Регулируемый инвертор Советский патент 1981 года по МПК H02M7/537 

(54) РЕГУЖРУЕМЫЙ ИНВЕРТОР

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания для преобразования постоянного напряжения в регулируемое -(стабилизированное) переменное или постоянное напряжение посредством инверторов,

Известен регулируемый инвертор, содержащий выходной трансформатор, . первичная обмотка которого через управляе1«ие ключи соединена с вход. ными выводами через последовательно включенный дроссель ij.

Недостаток данного инвертора,состоит в том, что в течение части периода, когда одновременно открыты оба управляемых ключа инвертора энергия потребляется от источника, но не передается в нагрузку, что ведет к увеличению габаритов, массы и потерь мощности.

Известен также регулируемый инвертор, содержащий выходной трансформатор и дополнительный трансформатор первичная обмотка которого через дополнительные управляемые ключи соединена параллельно с основными ключа-г. мг:, а вторичная обмотка через выпряитель соединена с выходом инвертора 2 .

Недостатком данного решения является ограничение по виду нагрузки, так как данный инвертор способен работать только на нагрузку постоянного тока.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей инвертора, а именно - обеспечение работы

на нагрузку переменного тока, смешанную и многоканальную нагрузку. ..и

Указанная цель достигается тем, что в регулируемом инверторе, содержащем выходной трансформатор, первичная обмотка которого через основные управляекые ключи и последовательно включенный дроссель соединена с входными выводами инвертора, и дополнительный трансформатор, первичная обмотка которого через дополнительные управляемые ключи соединена параллельно с двумя основными управляемыми ключами, вторичная обмотка дополнительного трансформатора через выпрямитель подключена к входной цепи инвертора.

На фиг. 1 показан вариант предлагаемой схемы инвертора; на фиг. 2 - диаграмма импульсов управения; на фиг, 3 -.мостовой вариант редлагаемой схемы,

В регулируемом инверторе входной вывод 1 через обмотку 2 дросселя 3 соединен с общей точкой первичных обмоток 4 и 5 выходного трансформатора 6. Указанные первичные обмотки через основные управляемые ключи 7 и 8 подключены ко второму входному выводу 9.

Регулируемый инвертор содержит дополнительный трансформатор 10, Первичная обмотка 11 этого трансформатора через дополнительный управляемый ключ 12 подключена параллельно ключу 7, а первичная обмотка 13 через дополнительный ключ 14 подключена параллельно управляемому ключу 8. Вторичные обмотки 15 и 16 дополнительного трансформатора 10 через выпрямитель, образованный диодами 17 и 18 подключены ко входным выводам 1 и 9.

Управляющие электроды силовых ключей 7, 8 и 12, 14 соединены с выходами блока19 управления.

Вторичные обмоГки выходного трансформатора подключены к нагрузке, шунтированной конденсатором, через выпрямитель . Число вторичных обмоток, число и вид нагрузок (постоянного или переменного тока) не меняет принципа действия устройства и может быть увеличено.

Принцип действия предлагаемого регулируемого инвертора состоит в следующем.

Блок 19 управления реализует алгоритм работы ключей, изобранный на фиг,2, где состояние включено соответствует , а состояние выключено - О.

Обмотка 2 дросселя 3 выступает по отнсяцению к силовой цепи регулируемого инвертора в роли источника тока. Когда открыты одновременно ключи 7 и 12 (или только ключ 7), энергия передается только через трансформатор 6 в нагрузку. Когда ключ 7 находится в разомкнутом состоянии, а ключ 12 в замкнутом, энергия продолжает поступать в нагрузку через трансформатор 6 и частично возвращается в источник питаниячерез трансформатор 10.

Если через У- обозначить частьполупериода работы преобразователя, в которую энергия передается только через трансформатор 6, то из уравнения баланса мощностей вытекает следующая регулировочная характеристика предложенного устройства

,, ( .,

где Uu - напряжение на нагруз е,

приведенное к первичной обмотке трансформатора 6, а

п 9-VN«,,bU,v

Для схемы на фиг, 1 характерна непрерывность тока, передаваемого в нагрузку через трансформатор б, и ступенчатая форма тока (без провалов до нуля), потребляемого от источника питания.

Возможен вариант выполнения преобразователя, в котором обмотки 15 и 16 дополнительного трансформатора 10 через выпрямитель, образованный диодами 17 и 18, подключены к конца обмотки дросселя 3, соединенным точкой соединения обмоток 4 и 5 (пунктир на фиг, 1),

В этом случае регулировочная характеристика преобразователя имеет вид: . g

-

1-t

причем ток, потребляемый от источника питания, имеет непрерывный характер, а ток, передаваемый в нагрузку через трансформатор б, - ступенчатый. При этом нагрузка может быть включена только через выпрямитель с емкостным фильтром,

В мостовой схеме фиг.З объединены первичные обмотки 4 и 5, трансформатора б (т,е, выполнены в виде единой обмотки 4-5) , а также первичные обмотки 11 и 13 трансформатора 10, Пара основных ключей мостовой схемы 20-21, которые связаны с основными ключами 7 и 8 через первичную обмотку 4-5 силового трансформатора 6, коммутируются поочередно и замкнуты каждый по:половине периода работы регулируемого инвертора. Ключи 7, 8, 12 и 14 работают в соответствии с алгоритмом, описанным выше (фиг,2). Варианты схем (фиг,1 и з) могут ра ботать как на нагрузку, включенную через выпрямитель ток и на нагрузку переменного тока, подключенную непосредственно к вторичной обмотке трансформатора 6,

Формула изобретения

1,Регулируелшй инвертор, соДержащий выходной трансформатор, первичная обмотка которого через основные, управляемые ключи и последовательно включенный дроссель соединена с входными выводами инвертора, и дополнительный трансформатор, первичная обмотка которого через дополнительные управляемые ключи соединена параллельно с двумя основными управляемыми .ключами, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, вторичная обмотка дополнительного трансформатора через выпрямитель подключена к входной цепи инвертора.

2,Инвертор ПОП.1, отличающийся тем, что вторичная обмотка дополнительного трансформатора подключена через выпрямитель к входным выводам инвертора. 3. Инвертор по п.1, отличающийся тем, что вторичная обмот ка дополнительного трансформатора подключена между одним из входных вы водов инвертора и одним из выводов дросселя, другой вывод которого соединен с другим входным выводом инвертора.

m

2

/п /7 /га Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Моин B.C., Лаптев Н.Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи. Энергия, 1972, с. 206, рис. 7-4. г. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке В 1962374/24-07, кл. Н 02 М 7/537, 1973.

ГО

/5У fj-fj

16

. 4-5