Преобразователь постоянного напряжения в переменное Советский патент 1991 года по МПК H02M7/48 

Os 00 СО

ел ел

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

Цепь изобретения - улучшение массога- бзритных показателем.

На чертеже представлена схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит блок 1 управления, инверторы 2 и 3,два магнитопро- вода 4 и 5, на которых размещены соответственно по две первичные обмотки б, 7 и 8, 9. Общая обмотка 10 охватывает одновременно оба мажитопровода 4 и 5, Инверторы 2 и 3 содержат по два однофазных выпрямительных мое га на диодах 11- 18 (19-26). в диагональ переменного гока каждого из которых включена соответствующая первичная обмотка б, 7 (8, 9). К объе- динеиным выводам постоянного тока подключен быстродействующий ключ 27 (28), Средние выводы первичных обмоток б и 7 инвертора 2 и обмоток 8 и 9 инвертора 3 подключены к выводам источника 29 питания, Два первых силовых ключа 30 и 31 (32 и 33) инвертора 2 (3) включены последовательно с диодами 17 и 18 (25 и 26) катодной группы первого мостз, а два вторых силовых ключа 34 и 35 (36 и 37} - последовательно с диодами 11 и 12 (19 и 20) анодной группы второго моста. Одноименные по полярности концы обмоток 7 И 9 мэгнитопроводов 4 и 5 соединены между собой через ключ 38 переменного тока. Выходная (вторичная) цепь преобразователя, в которую включены приемники 39 электрической энергии, образована последовательно соединенными общей обмоткой 10, правой (по схеме) половиной первичной обмотки 7 первого магиотопровода 4 и левой (по схеме) половиной аналогичной первичной обмотки 9 второго магнитопроводэ 5.

Преобразователь работает следующим образом.

В рабочем режиме при исправных силовых ключах инверторов 2 и 3 быстродействующие ключи 27 и 28 замкнуты, э ключ 38 разомкнут. При этом разноименные выводы постоянного тока выпрямительных мостов каждого инвертора объединяются между собой, что обеспечивает режим работы инверторов, эквивалентный режиму работы традиционной мостовой схемы инвертора напряжений, при котором осуществляется двусторонний обмен электрической энергией между источником питания и нагрузкой.

Так, например, если силовые ключи 30 и 35 инвертора 2 замкнуты, ток нагрузки

инвертора 2 (в зависимости от его знака) протекает либо по цепи: плюс источника 29, левая половина обмотки 7, диод 17, силовой ключ 30, быстродействующий ключ 27, силоеой ключ 35, диод 12, правая половина обмотки б, минус источника 29, либо .при возврате реактивной мощности в истс IHHK) по цепи: минус источника 29, обмотка 6, обратный диод 14, ключ 27, обратный диод

15, обмотка 7, плюс источника питания. Если силовые ключи 30 и 35 разомкнуты, а силовые ключи 31 и 34 инвертора 2 замкнуты, то ток нагрузки протекает либо по цепи: плюс источника 29, обмотка 7, диод 18, ключм 31, 27 и 34, диод 11, обмотка 6, минус источника 29, либо по цепи: минус источника 29, обмотка 6, обратный диод 13, ключ 27, диод 16, обмотка 7, плюс источника 29. Нулевая пауза в выходном напряжении инвертора 2 формируется путем замыкания ключей 34 и 35 или ключей 30 и 31, В первом случае первичная обмотка 6 оказывается замкнутой накоротко либо по цепи: диод 14, ключи 27 и 34, диод 11, либо по цепи: диод

13, ключи 27 и 35, диод 12, Во втором случае нулевая пауза формируется путем замыкания накоротко другой первичной обмотки 7 либо по цепи: диод 18, ключи 31 и 27, диод 15, либо по цепи: диод 17, ключи 30 и 27 диод

16.

Аналогичным образом функционирует и инвертор 3.

Выходное напряжение преобразователя является суммой напряжения в общей

обмотке 10, напряжения правой половины обмотки 7 магнитопровода 4 и напряжения левой половины обмотки 9 магнитопровода 5.

8 случае пробоя или потери управляемости силовых ключей 30, 31, 34 и 35 инвертора 2 блок 1 управления размыкает быстродействующий ключ 27 и замыкает ключ 38. При этом незаьисимо от состояния силовых ключей инвертора 2 его первичные

обмотки 6 и 7 оказываются разомкнутыми между собой (вследствие разрыва цепи постоянного тока выпрямительных мостов) и ке оказывают взаимного влияния на электромагнитные процессы в магнитопроводе 4,

Выходное напряжение преобразователя поддерживается неизменным за счет подключения правой половины обмотки 9 магнитопровода 5 к соответствующей (правой) половине обмотки 7 магнитопровода 4 посредством ключа 38.

Аналогичным образом преобразователь работает при исправных силовых ключах инвертора 2 и неисправных силовых ключах инвертора 3.

За счет упрощения схемы улучшены массогабаритные показатели преобразователя.

Формула изобретения Преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащий два инвертора, в состав каждого из которых входят силовые ключи, диоды и быстродействующий ключ постоянного тока, трансформаторный узел, составленный из двух отдельных магнитопроеодов, каждый из которых охвачен общей для всех магнитопро- водов обмоткой и двумя первичными обмотками, а также ключ переменного тока, диоды и силовые ключи каждого инвертора образуют два однофазных выпрямительных моста, одноименные выводы постоянного тока которых объединены между собой и подключены к противоположным по поляр- полярности силовым выводам быстродействующего ключа, к выводам переменного тока указанных мостов подключены первичные

обмотки соответствующего магнитопрово- да, средние выводы которых соединены с входными выводами, причем два первых силовых ключа инвертора включены последовательно с диодами катодной группы первого моста, а два вторых силовых ключа инвертора - с диодами анодной группы второго моста,отличающийся тем,что,с целью улучшения массогабаритных показателей, один из крайних выводов одной из первичных обмоток первого магнитопрово- да соединен непосредственно с противоположным по полярности выводом общей обмотки и через ключ переменного тока с

одноименным по полярности крайним выводом аналогичной первичной обмотки второго магнитопровода. причем свободный конец общей обмотки и противоположный ему по полярности крайний вывод упомянутой первичной обмотки второго магнитопровода образуют выходные выводы преобразователя.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к полупроводниковым преобразователям электрической энергии, применяемым в устройствах бесперебойного питания. Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей. Преобразователь содержит блок 1 управления, инверторы 2 и 3. На двух магнитопроводах размещены соответственно по две первичные обмотки 6, 7 и 8, 9. Общая обмотка 10 охватывает одновременно оба магнитопро- вода 4 и 5, инверторы 2. 3 содержат по два однофазных выпрямительных моста на диодах 11-18 (19-26), в диагональ переменного тока каждого из которых включена соответствующая первичная обмотка 6, 7 (8, 9). К объединенным выводам постоянного тока подключен быстродействующий ключ 27