Двухтактный инвертор Советский патент 1977 года по МПК H02M7/537 H02P13/16 

Изобретение относится к области преобразовательной техники и предназначено для изменения в электроприводе постоянного и переменного тока. Известны двухтактные инверторы, в которых управление силовыми элементами транзисторного моста осуществляется симметричным способом, содержащие модуляторы длите,льнасти импульсов в сочетании с триггерными или релейными схемами 1, 2. Недостатками таких инверторов являются повышенные пульсации тока в нагрузке и дополнительные потери. Известен также двухтактный инвертор 3, на выходе которого формируются однополярные высокочастотные импульсы коммутацией и высокой частотой лищь двух транзисторов, расположенных в одной стойке мостового преобразователя; транзисторы же другой стойки находятся в противофазе и положение их меняется при смене знака выходного напряжения. Однако динамические потери не распределяются между транзисторами равномерно, а выделяются на транзисторах одной стойки. Кроме того, знак и величина выходного напряжения зависят от двух сигналов: знак - от переключения транзисторов одной стойки, а величина - от переключения транзисторов другой стойки. Это затрудняет применение указанной схемы в следяще-регулируемом электроприводе, где входное напряжение постоянного тока определять величину и знак выходного напряжения. Кроме того, известен двухтактный инвертор, содержащий мостовой усилитель мощности на управляемых ключах, связанных с системой управления, состоящей из связанных между собой двух схем сравнения с усилителями, и генератор симметричного двухполярного пилообразного нaпpялieния с двумя выходами, сигналы которых находятся в противофазе, который управляет через дифференциальные усилители мостовым усилителем мощности 4. В этом инверторе динамические потери не распределены между транзисторами моста равномерно, а выделяются только на транзисторах смежных плеч. Для равномерного раснределения динамических потерь между транзисторами в предлагаемом двухтактном инверторе выходы генератора соединены с первыми входами схем сравнения, вторые входы которых соединены с входным выводом, а выходы каж:дого из усилителей соединены в противофазе с управляющими входами верхних и нижних элементов смежных плеч моста. На фиг. 1 дана блок-схема описываемого инвертора; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Входное напряжение f/вх постоянного тока поступает на входы схем сравнения 1 и 2, на вторые входы которых поступают сигналы пилообразного напряжения от генератора 3 в противофазе. Выходы схем сравнения чецез усилители 4 и 5 соединены с управляющими цепями силовых элементов 6-9.

Инвертор работает следуюидим образом.

При положительном знаке входного напряжения t/Bx временные диаграммы пилообразных напряжений t/i-Vz, импульсов на вытоде усилителя 4 (а и а) и усилителя 5 (Ь и Ь), а также времен открытия силовых транзисторов 6-9 и импульсов выходного напряжения /ц приведены на фиг. 2. Импульсы а и & образуются при превышении соответствующим, пилообразным напряжением входного сигнала t/BxПри наличии сигнала а открывается транзистор 6, а при отсутствии - транзистор 7. При наличии сигнала b открывается транзистор 9, а при отсутствии - транзистор 8. В моменты открытия транзисторов 6 и 9 на выходе инвертора имеются импульсы напряжения с принятой положительной полярностью. В моменты одновременного открытия транзисторов 7 и 9 или 6 и 8 выходное напряжение равно нулю.

Если входное напряжение {/вх равно нулю, то при полол ительных полуволнах пилообразных напряжений имеются импульсы а и Ь, а при отрицательных - а и Ь. Поэтому в любой момент времени открыты транзисторы 7 и 9 или 6 и 8, что соответствует нулевому значению выходного напряжения.

При отрицательном знаке входного напряжения t/Bx временные диаграммы соответствующих напряжений приведены на фиг. 3. Работа схемь в этом случае аналогична рассмотренной с той разницей, что имеются моменты времени одновременного открытия транзисторов 7 и 9 или 6 и 8. Выходное напряжение так же, как и при положительном знаке входного напряжения, равно нулю.

Формула изобретения

Двухтактный инвертор, содержащий, мостовой усилитель мощности на управляемых ключах, связанных с системой управления, состоящей из связанных между собой двух схем сравнения с усилителями, и генератор симметричного двухполяриого пилообразного напряжения с двумя выходами, сигналы которых

находятся в противофазе, отличающийся тем, что, с целью равномерного распределения динамических потерь между силовыми элементами, выходы генератора соединены с первыми входами схем сравнения, вторые входы которых соединены с входным выводом, а выходы каждого из усилителей соединены в противофазе с управляющими входами верхних и нижних элементов смежных плеч моста. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Глазенко Г. А. Полупроводниковые преобразователи в электроприводах постоянного тока. Л., «Энергия, 1973, с. 6-13.

2.Транзисторные схемы автоматического управления. Проектирование и расчет под ред.

Ю. И. Конева. М., «Сов. радио, 1967, с. 30.

3.Статья Коссова О. А. и др. «Реверсивный электропривод постоянного тока с импульсным регулированием постоянного тока с импульсным регулированием скорости при помощи транзисторов. Вестник электропромыщленности № 10, 1961.

4.Патент США № 3323228, кл. 318-599, 1967.

л л - л л л л А / / / / / / / / /

V V V V V VV

L.A Л ЛЛЛЛХ-7 / / / / / /Т

V V V V V V V

п п п п п п п г/ LiL .a. .л.

%v

л л л /t

л л л л л л,

FV V V л/v V

1н

V 7 /

1,

Фиг.З