Транзисторный инвертор Советский патент 1977 года по МПК H02M7/537 

(54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к области преобразователей техники и может быть использовано в системах электропитания и электропривода для бестрансформаторного преобразования повышенного постоянного напряжения в переменное напряжение. Обычно в мостовых инверторах, питаемых постоянным напряжением повышенной величины (200-400 в), используют последовательное включение транзисторов в каждом плече, которые переключаются синхронно под действием обпдего управляющего напряжения 1. Форма выходного напряжения в таких инверторах прямоугольная и для получения синусоиды на выходе включается конденсатор. В других мостовых инверторах с улучшенной qbopMoA кривой выходного напряжения выходные зажимы соединяют с промежуточными отводами источника питания через дополнительные транзисторы и диоды 2. В этих инверторах к транзисторам приложено повышенное напряжение, и они являются наиболее близкими к изобретению. Цель изобретения - улучшение спектрального состава выходного напряжения. Эта пель достигается те.м, что точки соединения последовательно включенных в каждом плече инвертора транзисторов соединены через дподы с выводом для подключения средней точки источника питания. На фиг. 1 представлена схема транзисторно го инвертора;-на фиг. 2 - диаграм.мы напряжений на ее основных элементах. Инвертор состоит из трехфазного моста на транзисторах 1 -12, в каждом плече которого включены последовательно по два транзистора. Транзисторы управляются от задающего генератора 13 через схему управления 14. распределяющую и формируюп ую и.мпульсы уп|)ав,1сния с необходимой длительностью и очередностью, показанной на фиг. 2. Точки соединения каждой пары транзисюров через диоды 15-20 соединены с выводом для подключения средней точки источника питания инвертора (нулевой точкой источник Между этими точками в каждой ; ,ie включен уравнительные резисторы 21, 22. 23. Схема работает следующим образо.м. Транзисторы переключаются в соответствии с временной диаграммой, показанной (для двух фаз) на фиг. 2 в виде напряжений Ui - и8 (сплошная линия означает открытое состояние транзистора). Средние транзисторы 2- 3, б-7, 10-11 открыты в течение 210 эл. град, и закрыты в течение 150 эл. град., а крайние

транзисторы, наоборот, открыты 150 эл. град, и закрыты 210 эл. град.

При таком порядке коммутации транзисторов в интервале О-30 и 150-180 эл. град., когда открыты транзисторы 2 и 3, потенциал точки «А относительно точки «О равен нулю, а в интервале 30-150 эл. град., когда открыты транзисторы 1 и 2, этот цотенциал равен половине напряжения источника питания. Следовательно, напряжение на выходном зажиме инвертора относительно нулевой точки источника имеет вид напряжения U;yo и U go (фиг. 2), а разность этих напряжений образует двухступенчатое линейное выходное напряжение ,. Спектральный состав напряжения , значительно лучше, чем в обычных трехфазных мостовых инверторах, а именно: коэффициент искажений составляет 18% вместо 32%, пятая гармоника 5,5% вместо 20%, седьмая гармоника 3,6% вместо 14% и т.д..

Для работы на активно-индуктивную нагрузку инвертор, как и в обычных схемах, имеет мост обратных диодов (на фиг. 1 не показан).

Выравнивание напряжения на закрытых транзисторах обеспечивают диоды 15-20 в тех случаях, когда обратный ток крайних транзисторов меньше, чем средних, и резисторы 21, 22, 23 в противоположном случае. В отличие от прототипа число уравнительных резисторов уменьшено вдвое, а также снижена рассеиваемая в них мощность, так как по резисторам 21, 22, 23 проходит лишь разность между обратным током крайнего транзистора и среднего транзистора.

Помимо показанного на фиг. 1 выравнивания напряжений посредством резисторов могут

использоваться все другие известные способы и схемы.

Для дальнейшего улучшения формы кривой выходного напряжения предлагается ввести дополнительную преобразовательную ячейку, вторичные обмотки выходного трансформатора 24 которой включены последовательно с крайними транзисторами. Напряжение на этих обмотках выбирается равн-ым 0,0386Ur,, где Un - напряжение питания, и имеет шестикратную частоту, благодаря коммутации на такой частоте транзисторов ячейки 25-28.

Напряжения и фи этом модулируются по вершине, а напряжение .В становится трехступенчатым (см. пунктир па фиг. 2), имеет КНИ 15,5 и в нем полностью исключепы пятая, седьмая, семнадцатая, девятнадцатая и т.п. гармоники.

Формула изобретения

20

Транзисторный инвертор, содержаидий мост, в каждом плече которого включены два последовательно соединенных транзистора, отличающийся тем, что, с целью улучшения формы кривой выходного напряжения, точки соединения указанных транзисторов соединены через диоды с выводом для подключения средней точки источника питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

О

&

иг. 1

лв

ч F

Ь rf

7

t

г