Регулируемый инвертор Советский патент 1980 года по МПК H02M7/515 

Изобретение относится к области .силовой преобразовательной техники. Инверторы такого типа могут быть использованы в качестве источника питания индукционных нагревательных устройств, работающих в системах с изменением моьщости или в устройст вах специального питания, например аккумуляторных батарей. Известны одномостовые и многомос товые инверторы со встречно-параллельными вентилями в плечах моста 11иС2. Наиболее близким по технической сущности является устройство содержащее мост, два плеча которого образованы тиристорами, зашунтированными обратными диодами, а два других плеча - конденсаторами делителя напряжения, и последовательный коммутирующий LC-контур, включенный в его диагональ последовательно с ; выходными выводами 3. Целью изобретения является снижение di/cAt тиристоров в моменты ком мутации и расширение диапазона регу лирования. Поставленная цель достигается тем, что инвертор, содержащий мост, два плеча которого образованы тирис торами, зашунтированными диодами. а два других плеча - конденсаторами делителя напряжения, и последовательный коммутирующий L С-контур, включенный в его дхиагональ последовательно с выходными выводами,снабжен дополнительными дросселями,включенными последовательно с конденсаторами делителя, а коммутирующий LC-контур зашунтирован цепочкой из ограничивающего дросселя и других встречно-параллельно включенных тиристоров. На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг.2 кривые токов и напряжений на элементах схемы инвертора, где а и в - импульсы управления, поступающие на дополнительные тиристоры; б и г то же, поступающие на основные тиристоры; д - напряжение на коммутирующем конденсаторе, когда ток в , коммутирующем контуре прерывистый; е - ток через дополнительные тиристоры; ж и 3 - ток в коммутирующем контуре, прерывистый и непрерывный режимы. Регулируемой инвертор содержит источник питания постоянного тока напряжения Е, входной дроссель 1,осиовные тиристоры 2 и 3, диоды 4 и

5 встречиого тока, дополнительные дроссели 6 и 7, делительные конденсаторы 8 и 9, кЪм 1утйруюйда; Шйдайсатор 10, коммутирующий дроссель 11, встречно-параллельные дополнительный -тиристоры 12 и 13, ограничивакйций дроссель 14 и нагрузку 15.

Инвертор в установившемся режиме работает спедхтощим образом.

В момент времени t поступает импульс управления на управляющий электрод тиристора 12, последний открвлвается под действием остаточного напряокения коммутирующего конденсатора 10, полярность которого показана на фиг. 1, а ток протекает по цепи: конденсатор Ю - тиристор 12 - дроссель 14 - дроссель 11. В момент времени tj поступает импульс управления на тиристор 2. Тиристор открывается под действием и аир яжения делительного конденсатора 8, а тиристор 12 в течение времени tj-t продолжает проводить ток под влиянием электромагнитной энергии, запасенной в дросселе 14,сохраняя контур разряда конденсатора 10. Включение тиристора 2 образует основной контур перезаряда коммутирующего конденсатор 10, где ток протекает по цепи; конденсатор 8 - дроссель б - тиристор 2 - нагрузка 15 - дроссель II - койденсатор 10. В момент времени 1д ток в тиристоре 12 спадает до нуля (фиг. 2, е) и дальнейший перезаряд коммутирующего конденсатора происходит по цейи основного контура перезаряда до момента времени tg, когда ток в коммутирующем контуре в результате колебательного режима изменяет знак на обратный, а ток тиристора 2 скоммутируется на обратный диод 4. Тиристор 2 запирается под действием обратного напряжения, прикладываемого к зажимам тиристора во время протекания тока через обратный диод. Окончанйё Протекания тока через обратный диод 4 может наступить несколько раньше момента коммутации тиристоров дру-гого плеча инвертора - в момент времени Л .в таком случае режим коммутирующего тока в инверторе будет . прерывистым (фиг. 2, ж). Коммутирующий ток (фиг. 2,а) будет непрерывным тогда, когда к моменту tg подачи управ 1яющего импульса на тиристор 13 продолжается протекание тока через обратный диод.

Рассмотрим процесеы в схеме инвертора в .случае прерывистого режима тока. После окончания протекания тОк:а чрез,обратный диод 4 к не.му прикладывается обратное напряжение,величина которого определяется суммарным напржением на делительном конденсаторе 8 дросселе б, коммутирующем кондёнса-. торе.10. Присутствие напряжения на дросселе б в промежутке .-t объяс746840

Н)г1ется протеканием зарядного тока конденсатора 8 по цепи; источник Е .дроссель 1 - дроссель 6-конденсатор 9 - дроссель 7. Напряжение на коммутирующем .конденсаторе в промежутке паузы X ftg -остается неизменным (фиг. 2,д). Вслучае непрерывного режима тока в коммутирующем контуре 10 11 до.момента времени tg протекание тока в нем продолжается. В результате подачи в этот момент управляющего импульса на тиристор 13 в течение времени происходит коммутация тока с диода 4 на тиристор 13. В дальнейшем процесс в инверторе протекает аналогично.

.Таким образом, изменяя величину времени опережения включения тиристоров 12 и 13 по отношению к врмени включения тиристоров 2 и 3,мож.но плавно регулировать напряжение на нагрузке в значительных пределах.

Инвертор не критичен к изменению в небольших пределах частоты подачи иМпульсов управления, так как при этом переходит из одного режима работы в другой без срывов. При этом осуществляется ч;астотное и широтноимпульсное регулирование выходного напряжения.,

Введение в схему дросселя 14- позволяет снизить dl/oft дополнительных тиристоров в момент их включения. : Этой же цели служат дополнительные дроссели 6 и 7 при включении в работу основных тиристоров 2 и 3,

Формула изобретения

Регулируемый инвертор, содержащий мост, два плеча которого образованы тиристорами, зашунтированны ми обратными диодами, а два других пле ча-конденсаторами делителя напряжения и последовательный коммутирующий L С-контур, включенный в его диагональ последовательно с выходными выводами, отлич, ающийся тем, что, с целью снижения di/dtи расширения диапазона регулирования, последовательно с каждым из конденсаторов дели.теля .включен дополнительный дроссель, а коммутирующий LC-контур зйШунтирован цепочкой из ограничивающего дросселя и двух встречно-параллельно включенных тиристбрбй .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 . Авторское свидетельство СССР 300934, кл. Н 02 М 5/42, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР J , кл. Н 02 М 5/42, 1968. . 3. Беркович Е.И. и др. Тиристорные преобразрвателй высокой частоты. Л., Йнертоя, 1973, с. 89, рис.З406.