Преобразователь постоянного напряжения в переменное Советский патент 1979 года по МПК H02M7/537 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ

1

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к мощным источникам питания.

При повышенных напряжениях источника питания, когда напряжение, приложенное к плечу переключающего узла основной части преобразователя, превышает допустимую для транзистора величину, применяется последовательное соединение транзисторов или преобразовательных ячеек. Поэтому при повцшенном напряжении источника питания целесообразно последовательное соединение преобразовательных ячеек.

Известен преобразователь с последовательным включением ,инверторных ячеек 1

Основным недостатком этого преобразователя является наличие больших коммутационных потерь из-за различного времени рассасывания транзисторов. В момент коммутации из-за различия времени рассасывания одна из ячеек может закрыться позднее других, поэтому с нее будет сниматься импульсная мощность, равная суммарной мощности всего преобразователя. Это недопустимо.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является преобразователь постоянного напряжения в перел енное 2, содержащий п инверторных ячеек, первичные обмотки которых расположены на общем сердечнике выходного трансформатора, и п-1 уравнивающих двухобмоточных трансформаторов, обмотки каждого из которых включены последовательно с первичными обмотками соседних ячеек. Уравнивающие трансформаторы исключают возможность протекания различных токов в ячейках в режиме переключений. Недостатком данного устройства является то, что напряжение на одной ячейке может возрасти выше напряжения на другой ячейке, 4Tq, в свою очередь, может привести к выходу из строя этой ячейки.

Целью изобретения является повышение надежности преобразователя.

Эта цель достигается тем, что преобразователь напряжения в переменное, содержащий п инверторных ячеек, первичные обмотки которых расположены на общем сердечнике выходного трансформатора и п-1 уравнивающих двухобмоточных трансформаторов, обмотки каждого из которых включены последовательно с первичными обмотками соседних ячеек, а одна из обмоток каждого уравнивающего трансформатора шунтироЬана резистором.

На чертеже дана схема предложенного преобразователя с двумя инверторными ячейками.

Предлагаемое yctpoficTBo работает следующим образом.

Транзисторы Г-8 двух мостовых инверторных ячеек под действием управляющего сигнала поочередно подключают первичйые обмотки трансформаторов 9, 10, то к «плюсу, то к «минусу, таким образом, что в обмоткаХг протекает переменный ток прямоугольной формы.

Первичные обмотки силового трансформатора 9 включены согласно, поэтому маг- U нитные потоки суммируются. В уравнивающем трансформаторе обмотки включены встречно, поэтому магнитные потоки вычитаются.

Для равенства напряжений на преобра- j зовательных ячейках необходимо, чтобы напряжение на уравнивающем трансформаторе было близко к нулю.

В случае, когда рассасывания транзистора 1 (или 6) меньше чем рассасывания транзистора 3 (или 8), транзистор 1 (или 6) выключается раньще, чем транзистор 3 (или 8). Ток в первой преобразовательной ячейке прекратится, а значит, пр,екратится ток в соответствующей обмотке уравнивающего трансформатора 10. Для второй преобра- зо .зовательной ячейки в этот момент уравнивающий трансформатор является активным сопротивлением. Таким образом, ток второй преобразовательной ячейки резко уменьщается и перегрузки не будет.

Необходимость резистора 11 в обмотке управляющего трансформатора определяется следующим условием.

Напряжения на преобразовательных ячейках равны соответственно

я,. Ui ± г40

1Ь Ui.y2, где1/| - напряжение на первичной обмотке

силового трансформатора 9; 1/2- напряжение на обмотках уравнивающего трансформатора 10. Таким образом, на одной ячейке преобразователя напряжение может оказаться больще, чем на второй, при равенстве напряжений на первичных обмотках силового трансформатора.

Через уравнивающий трансформатор энергия трансформируется из ячейки с большим напряжением в ячейку с меньшим напряжением. В пределе на одной ячейке напряжение может оказаться двойным, а на другой - равным нулю.

На резисторе 11 за счет напряжения рассеивается мощность, это приводит к тому, что мощность, потребляемая от первой ячейки, уменьщается, следовательно, напряжение на ней уменьшается, а на второй ячейке увеличивается, т. е. напряжение на ячейке выравнивается и система сремится к тому, чтобы на уравнивающем трансформаторе напряжение было равно нулю.

Сопротивление резистора 11 должно быть

K Rf mln{n-l),

где т-сопротивлеиие нагрузки, приведенное к первичной обмотке;

п ...77-количество преобразовательных

ячеек)

но не больше, чем величина, которая определяется неуправляемыми токами транзисторов, допустимым неравенством L, ..и Ца

Для минимальной разницы Ц|.| ...и Ц,.. Re Кмтт..(п-1),

Управление ячейками может осушествляться от задающего генератора 12.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащий п инверторных ячеек, первичные обмотки которых расположены на общей сердечнике выходного трансформатора и п-1 уравнивающих двухобмоточных трансформаторов, обмотки каждого из которых включены последовательно с первичными обмотками, соседних ячеек, отличающийся тем, что, с целью увеличения нaдeжнocти одна из обмоток каждого уравнивающего трансформатора .шунтирована резистором.

Источники информации,

прйняггые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 612367, кл. Н 02 М 7/537, 1976.