Инвертор Советский патент 1979 года по МПК H02M7/537 

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в системах электропитания и электропривода для преобразования постоян ного напряжения в переменное напряжение со ступенчатой, близкой к синусоидальной формой кривой. Известны инверторы со ступенчатой, близкой к синусоидальной формой кривой выходного напряжения, содержащие выходные трансформаторы или автотрансформатоРы 1. Такие инверторы имеют большие габариты особенно при низких рабочих частотах выходного напряжения. Инверторы, питающиеся от источника, состоящего из уескольких секций 2, сложны и непригодны в централизованных системах энергоснабжения. Наиболее близким к данному изобретению является безтрансформаторный инвертор, содержащий несколько подключенных по входу цепочек из последовательно соединенных зарядных ключей, накопительных кон денсаторов и зарядных диодов 3. Между собой цепочки соединены через соединительные ключи, а параллельно первому ключу и конденсатору первой цепочки включен мост основных ключей, выход которого образует выход инвертора. В инверторе данного типа амплитуды всех ступеней напряжения равны, а количество цепочек на одну меньще количества ступеней. Цель изобретения - улучшить по сравнению с прототипом 3 форму кривой выходного напряжения путем увеличения числа ступеней (при том же числе цепочек) и обеспечения возможности выбора их с неравной амплитудой. Эта цель достигается тем, что в инверторе, содержащем зарядные цепочки из последовательно соединенных зарядного-ключа, конденсатора и зарядного диода, соединительные ключи и мост основных ключей, указанны конденсатор выполнен в виде нескольких последовательно соединенных секций, а точки соединения секций между собой подключены через разрядные ключи и диоды к входному выводу инвертора. Кроме того, точка соединения зарядного ключа с конденсатором последней цепочки подключена к указанному выводу через разрядный ключ. На фиг. 1,2 - варианты предлагаемой схемы, а на фиг. 3,4 - временные диаграммы их работы. На чертежах приведены примеры семиступенчатой кривой формирования. Инвертор (фиг. 1,2) состоит из моста основных ключей (например, транзисторов) 1-4, зарядных ключей (транзисторов) 5, 6, 7, зарядных и разрядных диодов 8-13, соединительных и разрядных транзисторов 14 19 и (N-1) накопительных конденсаторов 20-25, (где N - число ступеней выходного напряжения). Формирование выходного напряжения в каждый из полупериодов начинается с заряда накопительных конденсаторов 20-25 через открытые на это время транзисторы 5, 6, 7 и включенные в прямо.м направлении зарядные диоды. В то же время включаются транзисторы 1-4, формируя на нагрузке первую ступеньку выходного напряжения, равную по амплитуде величине напряжения источника питания. Если транзисторы 1-4 моста не включены, то на нагрузке фор.мируется ступенька с амллитудой, равной нулю. Если разрядная цепь содержит один накопительный конденсатор (см. фиг. 2 - конденсатор 20), то он зарядится до напряжения источника питания. Если же зарядная цепь содержит несколько конденсаторов, то каждый из них зарядится до напряжения меньшего, чем напряжение источника питания. При равенстве величин емкостей зарядных конденсаторов напряжение источника питания распределяется поровну на каждо.м из конденсаторов. Последовательность работы ключей инвертора при формировании кривой выходного напряжения с нулевой ординатой следующая. При включении первого разрядного транзистора 14 (фиг. I) последовательно с напряжением источника питания подключается напряжение первого накопительного конденсатора 20, за счет чего на нагрузке формируется ступенька с а.мплитудой, равной сумме напряжения питания и напряжения первого накопительного конденсатора. В следующий момент времени включается транзистор 15, подключая следующий конденсатор для его разряда и формирования третьей ступени выходного напряжения и так делее. В момент времени формирования последней N-ой ступени включены все соединительные транзисторы 15 и 17 и разрядный транзистор 19. Формирование спадающего участка данного полупериода выходного напряжения и другого полупериода происходит аналогично и пояснено на фиг. 3 для схемы фиг. 1 и на фиг. 4 для схемы фиг. 2, где показаны эпюры выходных напряжений и входных управляющих сигналов, поданных на базы соответствующих транзисторов и обеспечивающих их открытое состояние. Схема преобразователя позволяет увеличить количество ступеней в кривой выходного напряжения при произвольных амплитудных соотнощениях между ними. Формула изобретения Инвертор со ступенчатым, аппроксимирующим синусоиду выходным напряжением, содержащий несколько включенных между первым и вторым входными выводами инвертора цепочек, состоящих из последовательно включенных зарядного ключа, конденсатора и зарядного диода, соединительные ключи, включенные между точкой соединения зарядного ключа с конденсатором данной цепочки и точкой соединения конденсатора с зарядным диодом последующей цепочки, мост основных ключей, одна диагональ которого подключена параллельно зарядному ключу и конденсатору первой цепочки, а другая соединена с выходными выводами, отличающийся тем, что, с целью улучщения формы кривой выходного напряжения, указанный конденсатор выполнен в виде последовательно соединенных секций, точки соединения секций между собой подключены ко второму входному выводу инвертора через цепочки, состоящие из последовательно соединенных разрядного ключа и разрядного диода, а точка соединения зарядного ключа с конденсатором последней цепочки соединена со вторым входным выводом инвертора через разрядный ключ. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3628123, кл. 321-9, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 316162, кл. И 02 7/537, 1970. 3.Авторское свидетельство СССР № 571867, кл. Н 02 М 7/537, 1977,

1 I I

t Tii-ГТ1-и-ГТ

I I I 11

A I Ai ii ii

13 I

(

15

Ji

ii L

t 7 I 1

16

m

24

25

I

9U2.2

to

.1.

.