Автономный инвертор Советский патент 1975 года по МПК H02M7/52 H02M5/42 

1

Известные схемы автономных инверторов с индивидуальными коммут11ру10Н1ими устройствами и источниками п 1таиня, имеющими среднюю точку, не обладают достаточньп дианазоном регу.пфовапия.

Для расширеиия диапазона регулироваиия предлагается одну из обкладок коммутируюИ1,его коиденсатора подключпть к отрицательному зажиму источиика питаиия.

На фпг. 1 показана ириин1П111алы1ая схема предлагаемого инвертора; па фнг. 2 -- диаграммы иаиряжепий и токов па элементах схемы.

Схема содержит (фиг. 1) ocHOBin ie тиристоры 1 и 2, пагрузку 3, иеточиики питаппя 4 и 5 постоянного тока, коммутирующие дроссели ( и 7, коммутируюи пе тирпсторы 8 и 9, коммутируюи;пй коидеисатор К) и обратиые диоды 11, 12 и 13.

Схема автономного ипве)тора работает следующим образом.

В момент времени /; (фпг. 2) подается имиульс уиравле 1ия па тиристор 1, который, открываясь, начинает проводить ток нагрузки .3 от источиика 4 постояииого папряжеиия U . Ток иагрузки достигает зпачепия /о к момеиту времени /i из-за коммутирующей иидуктивиости 6.

В момеит времеии f открывается коммутирующий тиристор 8 при подаче иа него и.миульса управлен1 Я. Коммутирующий кондеисатор 10 к этому времепи был предварительпо заряжен с полярностью, указанной иа фиг. 1. С момепта времеии /i начинается колебательиый процесс перезарядки конденсатора 10 по цепи 8-10-12-1, тем самым к тиристору I в обратном иаправлеиии будет приложено, через диод 12, иапряжеиие коммутирующего копдепсатора 10. К концу момента времени /о. когда ток колебательного контура будет равеи току /с, тиристор 1 запирается из-за умеиьщепия тока через него до пуля. С момента временн /9 до /з ток колебательного контура превышает значепие /о и замыкается через открыви.1ийся диод II, прямое падепие паиряжеиия и которого является обратным для тиристора 1, ввиду чего к источиику 4 через диод 11 остается иодключеиной нагрузка 3, а напряжение иа ием сохраняет свою полярность и величииу. За интервал времени от /2 до /3 тпристор 1 должен восстаиовить свои запираюи;пе свойства.

К моменту времепи /з ток колебательного контура по цепи 10-12-11-6-8 уменьщается до зпачепия /о и ток через диод 11 ие протекает, а на нагрузке 3 произойдет реверс иаиряжеиия. Дальиейшее уменьщеиие тока колебательного контура ироисходит ио цеии 10-5-4-6-8 и к моменту времеии i уменьшается до пуля, из-за чего коммутируюид,пй тиристор 8 вык.гючаетсл. Коммутп|1ую1Д1п 1 коидеисатор К) к моменту времени /.) полпостью перезаряжается н имеет полярность, приведенную иа фиг. 1 в скобках. Но так как коммутирующий конденсатор 10 был предварительно заряжен до суммы напряжений источников питаиня 4 и 5 с нолярностью, указанной на фиг. 1, то при отиирании тиристора 8 к коммутирующему дросселю 6 прик.тадывается сумма напряжений конденсатора 10 и источников питания 4 и 5. Накопленная энергия в индуктивности 6 передается к моменту времени t в копдепсатор 10 и заряжает его до более высокого напряжеппя, чем сум.ма напряжений источников питания 4 н 5, что обеспечивает получение ами.питуды коммутирующего тока, способного коммутпровать больщой ток нагрузки 3.

В интервале времени от /4 ДО 5 ток нагрузки 3 замыкается через обратный диод 12, поэто.му тиристор 2 может проводить ток лищь после момепта времепи /sВторой такт работы начинается с момента времени /з, когда включается тиристор 2, который будет нроводить ток нагрузки от источника 5 НОСТОЯ1П10ГО напряжения У,/ . К моменту времепи /g ток нагрузки 3 достигает значения /о.

В момент времени /е Для выключения тирнстора 2 включается коммутируюпл,ий тиристор 9, с иомощью которого ирик.тадывается к индуктивности 7 нанряжение коммутпрующеIo конденсатора 10 (полярность которой указапа на фиг. 1 в скобках), что приводит к выключепию в момент времени /7 тиристора 2. Нри этом, когда ток контура коммутации но цепи 10-9-7 к моменту / достигает значения /о, включается обратный диод 13, создавая тем самым за время протекания по нему тока но цени 10-9-13-3-5 обратное напряжение и на рабочем тиристоре 2, необходимое для восстановления его запирающих свойств. Когда ток контура в момент времени 8 уменьшается до значения /о, выключается диод 13.

В это время дроссель 7 начниает нроводить ток н дальнейшая перезарядка конденсатора 10 будет в основном нро.ходнть через дроссель 7 по цепи 10-9-7.

Конденсатор 10, за счет накопленной энергии в индуктивности 7 токами нагрузки 3 и 5 конденсатора 10, начинает иерезаряжаться и к концу перезарядки в момент временн /у из-за спада до нуля тока конденсатора 10 выключается тиристор 9, нричем полярпость Fia конденсаторе 10 будет такой же, как и бы.ча к 10 моменту времени /.

Носле запирания диода 13, в момент времени /8, на нагрузке 3 происходит реверс панряжения, а ток нагрузки до момента времепи /10 будет замыкаться через обратный диод 11 и источник питапия 4.

Следовательпо, и при этом такте работы тиристор 1 может быть открыт лишь носле изменения полярности тока нагрузки, т. е. в момент време 1и /10, н дальнейшие процессы работы автопо.много инвертора будут повторяться с этого момента времени.

Такая схема нолумостового автономного пнвертора позволяет обходиться без дополпительных источников питания постоянного тока и снециальных схем подзаряда коммутирующего конденсатора.

Форм у л а и 3 о б р е т е н и я

0 Автопомпый нпвертор но полумостовой схе-ме, содержащий два пос.ледовате Пзпо соединенных основных тиристора, иодключепных к зажима.м имеющего среднюю точку источника питания, обратный диод, подключенный

5 встречно-параллельно тиристору, связанному с отрицательным зажимом этого источника, коммутирующие дроссели, включенные в цепь между точками соединения основны.х тиристоров с двумя другими обратными диодами и два коммутирующих тиристора, к общей точке последовательного соединения которых подключена одна из обкладок коммутиру ощего конденсатора, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования,

5 другая обкладка коммутирующего конденсатора подключена к отрицательному зажиму источника питания.