Автономный инвертор Советский патент 1981 года по МПК H02M7/515 

(54) АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть применено для питания током высокой часто ры различного вида нагрузок, в част ности магнитострикционных излучателей Известны однофазные последовательные мостовые инверторял, в которых ограничен рост напряжения на нагрузке при изменении ее величины В зтой схеме инвертора ограничение напряжения на нагрузке осуществляется за счет подключения к ней обратного вентильного моста с дросселем и дополнительной обмоткой нагрузочного трансформатора или индуктора. Наличие в схеме обратного выпрямителя дросселя обусловливает инерционность реакции схеки на резкое изменение нагрузки. Большое количество допол- Нительных злементов в схеме понижает КПД установки. Известна также схема инвертора, в котором стабилизации напряжения на нагрузке на уровне 0,5 Ud (где Ud - напряжение источника питания) происходит благодаря подключению двух диодов к средней точке дросселя ивходным зажимам источника питания . 2. В этой схеме уровень ограничения напряжения на нагрузке жестко задан. В схеме последовательно-параллельного инвертора для ограничения напряжения на нагрузке используется специальная обмотка нагрузочного трансформатора, двухполупериодная схема выпрямления с дросселем фильтра (З. Эта схема также обладает большим количеством дополнительных злементов. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является инвертор, в котором ограничение напряжения на нагрузке, включенной последовательно с двумя разделительными конденсаторами, выполняющими роль емкостного делителя напряжения, образующими параллельную вентильному мосту с узлом коммутации цепочку, происходит при подключении двух диодов, причем каждый из них включен ,цу общей точкой нагрузки и разделительного конденсатора и между зажимом другого разделительного конденсатора 4j, Недостатком инвертора является уае личение массогабаритных показателей и снижение КПД, а также удорожание его вследствие введения дополнительно одной или нескольких разделительных, емкостей и диодов. Целью изобретения явля.ется повышение КПД и стабилизация выходного напряжения. Для Достижения поставленной цели инвертор, содержащий связанный с входными выводами через дроссель фильтра вентильный мост с коммутиру ющим узлом, подключенную параллельно мосту последовательную цепочку, состоящую из разделительного конден сатора и выходных выводов, а также диод, катод которого подключен к точке соединения вентильного моста с разделительным конденсатором, сна жен выходным трансформатором, первич ная обмотка которого подключена к выходным выводам, а вторичная обмот ка выполнена с отпайкой, соединенно с анодом указанного диода, и подклю чена концом к точке соединения первичной обмотки с вентильным мостом. На .чертеже показана электрическа схема предлагаемого широкодиапазонн го инвертора, в котором нагрузка подключена к инверторному мосту четрез повышакадий трансфо л атор. Инвертор содержит дроссель 1 фил ра, силовые тиристорал 2-5 инверторного моста, силовые встречно-параллельные диоды 6-9 инверторного моста , коммутирукндий конденсатор 10у коммутирующий дроссель 11, разделительный конденсатор 12, диод 13, на рузочный трансформатор 14 с первичн 15 и вторичной 16 обмотками, нагруз ку 17, причем число витков (Цд При работе инверторного моста, т.е. при включении очередной пары тиристоров, например тиристоров 2 и 3, ток, имеющий колебательный характер, протекает по цепи 12-2-1011-3-15-12. По первичной обмотке трансформат ра ток протекает снизу вверх, как показано стрелкой на чертеже. Напряжение на пераичной обмотке трансформатора и,5 и напряжение на вторичной обмотке , , равное напря жению на нагрузке, связаны между собой соотношением При малом сопротивлении нагрузки напряжение на ней не велико и напряжение Ц , приложенное к диоду 13 в прямом направлении, меньше, чем обратное напряжение, определяемое ветвью 12-15 и равное (где UQ - напряжение источника питания и разделительной емкости, если (У ). Поэтому диод 13 закрыт. В этом случае ток нагрузки равен току вторичной обмотки трансформатора. Напряжение на диоде 13 оп|ределяется количеством витков Wo обмотки 16 до отттайки, подключенных к диоду, т.е. , (/). .- - При возрастании сопротивления наг рузки увеличивается и напряжение на ней, и если напряжение на отпайке вторичной обмотки, т.е. Uo,станет больше запирающего напряжения , то диод откроется и его ток будет протекать по цепи 13-12-15 - часть витков 16, частично минуя нагрузку 17. Благодаря этому ограничивается напряжение на нагрузке. Таким образом, основное соотношение, определяющее включение диода 13, имеет вид: Ua.7Uc(-U. Принимая во внимание приведенные выше соотношения, можно записать выражение, определяющее величину напряжения на нагрузке, когда начнется стабилизация, U,f.(,s) так, если, например, принять Не то Ц(, 0,5Ujj , т.е. напряжение на нагруз-ке стабилизируется на уровне 0,5 Ud. При включении диодов инверторного моста, например диодов 6,, ток по первичной обмотке трансформатора начинает протекать в противоположную сторону (т.е. навстречу стрелке, по цепи 6-12-15-7 - 11-10. При этом такте работы инверторного моста диод: 13 не включается, но и ограничивать напряжение на нагрузке на этом интервале не требуется, т.к. амплитудное значение напряжения на нагрузке при пропускании тока тиристорами 2-5 выше, чем при пропускании тока диодами 6-9, и чем больше сопротивление нагрузки,тем больше эта разница. Формула изобретения Автономный инвертор, содержащий связанный с входными выводами через дроссель фильтра вентильный мост с коМмутирукндим узлом, подключенную параллельно мосту последовательную цепочку, состоящую из разделительного конденсатора и выходных выводов, а также диод, катод которого подключен к точке соединения вентильного моста с разделительным конденсатором, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и стабилизации выходного напряжения, он снабжен выходным трансформатором, первичная обмотка которого подключена к выходным выводам, а вторичная обмотка выполнена с отпайкой; соединенной ,с анодом указанного диода, и подключена концом к точке соединения первичной обмотки с вентильным мостом. Источники информации, принятые-во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР , №424282, кл. Н 02 М 5/42, 1970. 2. Авторское свидетельство СССР № 368701, кл. Н 02 М , 1969.. 3.Лабунцов В.А., Ривкин Т.Л Шевченко Г.И. Автономные тиристорн«е инвёртосш.М.,Энергия,1967,с.153. 4.Авторское свидетельство СССР № 535695, кл. Н 02 М 7/515, 1973.

/JS JT

Vd

я

j4f Ш