Инвертор Советский патент 1981 года по МПК H02M7/515 

1

Изобретение относится к нреобразователыюй техиике и может найти применение в электротермических устаиовках для иидукционного натрева и нлавки металлов.

Известен автономный инвертор, содержащий мостовые преобразовательные ячейки с коммутируюохими конденсаторами в диагоналях, нагрузку, включенную последовательно с конденсатором фильтра, коммутнрующий дроссель и диод. В данно.м инверторе осуществляется возврат источнику иитания части энергии, накапливаемой в коммутирующем дросселе, что позволяет иивертору работать на нагрузку, изменяющуюся в щироких пределах (1, 2.

Иаиболее близким к изобрете1гню но технической сущности является инвертор, содержащий мостовую преобразовательную ячейку с коммутирующим кондер1сатором в днагонали, нагрузку, включенную последовательно с конденсаторо.м фильтра, ко.ммутирующий дроссель и диод 3.

Иедоетатком этого инвертора яв.1яется то, что на коммутирующем дросселе ири выключении диода возникает всплеск напряжения больнюй амплитуды н малой длительности. Это нроисходит вследствие того, что при выключеиии из-за конечного ьремени жизни носителей заряда, диод сначала пропускает ток в обратном направ2

Ленин, а затем обрывает его с больщой скоростью. Так как напряжение на дросселе нропорциона.1ьно скорости изменения тока, то амплитуда пмпульса напряжения на коммутирующем дросселе может достичь напряжения пробоя полупроводниковых прнборов, н онп выйдут из строя.

Иелью изобретения является ограничеиие коммутационных нереиапряжений без (инження КИД.

казанная цель достигается тем, что инвертор, содержащий связанные с входнымн выводамн через дроссель фпльтра тнрнсторный мост с коммутнрующим конденсатором в днагонали п носледовательную цепочку нз фильтрового конденсатора, коммутирующего дросселя п выходных выводов, нричем общая точка конденсатора н дросселя цепочки соедниена через диод с положнтельным входным выводом, снабжен доплнительным диодом, разделительиым коиденсатором, донолнительными дросселем и цепочкой, подключенной параллельно входным выводам и состоящей нз последовательно соеднненпых конденсатора и дросселя, общая точка которых через последовательно соединенные дополнительный диод н разделительный конденсатор подключена к общей точке конденсатора и дросселя последовательной цепочки, а точка соединения конденсатора н дросселя дополнительной ценочки через дополнительный дроссель соединена с положительным входным выводом.

Схема инвертора представлена на чертеже.

Инвертор содержит дополиительпый дроссель 1, дополнительную цепочку из дросселя 2 и конденсатора 3, разделительный конденсатор 4, дополнительный диод 5, диод 6, дроссель 7 фильтра, последовательную цепочку из фильтрового конденсатора 8, коммутирующего дросселя 9 и нагрз зки 10, тирнсторный мост 11 с коммутирующим конденсатором 12 в диагоиали.

При работе моста И с коммутирующим конденсатором 12 в диагонали через нагрззку 10, коммутирующий дроссель 9 и кондеисатор 8 фильтра протекает переменный ток. Возникающее при этом неременное напряжение на коммутирующем дросселе 9 и нагрузке 10 прикладывается к диоду 6. Когда потенциал анода этого диода выше, чем напряжение источника ггитаиия, то диод 6 проводит ток. Таким образом, осуществляется возврат источнику питания части электрической энергии, запасаемой в коммутирующем дросселе.

Когда иссякает запас энергии в коммутирующем дросселе 9, к диоду прикладывается напряжение источника нитапия в обратном направлении. При этом в течение первых нескольких микросекунд через диод нарастает ток в обратном направлении, а затем этот ток резко обрывается, что приводит к возникновению коммутационных перенапряжений на коммутирующем дросселе 9. Полярность перенапряжений такова, что диод 6 и мост 11 оказываются под обратным напряжением. Величина коммутационных перенапряжений в предлагаемой схеме ограничена при всех возможных режимах работы инвертора. Это объясняется тем, что диод 6 зашунтирован цепью, состоящей из конденсаторов 3 и 4 и дополнительного диода 5. Благодаря наличию дополнительных дросселей 1 и 2 напряжение на конденсаторах 3 и 4 поддерживается постояиным и равным иапряжепию источника питания. Так как полярность напряжения на конденсаторах соответствует указанной на чертеже, цепь, состоящую из конденсаторов 3 и 4 диода 5, можно рассматривать как ограничитель импульсных сигналов. Если к диоду 6 будет прикладываться в обратном направлении импульс напряжения величиной, нревыщающей удвоенное напряжение источника питания, то откроется диод 5, и к диоду 6 будут подключены последовательно два конденсатора 3 и 4. При соответствующем выборе величины емкости разделительных конденсаторов 3 и 4 нанряжение на них за время воздействия импульса увеличивается незначительно.

Так как импульс напряжения иа диоде 6 ограничен иа уровне удвоенного напряжения источника питания, то амплитуда выброса иапряжения на коммутирующем дросселе 9 не может превыщать величину удвоенного напрял-сепия источника иитания (считается, что источник нитаиия является источником ЭДС и нагрузка представляет собой параллельный колебательный коптур). При протекании тока по цепи 3-5-4 от воздействия импульсного сигнала напряжение на разделительных конденсаторах 3 и 4 иезначительно повышается, что приводит к протеканию тока через дополнительные дроссели 1 и 2. Таким образом, энергия, получениая конденсаторами 3 и 4, возвранхается источнику питания, а напряжение на этих конденсаторах снижается до величины, равной напряжению источника

питания.

Возврат источнику питания энергии, запасаемой конденсаторами 3 и 4, исключает потери в цепи, ограничивающей коммутационные перенапрял еиня, а следовательно, и КПД инвертора не снижается.

Формула изобретен и я

Иивертор, содержащий связанные с входными выводами через дроссель фильтра тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали и последовательную цепочку из фильтрового конденсатора, коммутирующего дросселя и выходных выводов, нричем общая точка конденсатора и дросселя цепочки соедииена через диод с положительным входным выводом, отличающийся тем, что, с целью ограничения коммутационных неренапряжений, он снабжен дополнительным диодом, разделительным конденсатором, дополнительными дросселем и цепочкой, подключенной параллельно входным выводам и состоящей из последовательно соединенных конденсатора и дросселя, общая точка которых через последовательно соединенные дополнительный диод и разделительный конденсатор подключена к общей точке конденсатора и дросселя последовательной цепочки, а точка соединения конденсатора и дросселя дополнительной цеиочки через дополнительный дроссель соединена с полол итель5 ным входным выводом.

Источники информации, принятые во внимание ири экспертизе

0 1. Авторское свидетельство СССР Хо 525214, кл. Н 02 М 7/515, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР № 367510, кл. И 02 М 5/42, 1973.

3.Авторское свидетельство СССР 5 °. 547059, кл. Н 02 М 7/515, 1974.

Г