 1 управления, инверторы 2 и 3, два магнитопро- вода А и 5, на которых намотаны соответственно первичные обмотки 6 и 7 и вторичная обмотка 8, охватывающая одновременно оба магнитопровода и подключенная к приемникам (нагрузке) 9 электрической энергии. Каждый из инверторов 2 и 3 состоит из двух силовых ключей 10 и 11 (12 и 13), двух обратных диодов 14 и 15 (16 и 17), двух отсекающих диодов 18 и 19 (20 и 21), а также быстродействующего ключа 22 (23) постоянного тока. Одноименные по полярности крайние выводы первичных обмоток 6 и 7 (в частности, начала обмоток, помеченные на чертеже точками) соединены между собой через ключ 24 переменного тока, а средние точки (отводы) этих обмоток подключены к отрицательному полюсу источника 25 питания, т.е. к первому входному выводу преобразователя. Одни концы силовых ключей 10 и 11 (12 и 13) инвертора 2 (3) соединены с анодами соответствующих обратных диодов 14 и 15(16 и 17) и подключены к концам первичной обмотки 6 (7). Катоды обратных диодов соединены с положительным полюсом источника 25 питания, т.е. с вторым входным выводом преобразователя. При этом свободные концы силовых ключей 10 и 11 (12 и 13) инвертора 2 (3) подключены к положительному полюсу источника через соответствующие отсекающие диоды 18 и 19 (20 и 21) и быстродействующий ключ 22 (23). Все ключи преобразователя выполнены на полностью управляемых полупроводниковых приборах (транзисторах).

Выходы блока 1 управления связаны с цепями управления ключевых элементов преобразователя. Инверторы преобразователя идентичны по параметрам. Датчики состояния инверторов включены в цепи (на чертеже не показаны) быстродействующих ключей 22 и 23 и своими выходами соединены с соответствующими входами блока управления.

Преобразователь работает следующим образом.

В нормальном режиме работы быстродействующие ключи 22 и 23 инверторов 2 и

3 постоянно замкнуты, ключ переменного тока 24 разомкнут, блок 1 управления обеспечивает поочередное замыкание и размыкание силовых ключей 10 и 11 (12 и 13)

инверторов, в результате чего на первичных обмотках 6 и 7 формируются переменные напряжения. При этом передача электрической энергии из источника 25 питания в нагрузку 9 осуществляется через силовые

0 ключи 10-13 инверторов, а возврат свободно циркулирующей реактивной мощности - через обратные диоды 14-17.

В случае аварии, например, в инверторе 2, обусловленной выходом из строя либо

5 потерей управляемости его силовых ключей, блок 1 управления размыкает ключ 22 и замыкает ключ 24. При этом обратные диоды 14 и 15 инвертора 2 оказываются запертыми напряжением источника 25 питания, а

0 встречно-последовательно соединенные отсекающие диоды 18 и 19 предотвращают протекание тока в первичной обмотке 6 через цепи, образованные силовыми ключами 10 и 11 инвертора 2. Таким образом, неза5 висимо от состояния силовых ключей 10 и 11 первичная обмотка 6 инвертора 2 отсекается от его выхода, а сам инвертор 2 в дальнейшем не оказывает шунтирующего влияния на источник 25 питания.

0 Выходное же напряжение преобразователя поддерживается неизменным за счет подключения правой (по чертежу) половины первичной обмотки 7 исправного инвертора 3 к аналогичной половине первичной обмот5 ки 6 неисправного инвертора 2 посредством ключа 24, Поскольку в структуре преобразователя средние отводы первичных обмоток 6 и 7 объединены в общую точку (подключены к одному и тому же входному выводу

0 преобразователя), то при замкнутом ключе переменного тока 24 правые (по чертежу) половины первичных обмоток 6 и 7 соединя1- ются встречно-последовательно, вследствие чего образуется цепь передачи

5 электрической энергии с выхода исправного инвертора 3 на первичную обмотку 6 трансформатора 4 отключенного (неисправного) инвертора 2. При этом значение напряжения на приемниках электрической энергии

0 9 остается неизменным.

Аналогичным образом преобразователь работает при исправном инверторе 2 и неисправном инверторе 3.

Таким образом,при равных функцио5 нальных возможностях предлагаемого и известного преобразователей конструкция трансформаторного узла предложенного преобразователя проще, так как в ней отсутствуют дополнительные обмотки, а их функции берут на себя соответствующие

полуобмотки первичных обмоток, вследствие чего он имеет меньшие массу, габариты и потери энергии.

Формула изобретения Преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащий инверторы, выполненные по схеме со средней точкой трансформатора, подключенной к первому входному выводу преобразователя, ключи переменного тока и блок управления, причем каждый из трансформаторов охвачен общей вторичной обмоткой, а каждый инвертор состоит из двух силовых ключей, двух обратных диодов, двух отсекающих диодов и быстродействующего ключа, одни выводы силовых ключей и обратных диодов каждого инвертора подключены к крайним выводам первичной обмотки трансформатора, другие выводы обратных диодов подключены к второму входному выводу преобразователя, а другие выводы силовых ключей соединены с упомянутым вторым входным выводом через отсекающие диоды и быстродействующий ключ, отличающийся тем, что, с целью упрощения, улучшения массогабаритных характеристик, один из крайних выводов

первичной обмотки трансформатора каждого инвертора соединен с одноименным по полярности крайним выводом первичной обмотки трансформатора соседнего инвертора через ключ переменного тока.

Изобретение относится к электротехнике, а частности к преобразовательной технике, и может быть использовано во вторичных источниках питания. Цель изобретения - упрощение преобразователя и улучшение массогабаритных показателей. Преобразователь содержит два инвертора 2 и 3 на магнитопроводах 4 и 5 с первичными обмотками 6 и 7 и вторичной обмоткой 8. В нормальном режиме работы быстродействующие ключи 22 и 23 постоянно замкнуты, ключ 24 переменного тока разомкнут. В случае аварии, например, в инверторе 2 блок управления 1 размыкает ключ 22 и замыкает ключ 24, что обеспечивает отключение инвертора 2. Выходное напряжение поддерживается неизменным за счет подключения половины первичной обмотки 7 исправного инвертора 3 к аналогичной половине первичной обмотки 6 неисправного инвертора 2 посредством ключа 24. 1 ил.