Способ регулирования выходного напряжения мостового инвертора Советский патент 1980 года по МПК H02M7/537 

1

Изобретение отиосится к электротехнике, в частности к силовым преобразователям энергии, и может найти применение в статических преобразователях, исиользуемых в качестве вторичных источников иитания.

Известен способ управления инвертором, нри котором регулирование выходного напряжения также осуществляется изменением длительности подключения одновременно обоих концов диагонали переменного тока к одному концу диагонали постоянного тока в один полупериод выходного напряжения и таким же изменением длительности подключения одновременно обоих концов диагонали переменного тока к другому концу диагонали постоянного тока в другой иолупериод выходного напряжения 1.

Так как выходное напряжение иа выходе инвертора имеет паузу, меняющуюся при регулировании, то этот способ имеет недостаток, состоящий в ухудшении спектра выходного напряжения и увеличенных габаритах и массе выходного фильтра.

Наиболее близким по технической сущности является способ регулироваиня выходного напряжения мостового инвертора, имеющего дроссель, через который средняя точка первичной обмотки выходного траисформатора подсоединена к одному из входных выводов, а в диагональ постоянного

тока включен конденсатор, нутем изменения относительно длительности подключения обоих концов указанной первичной обмотки к одной обкладке конденсатора и 5 такого же изменення относительной длительности подключения обоих концов указанной первпчной обмотки к другой обкладке конденсатора 2.

Недостатком данного способа является

10 то, что прн регулировании меняется длнтельность паузы в выходном напряжении инвертора, вследствие чего ухудщается сиектр этого наиряжепия и увеличиваются габариты и масса выходного фильтра.

Id Цель изобретення - улучщенне качества формы выходного напряжения.

Эта цель достигается тем, что регулирование выходного напряжения мостового пнвертора, - имеющего дроссель, через

20 который средняя точка первичной обмоткп выходного трансформатора нодсоединена к одному из выходных выводов, а в диагоиаль постояииого тока включен конденсатор, осуществляется путем изменения отно25 снтельно длительностн нодключенпя обоих концов указанной обмотки к обкладкам конденсатора таким образом, что увеличивают относительную длительиость подключения обоих концов обмотки к одной об30 кладке конденсатора и одновременно уменьшают относительную длительность иодключения обоих концов обмотки к другой обкладке конденсатора. Такое взаимное изменение двух относительных длительностей нозволяет регулнровать величину выходного } анряжеиия прн меньшем изменении наузы илн без ее нзменения и тем самым улучшить качество выходното нанряжеиия соответствующим выбором величины иаузы и уменьшнть габариты н массу выходного фильтра. На фиг. 1 ирнведена электрическая схема инвертора, управляемого но иредлагаемому снособу; на фиг. 2 - диаграммы коммутации управляемых ключей инвертора с нидексамн, соответствующими их цифровым обозначениям, н диаграмма выходного наиряжения с индексом Согласно сиособу регулнроваиие выходного нанряження мостового инвертора, унравляемые ключи которого выполнены, например, на транзисторах 1-4, щунтироваииых диодами 5-8, осуществляется изменением в одну сторону (например, увеличением) относительной длительности i одновременно открытого состояния транзисторов 1 н 4 н изменением в другую сторону (например, уменьшением) относнтельной длительностн Y2 одновременно открытого состояння транзисторов 2 и 3. Покажем величину днаназона регулировання для нанболее желательного на ирактнке случая, когда отиосительная длнтельность паузы у выходного нанряжеиия постоянна по всему диапазону регулирования, т. е. ностояииа равная ей сумма относительных длительностей vi и у2. В одной крайней точке этого днапазона при минимальном нанряженни нитания и 72 0, т. е. в течение всего мин Yl открыты транзнсторы 1 н 4. времени уНапряжение на обмотке дросселя 9 ннвер-, тора в это время равно Un , а его вольтсекундный ннтеграл равен , где Т - период выходного напряження. В ос тальную часть нолунериода в течеиие времеии 1-Y одновременно открыты транзнсторы, соединенные с разными обкладками коиденсатора 10, нанример транзисторы 2 н 4, и напряжение на первнчной обмотке трансформатора 11 инвертора равно напряжению и с иа конденсаторе 10, а па отводе от средней точки этой обмотки ианряжение равно -. Поэтому в течеиие временн 2.. Поэтому ;i-Y) к обмотке дросселя нрнложена -. разность напряжении вольтсекундный интеграл равен (l-T)(, Прнравнивая вольтсекундные интегралы т (1-Y) . получим для а время Y крайией точкн днаназона регулиро.)Z/ Т 9 ( 2 другой крайней точке этого диапазона макснмальном нанряженнн ннтання liC н , т. е. в течение всего 2 и 3, и ремеш Ylr открыты транзнсторы гда в течение времени Y- к обмотке приложена разность напряжений осселя ,,„ , а ее вольтсекундный интеграл (с-и. (1-Y) В теченне временн открыты анзнсторы, соеднненные с разными обадкамн конденсатора, наиример, 2 и 4, и нряженне иа отводе от середнны иервичй обмоткн траисформатора 11 равно оомотке дросселя нриложена разность наяжений УП - а ее вольтсекунди интеграл равен Г ) Т ( макс2 рнравнивая вольтсекундные интегралы. лучим: T(f/.,,,.J-(l-T)-f Из условия стабильности величины паI/C по всему яжения на конденсаторе аназону регулнровання и, следовательно. обеих его крайиих точках: куда кратность регулирования равна Промежуточным точкам днаназона регулирования соответствуют и , 1. е. часть времени Y - в теченне времени

YI- открыты транзисторы 1 и 4, а в

Г

другую часть времени j- в течение времет

ни Y2 - открыты транзисторы 2 и 3, как

показано на диаграммах коммутации ключей на фиг. 2.

Таким образом, предлагаемый снособ нозволяет регулировать выходное напряже1 + 7 ние в пределах --- при постоянной отно -1

сительной длительности у паузы выходного напряжения.

Выбирая величину у соответствующим образом, можно существенно улучшить форму выходного напряжения, например исключить третью и кратную ей гармонические составляющие при -у - и кратности

3

+ -г

регулирования 2 или исключить

пятую и кратные ей гармонические составляющие и уменьшить относительную величину седьмой до 10% нри у -и кратноU

+

1,5, т. е. умеиьсти регулирования

щить габариты и вес выходного фильтра.

6

Таким образом, поставленная цель улучшения качества формы выходного напряжения иивертора достигается предлагаемым способом регулирования.

Формула изобретения

Способ регулирования выходного напряжения мостового инвертора, имеющего

дроссель, через который средняя точка первичной обмотки выходного трансформатора подсоединена к одному нз входных выводов, а в диагональ постоянного тока включен конденсатор, путем изменения относительной длительности подключения обоих концов указанной обмотки к одной или другой обкладке конденсатора, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества формы выходного напряжения, увеличивают относительную длительность подключения обоих концов обмотки к одной обкладке конденсатора н одновременно уменьшают относительнзю длительность подключения обоих концов обмотки к другой обкладке конденсатора.

Источники информации, иринятые во внимание нри экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 1859409/07, кл. Н 02 М 1/537.

2. Моии В. С. и Лаитев Н. Н. Стабилизироваииые транзисторные преобразователи. М., «Энергия, 1972, с. 126-127.